CN103605091B - 地网回路阻抗模拟装置 - Google Patents

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CN103605091B CN201310498481.9A CN201310498481A CN103605091B CN 103605091 B CN103605091 B CN 103605091B CN 201310498481 A CN201310498481 A CN 201310498481A CN 103605091 B CN103605091 B CN 103605091B
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马俊超
马国栋
易焕
王娟
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Abstract

本发明公开了地网回路阻抗模拟装置，该模拟装置的电回路包括控制电路和负载电路，由控制电路和负载电路以及过保护电路依电回路方式相互连接构成。本发明作为电力系统、气象系统、厂矿企业以及计量部门接地装置特性参数测试系统、接地阻抗测试仪、接地电阻测试仪的检定和校准，提高检定和校准准确度，保障电气设备运行安全。

Description

地网回路阻抗模拟装置
技术领域
本发明涉及地网回路阻抗模拟装置，涉及电力系统、气象系统、大型厂矿企业中接地装置特性参数测试系统、接地阻抗测试仪、接地电阻测试仪的检定和校准。
背景技术
电力系统、气象系统、大型厂矿企业中接地装置特性参数测试系统、接地阻抗测试仪、接地电阻测试仪，通过定期检定和校准，可及时发现不安全隐患，确保电网的安全运行。目前，接地装置特性参数测试系统、接地阻抗测试仪、接地电阻测试仪的检定和校准采用标准电阻核对的方法，其缺点是无法模拟接地装置的实际状态，无法检定被测仪器的抗干扰能力和额定功率的大小，无法实现大电流检定的要求。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种地网回路阻抗模拟装置，作为电力系统、气象系统、厂矿企业以及计量部门接地装置特性参数测试系统、接地阻抗测试仪、接地电阻测试仪的检定和校准，提高检定和校准准确度，保障电气设备运行安全。
本发明的技术解决方案是：该模拟装置的电回路包括控制电路和负载电路，其控制电路由电子元器件连接如下：电源开关ZK1的1端连接保险丝B1的2端，电源开关ZK1的2端连接电源继电器JD的1端，电源继电器JD的2端连接零线N，指示灯XD的两端分别连接电源继电器JD的线圈的1端和电源继电器JD的线圈的2端，电源继电器JD的常开接点3端连接保险丝B1的2端，电源继电器JD的常开接点4端连接电压继电器YJ的线圈的2端，电压继电器YJ的线圈的4端连到零线N；电流继电器LJ1的常开接点1端连接电压继电器YJ的线圈的2端，电流继电器LJ1的常开接点3端连接时间继电器SJ1的线圈的7端，时间继电器SJ1的线圈的8端连接零线N；
时间继电器SJ1的常开接点3端连接电流继电器LJ1常开接点1端，时间继电器SJ1的常开接点5端连接中间继电器ZJ的线圈的1端，中间继电器ZJ的线圈的2端连接零线N；
温度继电器WK的1端连接时间继电器SJ1的常开接点3端，温度继电器WK的2端连接零线N；时间继电器S的线圈1端连接温度继电器WK的1端，时间继电器S线圈的2端连接温度继电器WK的2端；风机开关ZK2的常开接点1端连接时间继电器S的线圈的1端，时间继电器S的线圈的2端连接风机FS的2端，风机FS的2端连接零线N，指示灯XD5的两端分别连接风机FS的1端和风机FS的2端；
中间继电器ZJ常闭接点3端连接风机开关ZK2的常开接点的1端，中间继电器ZJ的常闭5端连接电流继电器LJ2的常闭接点1端，电流继电器LJ2的常闭接点3端连接温度继电器WK的常闭接点4端，温度继电器WK的常闭接点3端连接时间继电器S的常闭接点7端，时间继电器S的常闭接点8端连接电压继电器YJ的常闭接点1端，电压继电器YJ的常闭接点3端连接阻抗切换开关AN1的1端，阻抗切换开关AN1的2端连接阻抗转换继电器KM4的常闭接点3端，阻抗转换继电器KM4的常闭接点4端连接阻抗转换继电器KM3的常闭接点3端，阻抗转换继电器KM3的常闭接点4端连接阻抗转换继电器KM2的常闭接点7端，阻抗转换继电器KM2的常闭接点8端连接阻抗转换继电器KM1的线圈1端，阻抗转换继电器KM1的2端连接零线N，指示灯XD1的两端分别连接阻抗转换继电器KM1的线圈的1端和线圈的2端；
阻抗切换开关AN2的1端连接阻抗切换开关AN1的1端，阻抗切换开关AN2的2端连接阻抗转换继电器KM4的常闭接点5端，阻抗转换继电器KM4的常闭接点6端连接阻抗转换继电器KM3的常闭接点5端，阻抗转换继电器KM3的常闭接点6端连接阻抗转换继电器KM1的常闭接点7端，阻抗转换继电器KM1的常闭接点8端连接阻抗转换继电器KM2的线圈的1端，阻抗转换继电器KM2的线圈的2端连接零线N，指示灯XD2的两端分别连接阻抗转换继电器KM2的线圈的1端和线圈的2端；
阻抗切换开关AN3的1端连接阻抗切换开关AN2的1端，阻抗切换开关AN3的2端连接阻抗转换继电器KM4的常闭接点7端，阻抗转换继电器KM4的常闭接点8端连接阻抗转换继电器KM2的常闭接点9端，阻抗转换继电器KM2的常闭接点10端连接阻抗转换继电器KM1的常闭接点9端，阻抗转换继电器KM1的常闭接点10端连接阻抗转换继电器KM3的线圈的1端，阻抗转换继电器KM3的线圈的2端连接零线N，指示灯XD3的两端分别连接阻抗转换继电器KM3的线圈的1端和线圈的2端；
阻抗切换开关AN4的1端连接阻抗切换开关AN3的1端，阻抗切换开关AN4的2端连接阻抗转换继电器KM3的常闭接点7端，阻抗转换继电器KM3的常闭接点8端连接阻抗转换继电器KM2的常闭接点11端，阻抗转换继电器KM2的常闭接点12端连接阻抗转换继电器KM1的常闭接点11端，阻抗转换继电器KM1的常闭接点12端连阻抗转换继电器接KM4的线圈的1端，阻抗转换继电器KM4的线圈的2端连接零线N，指示灯XD4的两端分别连接阻抗转换继电器KM4的线圈的1端和线圈的2端；
其负载电路由电子元器件连接如下：LH为穿心电流互感器，电流表A的1端连接穿心电流互感器LH二次侧的1端，电流表A的2端连接穿心电流互感器LH二次侧的的2端；电流继电器LJ1的2端连接端子排L1，电流继电器LJ1的线圈的4端连接电流继电器LJ2的线圈的2端，电流继电器LJ2的线圈的4端连接负载阻抗Z1的1端，负载阻抗Z1的2端连接负载阻抗Z2的1端，负载阻抗Z2的2端连接阻抗转换继电器KM1的常闭接点5端，阻抗转换继电器KM1的常闭接点6端连接零线N1；
阻抗转换继电器KM3的常开接点9端连接电流继电器LJ2的线圈的4端，阻抗转换继电器KM3的常开接点10端连接阻抗转换继电器KM4的常开接点10端，阻抗转换继电器KM4的9端连接阻抗转换继电器KM1的常开接点5端，阻抗转换继电器KM1的常开接点6端连接零线N1,；
阻抗转换继电器KM1的常开接点5端连接阻抗转换继电器KM2的常开接点5端，阻抗转换继电器KM1的常开接点6端连接阻抗转换继电器KM2的常开接点6端；
阻抗转换继电器KM2的常开接点13端连接阻抗转换继电器KM3的常开接点9端，阻抗转换继电器KM2的常开接点14端连接阻抗转换继电器KM3的常开接点10端，阻抗转换继电器KM2的14端再连接负载阻抗Z3的1端，负载阻抗Z3的2端连接负载阻抗Z4的1端，负载阻抗Z4的2端连接阻抗转换继电器KM1的常开接点6端；阻抗转换继电器KM1的13端连接阻抗转换继电器KM2的13端，阻抗转换继电器KM1的14端连接负载阻抗Z3的2端。
本发明的有益效果是：针对电力系统、气象系统、大型厂矿企业中在检定接地装置特性参数测试系统、接地阻抗测试仪、接地电阻测试仪，提供一种专用地网回路阻抗模拟装置，克服电力系统、气象系统、大型厂矿企业中接地装置特性参数测试系统、接地阻抗测试仪、接地电阻测试仪定期检定和校准过程中存在的无法模拟接地装置实际工况、无法检定被测仪器的抗干扰性能、无法达到大电流检定要求等缺点，填补该领域专用地网回路阻抗模拟装置的空白。
附图说明
图1为地网回路阻抗模拟装置电路原理图。
图中：ZK1是电源开关，ZK2是风机开关，JD是电源继电器，YJ是电压继电器，SJ1是过流保护时间继电器，S是电源控制时间继电器，ZJ是中间继电器，WK是温度继电器，FS是散热风机，KM1～KM4为阻抗转换继电器，Z1～Z4为负载阻抗，LJ1及LJ2是电流继电器，B1是保险丝，XD及XD1～XD5是指示灯，LH是穿心式电流互感器，A是电流表，AN1～AN4是阻抗切换开关，N及N1是零线，L及L1是相线，B1是保险丝。
具体实施方式
如图1所示，该模拟装置的电回路包括控制电路和负载电路，其控制电路由电子元器件连接如下：电源开关ZK1的1端连接保险丝B1的2端，电源开关ZK1的2端连接电源继电器JD的1端，电源继电器JD的2端连接零线N，指示灯XD的两端分别连接电源继电器JD的线圈的1端和电源继电器JD的线圈的2端；电源继电器JD的常开接点3端连接保险丝B1的2端，电源继电器JD的常开接点4端连接电压继电器YJ的线圈的2端，电压继电器YJ的线圈的4端连到零线N；电流继电器LJ1的常开接点1端连接电压继电器YJ的线圈的2端，电流继电器LJ1的常开接点3端连接时间继电器SJ1的线圈的7端，时间继电器SJ1的线圈的8端连接零线N；
时间继电器SJ1的常开接点3端连接电流继电器LJ1常开接点1端，时间继电器SJ1的常开接点5端连接中间继电器ZJ的线圈的1端，中间继电器ZJ的线圈的2端连接零线N；
温度继电器WK线圈的1端连接时间继电器SJ1的常开接点3端，温度继电器WK线圈的2端连接零线N；时间继电器S的线圈1端连接温度继电器WK线圈的1端，时间继电器S线圈的2端连接温度继电器WK线圈的2端；风机开关ZK2的常开接点1端连接时间继电器S的线圈的1端，风机开关ZK2的常开接点2端连接散热风机FS的1端。时间继电器S的线圈的2端连接散热风机FS的2端，散热风机FS的2端连接零线N，指示灯XD5的两端分别连接散热风机FS的1端和散热风机FS的2端；
中间继电器ZJ常闭接点3端连接风机开关ZK2的常开接点的1端，中间继电器ZJ的常闭5端连接电流继电器LJ2的常闭接点1端，电流继电器LJ2的常闭接点3端连接温度继电器WK的常闭接点4端，温度继电器WK的常闭接点3端连接时间继电器S的常闭接点7端，时间继电器S的常闭接点8端连接电压继电器YJ的常闭接点1端，电压继电器YJ的常闭接点3端连接阻抗切换开关AN1的1端，阻抗切换开关AN1的2端连接阻抗转换继电器KM4的常闭接点3端，阻抗转换继电器KM4的常闭接点4端连接阻抗转换继电器KM3的常闭接点3端，阻抗转换继电器KM3的常闭接点4端连接阻抗转换继电器KM2的常闭接点7端，阻抗转换继电器KM2的常闭接点8端连接阻抗转换继电器KM1的线圈1端，阻抗转换继电器KM1的2端连接零线N，指示灯XD1的两端分别连接阻抗转换继电器KM1的线圈的1端和线圈的2端；
阻抗切换开关AN2的1端连接阻抗切换开关AN1的1端，阻抗切换开关AN2的2端连接阻抗转换继电器KM4的常闭接点5端，阻抗转换继电器KM4的常闭接点6端连接阻抗转换继电器KM3的常闭接点5端，阻抗转换继电器KM3的常闭接点6端连接阻抗转换继电器KM1的常闭接点7端，阻抗转换继电器KM1的常闭接点8端连接阻抗转换继电器KM2的线圈的1端，阻抗转换继电器KM2的线圈的2端连接零线N，指示灯XD2的两端分别连接阻抗转换继电器KM2的线圈的1端和线圈的2端；
阻抗切换开关AN3的1端连接阻抗切换开关AN2的1端，阻抗切换开关AN3的2端连接阻抗转换继电器KM4的常闭接点7端，阻抗转换继电器KM4的常闭接点8端连接阻抗转换继电器KM2的常闭接点9端，阻抗转换继电器KM2的常闭接点10端连接阻抗转换继电器KM1的常闭接点9端，阻抗转换继电器KM1的常闭接点10端连接阻抗转换继电器KM3的线圈的1端，阻抗转换继电器KM3的线圈的2端连接零线N，指示灯XD3的两端分别连接阻抗转换继电器KM3的线圈的1端和线圈的2端；
阻抗切换开关AN4的1端连接阻抗切换开关AN3的1端，阻抗切换开关AN4的2端连接阻抗转换继电器KM3的常闭接点7端，阻抗转换继电器KM3的常闭接点8端连接阻抗转换继电器KM2的常闭接点11端，阻抗转换继电器KM2的常闭接点12端连接阻抗转换继电器KM1的常闭接点11端，阻抗转换继电器KM1的常闭接点12端连阻抗转换继电器接KM4的线圈的1端，阻抗转换继电器KM4的线圈的2端连接零线N，指示灯XD4的两端分别连接阻抗转换继电器KM4的线圈的1端和线圈的2端；
其负载电路由电子元器件连接如下：LH为穿心式电流互感器，相线L1从穿心式电流互感器LH中间的圆孔穿过，起LH一次绕组的作用；穿心式电流互感器LH二次绕组输出端的1端连接电流表A的1端，穿心式电流互感器LH二次绕组输出端的2端连接电流表A的2端；相线L1从穿心式电流互感器LH中间的圆孔穿过后连接电流继电器LJ1的线圈的2端，电流继电器LJ1的线圈的4端连接电流继电器LJ2的线圈的2端，电流继电器LJ2的线圈的4端连接负载阻抗Z1的1端，负载阻抗Z1的2端连接负载阻抗Z2的1端，负载阻抗Z2的2端连接阻抗转换继电器KM1的常开接点5端，阻抗转换继电器KM1的常开接点6端连接零线N1；
阻抗转换继电器KM3的常开接点9端连接电流继电器LJ2的线圈的4端，阻抗转换继电器KM3的常开接点10端连接阻抗转换继电器KM4的常开接点10端，阻抗转换继电器KM4的9端连接阻抗转换继电器KM1的常开接点5端；
阻抗转换继电器KM1的常开接点5端连接阻抗转换继电器KM2的常开接点5端，阻抗转换继电器KM1的常开接点6端连接阻抗转换继电器KM2的常开接点6端；
阻抗转换继电器KM2的常开接点13端连接阻抗转换继电器KM3的常开接点9端，阻抗转换继电器KM2的常开接点14端连接阻抗转换继电器KM3的常开接点10端，阻抗转换继电器KM2的14端再连接负载阻抗Z3的1端，负载阻抗Z3的2端连接负载阻抗Z4的1端，负载阻抗Z4的2端连接阻抗转换继电器KM1的常开接点6端；阻抗转换继电器KM1的常开接点13端连接阻抗转换继电器KM2的常开接点13端，阻抗转换继电器KM1的14端连接负载阻抗Z3的2端，负载阻抗Z3的2端再连接阻抗转换继电器KM1的常开接点4端，阻抗转换继电器KM1的常开接点3端连接负载阻抗Z1的2端。
上述模拟装置的工作原理如下：系统开始工作时，须手动合上风机开关，启动冷却风机FS，对系统进行冷却；过电压保护由过电压继电器YJ构成，过电压值在242V～264V范围内任意整定，当回路电压超过整定值时，过电压保护YJ动作，YJ常闭接点断开，切断工作回路；短路保护由LJ2构成，当负载回路发生短路时，LJ2动作，LJ2常闭接点断开，切断工作回路，LJ2短路保护的整定范围在50A～100A内任意整定；过电流保护由LJ1和时间继电器SJ1构成，当负载回路过电流时，LJ1动作，LJ1常开接点闭合，启动时间继电器SJ1，SJ1常开接点经延时后闭合，启动中间继电器ZJ，ZJ动作后，ZJ常闭接点断开，切断工作回路，过电流保护的定值在5A～30A内任意整定，SJ1时间整定范围为1秒～10秒，ZJ型号DZ15；过热保护由WK构成，当系统出现过热时，WK常闭接点断开，切断工作回路，过热保护的定值在90℃～120℃范围内任意整定；定时控制回路由时间继电器S构成，S的时间在1分钟至60分钟内任意整定，当系统工作时间超过时间整定值时，S动作，S常闭接点断开，切断工作回路；根据检测工作的需要，选择负载阻抗的大小，通过AN1～AN4按键的切换，实现阻抗的切换；阻抗负载回路中，Z1=Z2=Z3=Z4=30?，阻抗切换工作原理如下：合上AN1开关，KM1动作，Z2和Z4并联，其等效阻抗为15?；合上AN2开关，KM2动作，其等效阻抗为（Z1+Z2）//（Z3+Z4）=（30+30）//（30+30）=30?；合上AN3开关，KM3动作，其等效阻抗为（Z3+Z4）=30+30=60?；合上AN4开关，KM4动作，其等效阻抗为（Z1+Z2+Z3+Z4）=30+30+30+30=120?。

Claims (1)

1.地网回路阻抗模拟装置，其特征是：该模拟装置的电回路包括控制电路和负载电路，其控制电路由电子元器件连接如下：电源开关ZK1的1端连接保险丝B1的2端，电源开关ZK1的2端连接电源继电器JD的1端，电源继电器JD的2端连接零线N，指示灯XD的两端分别连接电源继电器JD的线圈的1端和电源继电器JD的线圈的2端，电源继电器JD的常开接点3端连接保险丝B1的2端，电源继电器JD的常开接点4端连接电压继电器YJ的线圈的2端，电压继电器YJ的线圈的4端连到零线N；电流继电器LJ1的常开接点1端连接电压继电器YJ的线圈的2端，电流继电器LJ1的常开接点3端连接时间继电器SJ1的线圈的7端，时间继电器SJ1的线圈的8端连接零线N；
时间继电器SJ1的常开接点3端连接电流继电器LJ1常开接点1端，时间继电器SJ1的常开接点5端连接中间继电器ZJ的线圈的1端，中间继电器ZJ的线圈的2端连接零线N；
温度继电器WK线圈的1端连接时间继电器SJ1的常开接点3端，温度继电器WK线圈的2端连接零线N；时间继电器S的线圈1端连接温度继电器WK线圈的1端，时间继电器S线圈的2端连接温度继电器WK线圈的2端；风机开关ZK2的常开接点1端连接时间继电器S的线圈的1端，风机开关ZK2的常开接点2端连接散热风机FS的1端；时间继电器S的线圈的2端连接散热风机的2端，散热风机FS的2端连接零线N，指示灯XD5的两端分别连接散热风机FS的1端和散热风机FS的2端；
中间继电器ZJ常闭接点3端连接风机开关ZK2的常开接点的1端，中间继电器ZJ的常闭5端连接电流继电器LJ2的常闭接点1端，电流继电器LJ2的常闭接点3端连接温度继电器WK的常闭接点4端，温度继电器WK的常闭接点3端连接时间继电器S的常闭接点7端，时间继电器S的常闭接点8端连接电压继电器YJ的常闭接点1端，电压继电器YJ的常闭接点3端连接阻抗切换开关AN1的1端，阻抗切换开关AN1的2端连接阻抗转换继电器KM4的常闭接点3端，阻抗转换继电器KM4的常闭接点4端连接阻抗转换继电器KM3的常闭接点3端，阻抗转换继电器KM3的常闭接点4端连接阻抗转换继电器KM2的常闭接点7端，阻抗转换继电器KM2的常闭接点8端连接阻抗转换继电器KM1的线圈1端，阻抗转换继电器KM1的2端连接零线N，指示灯XD1的两端分别连接阻抗转换继电器KM1的线圈的1端和线圈的2端；
阻抗切换开关AN2的1端连接阻抗切换开关AN1的1端，阻抗切换开关AN2的2端连接阻抗转换继电器KM4的常闭接点5端，阻抗转换继电器KM4的常闭接点6端连接阻抗转换继电器KM3的常闭接点5端，阻抗转换继电器KM3的常闭接点6端连接阻抗转换继电器KM1的常闭接点7端，阻抗转换继电器KM1的常闭接点8端连接阻抗转换继电器KM2的线圈的1端，阻抗转换继电器KM2的线圈的2端连接零线N，指示灯XD2的两端分别连接阻抗转换继电器KM2的线圈的1端和线圈的2端；
阻抗切换开关AN3的1端连接阻抗切换开关AN2的1端，阻抗切换开关AN3的2端连接阻抗转换继电器KM4的常闭接点7端，阻抗转换继电器KM4的常闭接点8端连接阻抗转换继电器KM2的常闭接点9端，阻抗转换继电器KM2的常闭接点10端连接阻抗转换继电器KM1的常闭接点9端，阻抗转换继电器KM1的常闭接点10端连接阻抗转换继电器KM3的线圈的1端，阻抗转换继电器KM3的线圈的2端连接零线N，指示灯XD3的两端分别连接阻抗转换继电器KM3的线圈的1端和线圈的2端；
阻抗切换开关AN4的1端连接阻抗切换开关AN3的1端，阻抗切换开关AN4的2端连接阻抗转换继电器KM3的常闭接点7端，阻抗转换继电器KM3的常闭接点8端连接阻抗转换继电器KM2的常闭接点11端，阻抗转换继电器KM2的常闭接点12端连接阻抗转换继电器KM1的常闭接点11端，阻抗转换继电器KM1的常闭接点12端连阻抗转换继电器接KM4的线圈的1端，阻抗转换继电器KM4的线圈的2端连接零线N，指示灯XD4的两端分别连接阻抗转换继电器KM4的线圈的1端和线圈的2端；
其负载电路由电子元器件连接如下：LH为穿心式电流互感器，相线L1从穿心式电流互感器LH中间的圆 孔穿过，起穿心式电流互感器LH一次绕组的作用；穿心式电流互感器LH二次绕组输出端的1端连接电流表A的1端，穿心式电流互感器LH二次绕组输出端的2端连接电流表A的2端；相线L1从穿心式电流互感器LH中间的圆孔穿过后连接电流继电器LJ1的线圈的2端，电流继电器LJ1的线圈的4端连接电流继电器LJ2的线圈的2端，电流继电器LJ2的线圈的4端连接负载阻抗Z1的1端，负载阻抗Z1的2端连接负载阻抗Z2的1端，负载阻抗Z2的2端连接阻抗转换继电器KM1的常开接点5端，阻抗转换继电器KM1的常开接点6端连接零线N1；
阻抗转换继电器KM3的常开接点9端连接电流继电器LJ2的线圈的4端，阻抗转换继电器KM3的常开接点10端连接阻抗转换继电器KM4的常开接点10端，阻抗转换继电器KM4的9端连接阻抗转换继电器KM1的常开接点5端；
阻抗转换继电器KM1的常开接点5端连接阻抗转换继电器KM2的常开接点5端，阻抗转换继电器KM1的常开接点6端连接阻抗转换继电器KM2的常开接点6端；
阻抗转换继电器KM2的常开接点13端连接阻抗转换继电器KM3的常开接点9端，阻抗转换继电器KM2的常开接点14端连接阻抗转换继电器KM3的常开接点10端，阻抗转换继电器KM2的14端再连接负载阻抗Z3的1端，负载阻抗Z3的2端连接负载阻抗Z4的1端，负载阻抗Z4的2端连接阻抗转换继电器KM1的常开接点6端；阻抗转换继电器KM1的常开接点13端连接阻抗转换继电器KM2的常开接点13端，阻抗转换继电器KM1的常开接点14端连接负载阻抗Z3的2端，负载阻抗Z3的2端再连接阻抗转换继电器KM1的常开接点4端，阻抗转换继电器KM1的常开接点3端连接负载阻抗Z1的2端。
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