CN111562519A - 一种用于消弧线圈成套装置单相接地模拟试验的***和方法 - Google Patents
一种用于消弧线圈成套装置单相接地模拟试验的***和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种用于消弧线圈成套装置单相接地模拟试验的***和方法。所述***和方法通过在部件容纳单元内同时安装进行消弧线圈成套装置单相接地模拟试验的电阻、金属棒和球隙，并在试验控制单元启动模拟试验后，通过模式选择单元进行工作模式的切换来跟踪消弧线圈成套装置在各种工况下的模拟接地故障试验。本发明通过一个***实现消弧线圈成套装置在三种常见接地故障下的模拟试验，并通过改变部件容纳单元和地的绝缘距离，能够满足6kV、10kV、35kV电压等级的自动跟踪消弧线圈成套装置模拟接地试验三种故障类型，大大提高了模拟试验的效率，并且所述***和方法占用场地面积小，自动化程度和整体安全系数高，适用于当前工程应用需求。
Description
技术领域
本发明涉及接地保护测试领域,并且更具体地，涉及一种用于消弧线圈成套装置单相接地模拟试验的***和方法。
背景技术
电网在运行过程中时常发生单相接地故障，其中以金属性单相接地故障、电阻性单相接地故障、间歇性单相接地故障、弧光性单相接地故障较为常见。为保证电网安全可靠运行，对适用于接地保护用途的设备──自动跟踪消弧线圈成套装置必须进行单相模拟接地故障试验。
现有技术中，相关检测机构对消弧线圈成套装置单相模拟接地故障试验，通常采用不同装置单独完成对应的接地故障类型试验，尚无一套装置或平台具备进行全部模拟试验的能力。
发明内容
为了解决现有技术中只能采用装置单独完成对应的故障类型试验效率低下，过程繁琐的技术问题，本发明提供一种用于消弧线圈成套装置单相接地模拟试验的***，所述***包括：
试验控制单元，其与消弧线圈成套装置连接，用于启动及退出消弧线圈成套装置单相接地模拟试验；
模式选择单元，其与试验控制单元电连接，用于在试验控制单元启动消弧线圈成套装置单相接地模拟试验时，切换工作模式以模拟不同的消弧线圈成套装置单相接地故障，所述单相接地故障包括电阻性单相接地故障、金属性单相接地故障和弧光性单相接地故障；
试验模拟单元，其与模式选择单元电连接，用于根据模式选择单元确定的工作模式，模拟工作模式对应的单相接地故障试验，所述单相接地故障试验包括电阻性单相接地故障试验、金属性单相接地故障试验和弧光性单相接地故障试验。
进一步地，所述***还包括部件容纳单元，其顶端通过主进线分别与消弧线圈成套装置的模拟接地相和试验控制单元连接，底端接地，用于容纳模式选择单元和试验模拟单元。
进一步地，所述***还包括人机交互单元，其用于根据采集消弧线圈成套装置单相接地模拟试验时的数据生成故障波形，并所述波形进行处理；远程控制模式选择单元进行工作模式的切换；以及根据工作模式设置试验参数。
进一步地，所述试验模拟单元包括：
可变电阻器，其用于和模式选择单元电连接时，模拟电阻性单相接地故障试验；
金属材料棒，其用于和模式选择单元电连接时，模拟金属性单相接地故障试验；
可变球隙，其用于和模式选择单元电连接时，模拟弧光性单相接地故障试验。
进一步地，所述可变球隙是可测量间距的电动调节球隙，其采用电动机带动齿轮来调节升降器，使球隙间距随升降器的升降来增大或减小，在使球隙间距增大或减小的升降器上并列安装一台直线电位器，通过测量升降器与直线电位器的接触电阻电压确定可变球隙的球距。
进一步地，所述可变电阻器是水电阻。
进一步地，所述试验控制单元是真空交流接触器。
进一步地，所述模式选择单元是三工位负荷开关，通过手动改变所述三工位负荷开关的连线，或者远程控制所述三工位负荷开关自动切换实现与所述试验模拟单元中的任意一个的唯一电连接。
进一步地，所述模式选择单元是三个断路器，其中，第一断路器与所述可变电阻器电连接，第二断路器与所述金属材料棒电连接，第三断路器与所述可变球隙电连接。
进一步地，所述***还包括观察窗，其位于部件容纳单元上，用于在模拟弧光性单相接地故障试验时，实时观察弧光从产生到熄灭的过程。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种本发明所述模拟消弧线圈成套装置单相接地试验的***进行消弧线圈成套装置单相接地模拟试验的方法，所述方法包括：
部件容纳单元通过主线接入消弧线圈成套装置的任一模拟接地相；
通过试验控制单元启动消弧线圈成套装置单相接地模拟试验；
通过模式选择单元选择单相接地故障类型进行模拟实验；
采集单相接地模拟试验数据，并生成故障波形，以及对所述波形进行处理。
本发明技术方案提供的用于消弧线圈成套装置单相接地模拟试验的***和方法通过在部件容纳单元内同时安装进行消弧线圈成套装置单相接地模拟试验的电阻、金属棒和球隙，并在试验控制单元启动模拟试验后，通过模式选择单元进行工作模式的切换来跟踪消弧线圈成套装置在各种工况下的模拟接地故障实验。本发明的有益效果为通过一个***实现消弧线圈成套装置在三种常见接地故障下的模拟试验，同时，通过改变部件容纳单元和地的绝缘距离，实现了所述***和方法能够满足6kV、10kV、35kV电压等级的自动跟踪消弧线圈成套装置模拟接地试验三种故障类型，大大提高了模拟试验的效率，并且所述***和方法占用场地面积小，自动化程度和整体安全系数高，适用于当前工程应用需求。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明优选实施方式的用于消弧线圈成套装置单相接地模拟试验的***的结构示意图；
图2为根据本发明优选实施方式的用于消弧线圈成套装置单相接地模拟试验的方法的流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明优选实施方式的用于消弧线圈成套装置单相接地模拟试验的***的结构示意图。如图1所示，本优选实施方式所述的用于消弧线圈成套装置单相接地模拟试验的***100包括：
试验控制单元101，其与消弧线圈成套装置连接，用于启动及退出消弧线圈成套装置单相接地模拟试验。
模式选择单元102，其与试验控制单元101电连接，用于在试验控制单元101启动消弧线圈成套装置单相接地模拟试验时，切换工作模式以模拟不同的消弧线圈成套装置单相接地故障，所述单相接地故障包括电阻性单相接地故障、金属性单相接地故障和弧光性单相接地故障。
试验模拟单元103，其与模式选择单元102电连接，用于根据模式选择单元102确定的工作模式，模拟工作模式对应的单相接地故障试验，所述单相接地故障试验包括电阻性单相接地故障试验、金属性单相接地故障试验和弧光性单相接地故障试验。
部件容纳单元104，其顶端通过主进线分别与消弧线圈成套装置的模拟接地相和试验控制单元连接，底端接地，用于容纳模式选择单元102和试验模拟单元103。
人机交互单元105，其用于根据采集消弧线圈成套装置单相接地模拟试验时的数据生成故障波形，并所述波形进行处理；远程控制模式选择单元102进行工作模式的切换；以及根据工作模式设置试验参数。
观察窗106，其位于部件容纳单元104上，用于在模拟弧光性单相接地故障试验时，实时观察弧光从产生到熄灭的过程。
优选地，所述试验模拟单元103包括：
可变电阻器131，其用于和模式选择单元102电连接时，模拟电阻性单相接地故障试验。现有技术中，一般都是采用单独的多电阻通过串并联的方式实现电阻值变化，导致占用空间较大，且在使用过程中需要经常改变连接方式，造成了工作量的增加，本实施例选择可变电阻器(诸如常用的滑动变阻器、电阻箱、电位器等)代替传统的多电阻连接，通过在一定范围内连续变化电阻值，可以达到与多电阻连接相同的效果，但占用空间小，且不用根据需要频繁调整连接方式，减小工作量，具有一定的创造性。
优选地，所述可变电阻器131是水电阻。传统的可变电阻器基本为接触式，通过改变碳刷的接触位置调整电阻值，具有电压低、电流小的特点，但是电阻片或者电阻丝较难完成较大稳定的电阻元件，而且和接地模拟实验中的接地属于暂态相比，金属电阻常常用在稳态，导致散热较慢，等待时间长。而水电阻通过调节储水量和稀释水来改变电阻值，在反复电阻接地过程中，由于接地后动作时间较快，水温发热带来的阻值误差相对接地电流及电阻变化的影响较小。
金属材料棒132，其用于和模式选择单元102电连接时，模拟金属性单相接地故障试验。
可变球隙133，其用于和模式选择单元102电连接时，模拟弧光性单相接地故障试验。现有技术中，球隙一般都设定为固定值，无法自动任意调节，本实施例通过采用可调节的方式控制球隙间距，以便获得更多的弧光单相接地实验数据。
优选地，所述可变球隙133是可测量间距的电动调节球隙，其采用电动机带动齿轮来调节升降器，使球隙间距随升降器的升降来增大或减小，在使球隙间距增大或减小的升降器上并列安装一台直线电位器，通过测量升降器与直线电位器的接触电阻电压确定可变球隙的球距。
优选地，所述试验控制单元101是真空交流接触器。本优选实施方式中，真空交流接触器通常由绝缘隔电框架、金属底座、传动拐臂、电磁***、辅助开关和真空开关管等部件组成，当电磁线圈通过控制电压时，衔铁带动拐臂转动，使真空开关管内主触头接通，从而使模拟选择单元与消弧线圈成套装置接通，模拟实验启动；当电磁线圈断电后，由于分闸弹簧作用，使主触头分断，此时模拟选择单元与消弧线圈成套装置断开，从而退出模拟实验。
优选地，所述模式选择单元102是三工位负荷开关，通过手动改变所述三工位负荷开关的连线，或者远程控制所述三工位负荷开关自动切换实现与所述试验模拟单元中的任意一个的唯一电连接。本优选实施方式中，三工位负荷开关包括“合闸”、“隔离”、“接地”三个工作状态形成自然操作联锁，三个位置通过一把刀实现机械闭锁，每个位置上设有动触头，通过手动改换连接线或通过人工交互单元自动切换的方式分别与设置在可变电阻器、金属材料棒及可变球隙中任意一个的静触头接触闭合，从而可以完成不同类型的故障实验。
优选地，所述模式选择单元102是三个断路器，其中，第一断路器与所述可变电阻器电连接，第二断路器与所述金属材料棒电连接，第三断路器与所述可变球隙电连接。所述三个断路器完全相同，因此，三个断路器和试验模拟单元的可变电阻器、金属材料棒和可变球隙采取其他连接方式。
图2为根据本发明优选实施方式的用于消弧线圈成套装置单相接地模拟试验的方法的流程图。如图2所示，本优选实施方式所述的用于消弧线圈成套装置单相接地模拟试验的方法200从步骤201开始。
在步骤201，部件容纳单元通过主线分别与消弧线圈成套装置的任一模拟接地相和试验控制单元连接。
在步骤202，通过试验控制单元启动消弧线圈成套装置单相接地模拟试验。本优选实施方式中，真空交流接触器一般由真空灭弧室和操作机构组成，操作机构包括吸持线圈和衔铁，当线圈通电，吸引衔铁，接触器闭合，使得实验得以启动。
在步骤203，通过模式选择单元选择单相接地故障类型进行模拟实验。
本优选实施方式中，需要对电阻性单相接地故障进行模拟时，根据消弧线圈成套装置容量的大小确定电阻值，通过人机交互单元中的设置参数功能将可变电阻器的阻值调整至适当值，通过将模式选择单元的切换开关上的动触头与可变电阻上的静触头接触闭合，从而进行模拟电阻性单相接地故障实验。
电阻性单相接地故障实验完成后，通过将模式选择单元的切换开关的动触头与可变电阻的静触头断开，并将切换开关的动触头与金属材料棒的静触头接触闭合，从而可以进行金属性单相接地模拟实验。
同理，金属性单相接地模拟实验完成后，通过将模式选择单元的切换开关的动触头与金属材料棒的静触头断开，并将切换开关的动触头与可变球隙的静触头接触闭合，从而可以进行弧光性单相接地故障实验。
在步骤204，采集单相接地模拟试验数据，并生成故障波形，以及对所述波形进行处理。
本优选实施方式中，单相接地故障模拟试验完成后，通过人机交互单元实现实验数据的采集及结果分析。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (11)
1.一种用于消弧线圈成套装置单相接地模拟试验的***，其特征在于，所述***包括：
试验控制单元，其与消弧线圈成套装置连接，用于启动及退出消弧线圈成套装置单相接地模拟试验；
模式选择单元，其与试验控制单元电连接，用于在试验控制单元启动消弧线圈成套装置单相接地模拟试验时，切换工作模式以模拟不同的消弧线圈成套装置单相接地故障，所述单相接地故障包括电阻性单相接地故障、金属性单相接地故障和弧光性单相接地故障；
试验模拟单元，其与模式选择单元电连接，用于根据模式选择单元确定的工作模式，模拟工作模式对应的单相接地故障试验，所述单相接地故障试验包括电阻性单相接地故障试验、金属性单相接地故障试验和弧光性单相接地故障试验。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括部件容纳单元，其顶端通过主进线分别与消弧线圈成套装置的模拟接地相和试验控制单元连接，底端接地，用于容纳模式选择单元和试验模拟单元。
3.根据权利要求1或者2所述的***，其特征在于，所述***还包括人机交互单元，其用于根据采集消弧线圈成套装置单相接地模拟试验时的数据生成故障波形，并所述波形进行处理；远程控制模式选择单元进行工作模式的切换；以及根据工作模式设置试验参数。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述试验模拟单元包括：
可变电阻器，其用于和模式选择单元电连接时，模拟电阻性单相接地故障试验；
金属材料棒，其用于和模式选择单元电连接时，模拟金属性单相接地故障试验；
可变球隙，其用于和模式选择单元电连接时，模拟弧光性单相接地故障试验。
5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述可变球隙是可测量间距的电动调节球隙，其采用电动机带动齿轮来调节升降器，使球隙间距随升降器的升降来增大或减小，在使球隙间距增大或减小的升降器上并列安装一台直线电位器，通过测量升降器与直线电位器的接触电阻电压确定可变球隙的球距。
6.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述可变电阻器是水电阻。
7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述试验控制单元是真空交流接触器。
8.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述模式选择单元是三工位负荷开关，通过手动改变所述三工位负荷开关的连线，或者远程控制所述三工位负荷开关自动切换实现与所述试验模拟单元中的任意一个的唯一电连接。
9.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述模式选择单元是三个断路器，其中，第一断路器与所述可变电阻器电连接，第二断路器与所述金属材料棒电连接，第三断路器与所述可变球隙电连接。
10.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述***还包括观察窗，其位于部件容纳单元上，用于在模拟弧光性单相接地故障试验时，实时观察弧光从产生到熄灭的过程。
11.一种利用权利要求1至10中任意一个***进行消弧线圈成套装置单相接地模拟试验的方法，其特征在于，所述方法包括：
部件容纳单元通过主线接入消弧线圈成套装置的任一模拟接地相；
通过试验控制单元启动消弧线圈成套装置单相接地模拟试验；
通过模式选择单元选择单相接地故障类型进行模拟实验；
采集单相接地模拟试验数据，并生成故障波形，以及对所述波形进行处理。
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