CN106249100B - 一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统及方法，其中，高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统包括方波发生器、开关、第一可调电阻、第二可调电阻、待测高压熔断器、电流与通电时间测量装置和可调电感，与现有技术相比，能够巧妙利用微分电路，真实地反映高压熔断器在铁磁谐振环境中受到的影响，同时也能够测试出高压熔断器在铁磁谐振电流环境中的开断能力和耐受时间等特性，且可靠性高，精度高，对研究配电网中铁磁谐振电流及冲击扰动的电磁暂态过程对高压熔断器性能的影响具有重要意义。此外，还可避免搭建大型的测试平台，节省人力物力，又能有效避免PT意外损毁，有利于配电网的安全可靠运行。

Description

一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统及方法

技术领域

本发明涉及配电网控制保护领域，特别是涉及一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统及方法。

背景技术

铁磁谐振，是电力系统自激振荡的一种形式，是由变压器、PT(Potentialtransformer，电压互感器)等铁磁电感的饱和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压和PT中的过电流现象。铁磁谐振引起的过电压和过电流不仅会使系统一次侧设备发生闪络、影响其绝缘性能，还容易造成部分变电站PT中高压熔断器的频繁熔断，甚至损坏PT，严重影响配电网的安全运行。作为6-35kV中性点不接地配电网中存在的突出问题，铁磁谐振已经受到了广泛关注。

目前，人们通过已有的仿真和试验实测发现在发生铁磁谐振时PT中的电流波形为畸变的尖顶电流波形，显然利用电流的这一特性研究高压熔断器对铁磁谐振的耐受性能，对保护PT、甚至配电网安全至关重要，而现有技术中，对铁磁谐振电流波形的模拟，不仅需要搭建大型的测试平台，耗费大量的人力物力，而且还存在对高压熔断器的耐受性能不能进行精确检测，误差较大等不足之处。

因此，如何能够在更真实的铁磁谐振环境中，对高压熔断器耐受性能进行检测，对保护PT及配电网安全十分关键，也是下一步研究的重点所在。

发明内容

本发明实施例中提供了一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统及方法，以解决现有技术中的对高压熔断器的耐受性能进行检测时，存在需要搭建大型测试平台，耗费大量人力物力，而且可靠性低、精度差等的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

本发明实施例公开的一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统，包括方波发生器、开关、第一可调电阻、第二可调电阻、待测高压熔断器、电流与通电时间测量装置和可调电感，

其中，该方波发生器、开关和第一可调电阻依次串联连接，形成第一串联支路；

该第二可调电阻、待测高压熔断器和该电流与通电时间测量装置依次串联连接，形成第二串联支路；

该第二串联支路与该第一串联支路串联连接，形成完整回路，其中，该第二可调电阻电连接至该第一可调电阻，该电流与通电时间测量装置电连接至该方波发生器；

该可调电感分别与第一串联支路和该第二串联支路并联连接；

该方波发生器、该可调电感与该电流与通电时间测量装置的连接处接地。

优选的，该方波发生器的频率范围为5HZ至400HZ，幅值范围为0V至400V。

优选的，该开关为高压快速转换开关。

优选的，该第一可调电阻和第二可调电阻的阻值范围为0Ω至100Ω。

优选的，该可调电感的范围为0.01H至1H。

本发明实施例公开的一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测方法，包括：

闭合开关；

控制方波发生器产生方波；

调节第一可调电阻、第二可调电阻和可调电感，获得测量所需的尖顶电流波形；

控制电流与通电时间测量装置检测通过该待测高压熔断器的电流波形、电流有效值和该待测高压熔断器的通电时间，其中，该待测高压熔断器的通电时间是指对待测高压熔断器施加尖顶电流波形后至该待测高压熔断器熔断所用的时间。

由以上技术方案可见，本发明实施例提供的一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统及方法，其中，高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统包括方波发生器、开关、第一可调电阻、第二可调电阻、待测高压熔断器、电流与通电时间测量装置和可调电感，与现有技术相比，本发明提供的高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统，巧妙利用微分电路，能够真实地反映高压熔断器在铁磁谐振环境中受到的影响，同时也能够测试出高压熔断器在铁磁谐振电流环境中的开断能力和耐受时间等特性，且可靠性高且精度高，对研究配电网中铁磁谐振电流及冲击扰动的电磁暂态过程对高压熔断器性能的影响具有重要意义。此外，还能够有效模拟铁磁谐振下的PT中电流的波形，既可避免搭建大型的测试平台，节省人力物力，又能有效避免PT意外损毁，有利于配电网的安全可靠运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测方法的流程示意图；

符号表示为：

K-开关，R1-第一可调电阻，R2-第二可调电阻，FU-待测高压熔断器，L-可调电感。

具体实施方式

铁磁谐振一般包括分频谐振、基频谐振和高频谐振。随着系统每相对地容抗的增大，依次可能发生高频谐振、基频谐振和分频谐振。铁磁谐振引起的过电压和过电流不仅会使系统一次侧设备发生闪络、影响其绝缘性能，还容易造成部分变电站PT中高压熔断器的频繁熔断，甚至损坏PT，严重影响配电网的安全运行。

已有的仿真和试验发现，在铁磁谐振时PT中的电流波形为畸变的尖峰波形，为了能够更加真实的反应铁磁谐振下的尖峰波形对PT中的高压熔断器的影响，提出了本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明实施例提供的一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统的结构示意图。

本发明实施例公开的一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统，包括方波发生器、开关K、第一可调电阻R1、第二可调电阻R2、待测高压熔断器FU、电流与通电时间测量装置和可调电感L。

其中，方波发生器、开关K和第一可调电阻R1依次串联连接，形成第一串联支路。

第二可调电阻R2、待测高压熔断器FU和电流与通电时间测量装置依次串联连接，形成第二串联支路。

第二串联支路与第一串联支路串联连接，形成完整回路，其中，第二可调电阻R2电连接至第一可调电阻R1，电流与通电时间测量装置电连接至方波发生器。可调电感L分别与该第一串联支路和第二串联支路并联连接。

另外，方波发生器、可调电感L和电流与通电时间测量装置三者的连接处接地。

电流与通电时间测量装置用于测量回路中待测高压熔断器中的电流值的大小以及该待测高压熔断器的通电时间，其中，该待测高压熔断器的通电时间是指对待测高压熔断器施加尖顶电流波形后至该待测高压熔断器熔断所用的时间。该电流与通电时间测量装置可以是现有技术中常用的测量高压熔断器中流过的电流和通电时间的设备，在此不再赘述。

作为一种优选方案，方波发生器用于产生方波波形，该方波发生器的低电平为0，且频率、幅值和占空比均可调，以便产生试验所需的波形。进一步的，该方波发生器的频率范围可设置为5HZ至400HZ，幅值范围为0V至400V，以模拟在分频谐振、工频谐振和高频谐振下的状态。

作为一种优选方案，开关K为高压快速转换开关，以满足回路的开断条件。

作为一种优选方案，第一可调电阻R1和第二可调电阻R2的阻值应根据所要得到的电流峰值大小来调节，阻值范围可以设置在0Ω至100Ω。

作为一种优选方案，可调电感L用于调节尖峰电流的宽度，该可调电感L的电感范围为0.01H至1H。

本发明实施例公开的一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统，考虑时间电流特性，利用第一可调电阻、第二可调电阻和可调电感构造微分电路，并通过对比待测高压熔断器在谐波环境及非谐振环境中的开断情况，衡量谐波环境下该待测高压熔断器的开断时间相较于非谐波环境是否有差异，进而分析得到该待测高压熔断器在铁磁谐振下的耐受性能。

与现有技术相比，本发明实施例公开的高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统，巧妙利用微分电路，能够真实地反映高压熔断器在铁磁谐振环境中受到的影响，同时也能够测试出高压熔断器在铁磁谐振电流环境中的开断能力和耐受时间等特性，且可靠性高且精度高，对研究配电网中铁磁谐振电流及冲击扰动的电磁暂态过程对高压熔断器性能的影响具有重要意义。此外，还能够有效模拟铁磁谐振下的PT中电流的波形，既可避免搭建大型的测试平台，节省人力物力，又能有效避免PT意外损毁，有利于配电网的安全可靠运行。

与本发明提供的一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统实施例相对应，本发明还提供了一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测方法实施例。

参见图2，为本发明实施例提供的一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测方法的流程示意图。

本发明实施例公开的一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测方法，包括：

S11：闭合开关。

S12：控制方波发生器产生方波。

S13：调节第一可调电阻、第二可调电阻和可调电感，获得测量所需的尖顶电流波形。如果该尖顶电流波形作用一定时间后，该待测高压熔断器未发生熔断，则需要继续调节第一可调电阻、第二可调电阻和可调电感值的大小，以提高该尖顶电流峰值至合适值，进而获得该待测高压熔断器在该尖顶电流下的熔断特性。其中，该尖顶电流波形作用时间由实际需要而定，在此不再赘述。

S14：控制电流与通电时间测量装置检测通过该待测高压熔断器的电流波形、电流有效值和该待测高压熔断器的通电时间，其中，该待测高压熔断器的通电时间是指对待测高压熔断器施加尖顶电流波形后至该待测高压熔断器熔断所用的时间。通过对比该通电时间与待测高压熔断器在非谐波环境中的通电时间是否存在差异，衡量该待测高压熔断器铁磁谐振下的耐受性能情况。

本发明实施例公开的一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测方法，考虑时间电流特性，利用第一可调电阻、第二可调电阻和可调电感构造微分电路，并通过对比待测高压熔断器在谐波环境及非谐振环境中的开断情况，衡量谐波环境下该待测高压熔断器的开断时间相较于非谐波环境是否有差异，进而分析得到该待测高压熔断器在铁磁谐振下的耐受性能，如开断性能等。

与现有技术中检测高压熔断器在铁磁谐振下耐受性能的方法相比，本发明实施例公开的一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测方法，能够巧妙利用微分电路，更加真实地反映高压熔断器在铁磁谐振环境中受到的影响，同时也能够简单高效地测试出高压熔断器在铁磁谐振电流环境中的开断能力和耐受时间等特性，可靠性高、精度高，对研究配电网中铁磁谐振电流及冲击扰动的电磁暂态过程对高压熔断器性能的影响具有重要意义。

本说明书中的实施例间采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于系统实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的系统中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统，其特征在于，包括方波发生器、开关(K)、第一可调电阻(R1)、第二可调电阻(R2)、待测高压熔断器(FU)、电流与通电时间测量装置和可调电感(L)，其中，

所述方波发生器、所述开关(K)和所述第一可调电阻(R1)依次串联连接，形成第一串联支路；

所述第二可调电阻(R2)、所述待测高压熔断器(FU)和所述电流与通电时间测量装置依次串联连接，形成第二串联支路；

所述第二串联支路与所述第一串联支路串联连接，形成完整回路，其中，所述第二可调电阻(R2)电连接至所述第一可调电阻(R1)，所述电流与通电时间测量装置电连接至所述方波发生器；

所述可调电感(L)分别与所述第一串联支路和所述第二串联支路并联连接；

所述方波发生器、所述可调电感(L)与所述电流与通电时间测量装置的连接处接地。

2.根据权利要求1所述的高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统，其特征在于，所述方波发生器的频率范围为5至400HZ，幅值范围为0至400V。

3.根据权利要求1所述的高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统，其特征在于，所述开关(K)为高压快速转换开关。

4.根据权利要求1所述的高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统，其特征在于，所述第一可调电阻(R1)和所述第二可调电阻(R2)的阻值范围为0至100Ω。

5.根据权利要求1所述的高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统，其特征在于，所述可调电感(L)的范围为0.01至1H。

6.一种使用如权利要求1所述的高压熔断器铁磁谐振耐受性能检测系统的检测方法，其特征在于，包括：

闭合开关；

控制方波发生器产生方波；

调节第一可调电阻、第二可调电阻和可调电感，获得测量所需的尖顶电流波形；

控制电流与通电时间测量装置检测通过所述待测高压熔断器的电流波形、电流有效值和通电时间，其中，所述通电时间是指对所述待测高压熔断器施加尖顶电流波形后至所述待测高压熔断器熔断所用的时间。