[发明专利]调匝式消弧线圈模拟系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种配电网络消弧线圈自动跟踪补偿及发生接地时的暂态模拟技术，特别涉及一种调匝式消弧线圈模拟系统及方法。

背景技术

配电网处于电网结构的末端，直接面向各种各样的用户，数目庞大，分布范围广，易受电网内部自身因素和外界自然环境的影响引发各种故障；其中，发生单相接地故障的几率最高，可占总故障的80％左右。相关规程规定，当22～66KV电网发生单相接地时，接地点的零序电容电流大于10A，10KV电网零序电容电流大于20A，3～6KV电网零序电容电流大于30A时，一律应装设消弧线圈，以减小接地电流，使系统容易熄弧，减小过电压的危害，防止事故扩大。但是，配电网接地零序电流减小，使得接地诊断装置正确工作面临更大的挑战。随着自动跟踪式消弧线圈的大量投入运行，诊断技术陷入低谷，很多地区诊断装置退出率达到90％以上，又退回到原始的手动逐条馈出线拉路的诊断方法，这充分说明了接地诊断问题的复杂性和艰巨性。

我国研究机构和开发单位一直对小电流接地系统单相接地故障的诊断问题进行研究，提出了多种诊断方法，其中暂态分析方法得到较多的认可；暂态分析方法既是从配网接地故障发生时的暂态过程出发分析寻找接地故障的特征，将接地发生的线路与未发生接地故障的线路区分开来；而暂态分析的研究方法除了数字仿真，另一个比较有效、直观的方法是搭建物理模拟系统，对主要的配网中的设备、元件按比例进行物理模拟。

发明内容

为了解决上述技术问题本发明提供一种调匝式消弧线圈模拟系统及方法，目的为物理模拟配网的消弧线圈自动调谐过程，及接地故障发生前的自动调谐状态跟踪、接地故障发生时的暂态过程与分析提供了必要的试验手段。

为达到上述目的，本发明调匝式消弧线圈模拟系统，包括可分级调整电感值的消弧线圈档位模拟模块，用于根据配电网模拟系统的具体出线及电容大小的分布情况，确定每一级电感的数值，确保每一条出线的投入与退出引起的系统电容电流变化时，根据开入开出模拟模块的档位选择信号进行相应的消弧线圈档位调整，向配电网模拟系统输出选择档位的电感值；

开入开出模拟模块，用于接收调匝式消弧线圈有载调节开关档位触点闭合硬接点与反馈硬接点的模拟，接收有载开关逻辑模拟模块发出的档位控制命令，并向消弧线圈档位模拟模块转发该命令；

有载开关逻辑模拟模块，用于模拟有载调节开关电机的工作逻辑，当接到开入开出模拟模块转来的升降命令时，可以正确的调整消弧线圈的档位，并向触点返回的开入开出模拟模块发出档位控制命令。

消弧线圈档位模拟模块，模拟六档消弧线圈，共分六级电感值，第六级感抗值最小，第一级感抗值最大；每档消弧线圈分别接收开入开出模拟模块的档位选择信号。

开入开出模拟模块包括第一至第八个继电器，第七继电器和第八继电器接收来自消弧线圈自动跟踪补偿控制器发出降控制信号、升控制信号电源， 分别控制第七继电器和第八继电器的工作线圈，分别通过常开接点将向下调档命令、向上升档命令转发给有载开关逻辑模拟模块的降控制引脚和升控制引脚，第一继电器至第六继电器分别与有载开关逻辑模拟模块的第一至第六引脚连接，第一继电器至第六继电器档位选择信号中的一个接点与消弧线圈档位模拟模块的每档消弧线圈分别连接，第一继电器至第六继电器的另一个接点与被测试的消弧线圈控制器连接。

调匝式消弧线圈模拟实现系统的模拟方法，开入开出模拟模块接收被测试的消弧线圈自动跟踪补偿控制器发送的信号，开入开出模拟模块的第七继电器或第八继电器的工作线圈，通过常开接点将向下调档命令或向上升档命令转发给有载开关逻辑模拟模块，有载开关逻辑模拟模块向开入开出模拟模块发出档位控制命令，其中的一个信号被置成高电平，开入开出模拟模块的第一继电器至第六继电器使得档位选择信号中的一个接点接通，并发给消弧线圈档位模拟模块，同时使得第一继电器至第六继电器的另一个接点接通，使得6个档位位置信号中的一个接通，发给消弧线圈控制器。

消弧线圈档位模拟模块根据接收到挡位选择信号，计算相应消弧线圈的电感值，共六级电感值，第六级感抗值最小，第一级感抗值最大；其中第五级的电感感抗值，设定模拟系统所有线路运行时的总电容的电抗值，即：

W*LL5=1/W/( C₁+C₂+C₃+C₄+C₅+C₆)

其中W为电角频率，LL5为第五档电感的数值；