CN105743075A - 配电网单相弧光接地模拟装置 - Google Patents

配电网单相弧光接地模拟装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105743075A
CN105743075A CN201610256382.3A CN201610256382A CN105743075A CN 105743075 A CN105743075 A CN 105743075A CN 201610256382 A CN201610256382 A CN 201610256382A CN 105743075 A CN105743075 A CN 105743075A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
arc
distribution network
power distribution
transformer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610256382.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105743075B (zh
Inventor
沈煜
阮羚
邱凌
朱涛
陈鹏云
李建明
杨波
周志强
李昇
周先平
陈志军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WUHAN XINDIAN ELECTRICAL TECHNOLOGY Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
Original Assignee
WUHAN XINDIAN ELECTRICAL TECHNOLOGY Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WUHAN XINDIAN ELECTRICAL TECHNOLOGY Co Ltd, State Grid Corp of China SGCC, Electric Power Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd filed Critical WUHAN XINDIAN ELECTRICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201610256382.3A priority Critical patent/CN105743075B/zh
Publication of CN105743075A publication Critical patent/CN105743075A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105743075B publication Critical patent/CN105743075B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/08—Limitation or suppression of earth fault currents, e.g. Petersen coil
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/28—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured for meshed systems

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

一种配电网单相弧光接地模拟装置，包括由三相隔离变压器、电网对地电容、单相升压变压器组成的380V等效配电网以及弧光电流发生器、高压开关，380V等效配电网将380V工频电压提高到10kV，弧光电流发生器在10kV电压下产生电弧电流。弧光电流发生器包括电流输入端子、保险丝、电流输出端子，单相升压变压器的副方绕组一端接地，另一端与电流输入端子连接，电流输入端子与保险丝的一端固定连接，保险丝的另一端悬空，并与电流输出端子保持1～3mm左右的距离，电流输出端子与高压开关连接后接地。本发明可以在380V电源条件下模拟配电网弧光接地故障，大大降低模拟实验平台的电源容量和设备造价，也降低了试验工作的安全风险。

Description

配电网单相弧光接地模拟装置
技术领域
本发明涉及电力系统接地故障模拟技术领域，具体是一种配电网单相弧光接地模拟装置。
背景技术
我国配电网为中性点非直接接地系统，配电网主要故障形式是单相接地。其中，由雷电等外部因素引起的弧光接地故障占最大比例。采用技术措施可以减小故障点工频续流，促使故障点电弧熄灭，使弧光接地现象消失，电网自动恢复正常运行，从而大大提高配电网供电可靠性。
模拟配电网弧光接地故障，是研究消弧技术措施的必要条件。在配电网电压等级搭建试验平台，因电压高，对应的电源容量需要数百kVA，设备造价高。此外，在高电压条件下进行试验，安全风险也较高。
发明内容
本发明提供一种配电网单相弧光接地模拟装置，可以在380V电源条件下模拟配电网弧光接地故障，大大降低模拟实验平台的电源容量和设备造价，也降低了试验工作的安全风险。
一种配电网单相弧光接地模拟装置，包括三相隔离变压器、电网对地电容、单相升压变压器、弧光电流发生器、高压开关，三相隔离变压器的原方中性点接地，副方中性点悬空，副方三相绕组分别通过三个电网对地电容接地，三相隔离变压器副方三相绕组其中任意一相与单相升压变压器的原方绕组的一端连接，单相升压变压器的原方绕组的另一端接地，弧光电流发生器包括电流输入端子、保险丝、电流输出端子，单相升压变压器的副方绕组一端接地，另一端与弧光电流发生器的电流输入端子连接，电流输入端子与保险丝的一端固定连接，保险丝的另一端悬空，并与电流输出端子保持1～3mm左右的距离，电流输出端子与高压开关连接后接地。
进一步的，还包括与弧光电流发生器和高压开关串接的阻值可调节水电阻。
进一步的，所述阻值可调节水电阻由电解质水和一对电极组成，通过调节电解质的浓度可改变水电阻的电阻值。
进一步的，所述三相隔离变压器输入电压为工频380V，变比为380V/380V，容量10kVA；所述单相升压变压器输入电压为工频380V，变比为380V/10kV，容量10kVA。
进一步的，所述高压开关的耐压等级为10kV。
本发明采用上述技术方案，具有以下的有益效果和优点：
1、本发明用单相升压变压器将380V电压提高到10kV，再利用自扩式保险丝间隙，达到击穿空气绝缘，可形成持续电弧性电流，因为变压器原方和副方之间的电磁关系，原方的电流波形与副方的弧光电流波形完全一致。
2、因变压器的变比关系，在380V侧可获得数十安培的故障电流，电弧持续时间取决于保险丝的大小和电流的大小。
3、利用自扩式保险丝间隙，可以解决试验中高压开关在合闸时产生电弧的安全问题，避免升压变压器过载，试验风险进一步降低。
4、采用水电阻调节电弧电流的大小，相对于大功率电阻，不需要考虑其耐压参数，温度最高只有100℃，阻抗调节更方便，安全性高，成本低。
5、本方法可以在实验室条件下模拟配电网弧光接地故障，模拟配电网构建中性点不接地系统，因此与实际配电网单相弧光接地故障具有相同的机理，大大降低了电源容量和设备造价，也降低压了试验工作的安全风险。
附图说明
图1是本发明配电网单相弧光接地模拟装置的电路结构示意图；
图2是本发明中弧光电流发生器的结构示意图。
图中：1—三相隔离变压器，2—电网对地电容，3—单相升压变压器，4—弧光电流发生器，5—阻值可调节水电阻，6—高压开关，7—电流输入端子，8—保险丝，9—电流输出端子。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1所示为本发明配电网单相弧光接地模拟装置的电路结构示意图，所述配电网单相弧光接地模拟装置包括三相隔离变压器1、电网对地电容2、单相升压变压器3、弧光电流发生器4、阻值可调节水电阻5和高压开关6。
所述三相隔离变压器1的原方中性点接地，副方中性点悬空，副方三相绕组分别通过三个电网对地电容2接地，三相隔离变压器1副方三相绕组其中任意一相与单相升压变压器3的原方绕组的一端连接，单相升压变压器3的原方绕组的另一端接地，单相升压变压器3的副方绕组一端接地，另一端与弧光电流发生器4连接，弧光电流发生器4与阻值可调节水电阻5、高压开关6依次连接后接地。
如图2所示的弧光电流发生器4，包括电流输入端子7、保险丝8、电流输出端子9。所述电流输入端子7与保险丝8的一端固定连接，保险丝8的另一端悬空，并与电流输出端子9保持1～3mm左右的距离，电流输入端子7、保险丝8、电流输出端子9全部固定在绝缘支撑件10上。
所述三相隔离变压器1输入电压为工频380V，变比为380V/380V，容量10kVA，原方中性点接地，副方中性点不接地。
所述单相升压变压器3输入电压为工频380V，变比为380V/10kV，容量10kVA。
所述阻值可调节水电阻5由电解质水和一对电极组成，电极间距1～3mm，通过调节电解质的浓度改变水电阻的电阻值。
所述高压开关6的耐压等级为10kV。
本发明的工作原理：
配电网单相弧光接地故障的主要特征是：在电网工频电压下，绝缘子表面空气绝缘被击穿、电弧性电流持续存在。由于空气的绝缘强度约为20kV/cm，所以在380V电压下很难模拟弧光接地故障。
本发明所提出方法是通过单相升压变压器将380V工频电压提高到10kV，达到击穿空气绝缘，所形成的电弧电流与配电网单相弧光接地电流具有相同的特征。
在上述技术方案中，所述三相隔离变压器1的原方与380V电源连接，高压开关6分闸，整个模拟试验装置处于待机状态。此时单相升压变压器的副方开路，回路电流为零，原方等值阻抗为激磁阻抗，激磁电流很小，三相隔离变压器1副方三相电路对称运行，因此单相升压变压器3的原方输入电压为相电压380V/√3,副方电压为10kV/√3。
图1是本发明的电路原理图，主要包括380V等效配电网和弧光电流发生器两部分。380V等效配电网电路结构由三相隔离变压器1、电网对地电容2、单相升压变压器3组成，其与实际配电网结构相同；弧光电流发生器在10kV电压下产生电弧电流，与配电网的实际情况相符。
单相升压变压器3的高压侧电路包括：弧光电流发生器4、阻值可调节水电阻5和高压开关6。当高压开关6处于分闸状态，高电压主要作用在高压开关6的断口上，回路电流为零；高压开关6合闸后，高电压主要施加在弧光电流发生器4上，1～3mm左右的空气间隙将被击穿，形成电弧电流，因阻值可调节水电阻5的阻值较小，将其折算到原方，等值电阻接近于零，即单相升压变压器3等效入口阻抗为零，从而使380V等效配电网处于单相接地的运行状态；随着弧光电流的持续，保险丝8的端头附近空气游离非常激烈、温度最高，因此保险丝8端头将逐步融化缩短，自扩式间隙距离逐步扩大，直至间隙空气绝缘可耐受10kV电压、电弧熄灭为止，实现电弧间隙的自动调整，完全模拟出配电网接地故障现象；通过改变保险丝8的材料或者阻值可调节水电阻5的电解质浓度，可达到调控弧光电流发生器性能的目的。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种配电网单相弧光接地模拟装置，其特征在于：包括三相隔离变压器(1)、电网对地电容(2)、单相升压变压器(3)、弧光电流发生器(4)、高压开关(6)，三相隔离变压器(1)的原方中性点接地，副方中性点悬空，副方三相绕组分别通过三个电网对地电容(2)接地，三相隔离变压器(1)副方三相绕组其中任意一相与单相升压变压器(3)的原方绕组的一端连接，单相升压变压器(3)的原方绕组的另一端接地，弧光电流发生器(4)包括电流输入端子(7)、保险丝(8)、电流输出端子(9)，单相升压变压器(3)的副方绕组一端接地，另一端与弧光电流发生器(4)的电流输入端子(7)连接，电流输入端子(7)与保险丝(8)的一端固定连接，保险丝(8)的另一端悬空，并与电流输出端子(9)保持1～3mm左右的距离，电流输出端子(9)与高压开关(6)连接后接地。
2.如权利要求1所述的配电网单相弧光接地模拟装置，其特征在于：还包括与弧光电流发生器(4)和高压开关(6)串接的阻值可调节水电阻(5)。
3.如权利要求2所述的配电网单相弧光接地模拟装置，其特征在于：所述阻值可调节水电阻(5)由电解质水和一对电极组成，通过调节电解质的浓度可改变水电阻的电阻值。
4.如权利要求1所述的配电网单相弧光接地模拟装置，其特征在于：所述三相隔离变压器(1)输入电压为工频380V，变比为380V/380V，容量10kVA；所述单相升压变压器(3)输入电压为工频380V，变比为380V/10kV，容量10kVA。
5.如权利要求1所述的配电网单相弧光接地模拟装置，其特征在于：所述高压开关(6)的耐压等级为10kV。
CN201610256382.3A 2016-04-22 2016-04-22 配电网单相弧光接地模拟装置 Active CN105743075B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610256382.3A CN105743075B (zh) 2016-04-22 2016-04-22 配电网单相弧光接地模拟装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610256382.3A CN105743075B (zh) 2016-04-22 2016-04-22 配电网单相弧光接地模拟装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105743075A true CN105743075A (zh) 2016-07-06
CN105743075B CN105743075B (zh) 2018-02-27

Family

ID=56255995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610256382.3A Active CN105743075B (zh) 2016-04-22 2016-04-22 配电网单相弧光接地模拟装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105743075B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106199310A (zh) * 2016-07-11 2016-12-07 国家电网公司 一种配电网间歇性弧光接地故障模拟试验设备和方法
CN112964964A (zh) * 2021-02-26 2021-06-15 中国电力科学研究院有限公司 配电网接地故障电弧模拟装置及电弧处置设备验证方法
CN113933636A (zh) * 2021-10-29 2022-01-14 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 一种基于电弧发生器的配电网故障测试系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1014530A2 (en) * 1998-12-22 2000-06-28 Kabushiki Kaisha Meidensha Electrical power distribution installation for electrical power system
CN203193273U (zh) * 2013-04-25 2013-09-11 河北超联电子科技有限公司 智能型调匝式消弧限压装置
CN203193274U (zh) * 2013-04-25 2013-09-11 河北超联电子科技有限公司 智能型调容式消弧限压装置
CN103592536A (zh) * 2013-10-30 2014-02-19 李景禄 配电网中性点动态接地方法控制参数的实验室模拟试验法
CN105445511A (zh) * 2015-12-11 2016-03-30 国家电网公司 模拟中性点不接地系统单相接地故障信号发生装置及方法
CN205544259U (zh) * 2016-04-22 2016-08-31 国家电网公司 配电网单相弧光接地模拟装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1014530A2 (en) * 1998-12-22 2000-06-28 Kabushiki Kaisha Meidensha Electrical power distribution installation for electrical power system
CN203193273U (zh) * 2013-04-25 2013-09-11 河北超联电子科技有限公司 智能型调匝式消弧限压装置
CN203193274U (zh) * 2013-04-25 2013-09-11 河北超联电子科技有限公司 智能型调容式消弧限压装置
CN103592536A (zh) * 2013-10-30 2014-02-19 李景禄 配电网中性点动态接地方法控制参数的实验室模拟试验法
CN105445511A (zh) * 2015-12-11 2016-03-30 国家电网公司 模拟中性点不接地系统单相接地故障信号发生装置及方法
CN205544259U (zh) * 2016-04-22 2016-08-31 国家电网公司 配电网单相弧光接地模拟装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
廖晓晖等: "10kV配网单相弧光接地故障及调度处理建议", 《上海电力》 *
张宗包等: "配电网混合线路单相弧光接地故障检测新方法", 《南方电网技术》 *
徐晔等: "配电网单相接地电弧建模及仿真分析研究", 《电力系统保护与控制》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106199310A (zh) * 2016-07-11 2016-12-07 国家电网公司 一种配电网间歇性弧光接地故障模拟试验设备和方法
CN112964964A (zh) * 2021-02-26 2021-06-15 中国电力科学研究院有限公司 配电网接地故障电弧模拟装置及电弧处置设备验证方法
CN113933636A (zh) * 2021-10-29 2022-01-14 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 一种基于电弧发生器的配电网故障测试系统
CN113933636B (zh) * 2021-10-29 2022-09-02 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 一种基于电弧发生器的配电网故障测试系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN105743075B (zh) 2018-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103592536B (zh) 配电网中性点动态接地方法控制参数的实验室模拟试验法
CN205544259U (zh) 配电网单相弧光接地模拟装置
CN107329068B (zh) 一种串补装置中火花间隙进行恢复电压试验的回路及方法
CN109581113B (zh) 一种多腔室间隙防雷装置工频续流遮断能力试验回路
CN105743075A (zh) 配电网单相弧光接地模拟装置
CN107276082A (zh) 非有效接地系统接地故障相主动降压安全运行方法
CN116500430A (zh) 高压直流断路器分断支路小电流开断试验回路及方法
CN202693639U (zh) 低压大电流温升试验用可连续调节阻抗装置
CN203180518U (zh) 智能开关消弧及过电压保护装置
CN105467239A (zh) 一种电压互感器励磁特性试验系统
CN203026019U (zh) 一种10kV配电网演示系统
CN102419410B (zh) 一种电气设备用电压、电流双施加试验装置
CN202535062U (zh) 一种电力网内中性点经可控电抗与电阻组合接地的系统
CN208207116U (zh) 一种小电流接地系统的高阻接地检测系统
CN202182930U (zh) 一种电气设备用电压、电流双施加试验装置
CN103752558B (zh) 一种大功率高压电脉冲强磁放电除垢装置
CN110010351A (zh) 一种特高压均压电容器阻容装置
CN103401536B (zh) 纳秒脉冲整形与前沿锐化装置
CN202616648U (zh) 中置柜抗谐振电压互感器小车
CN103852698A (zh) 一种断路器真空灭弧室的绝缘强度测试装置
CN204065267U (zh) 一种基于直流偏磁的铁磁谐振回路
CN111983397A (zh) 一种绝缘介质击穿实验装置及方法
CN205945048U (zh) 一种三相组合式过电压保护器
CN105261269A (zh) 一种抑制电力系统铁磁谐振的仿真模型
CN110729699A (zh) 一种滤波器断路器开断容性负荷过电压的计算方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant