CN109444788B - 一种用于配电网单相接地试验的测试平台及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于配电网单相接地试验的测试平台及控制方法，本发明具有分档可调电阻器和可控弧光放电装置，能够在线路上真实产生单相接地故障，实现金属接地，非金属接地情况下的不同值以及弧光放电现象。通过将断路器组和分档可调电阻器均接入PLC控制器，可控弧光放电装置连接串口服务器，PLC控制器和串口服务器均接入路由器，路由器连接计算机，能够远程对断路器、接触器等设备进行控制盒参数下载，实时采集现场所有数据，简易方便。
Description
技术领域
本发明属于配电网单相接地故障试验领域，具体涉及一种用于配电网单相接地试验的测试平台及控制方法。
背景技术
配电网是电力系统中与用户联系最为直接的的环节，其覆盖面广，供电的可靠性越来越引起重视。而单相接地故障是配电网故障中的主要故障类型，严重影响着供电可靠性，而且可能产生过电压烧毁设备，甚至引起相间短路而扩大事故。因此对单相接地时故障的分析、定位、研究已经成为当前配网亟待解决的问题。再加上目前配电网设备厂家众多，为了满足质量控制、入网检测等环节的工作需求，也需要在配电网的各条出线的不同位置设置单相接地点以测试配电网设备的保护性能。
现有的配网接地实验是通过在接地点附件埋设接地桩，接地线一端通过不同的介质连接在接地桩上，接地线另一端连接在绝缘杆上，实验人员手持绝缘杆将接地线搭接在母线上，从而产生人工单相接地故障。这种实验方式不能对故障初始相角进行准确控制，无法准确控制接地阻值等电气参数，无法得到理想实验数据，并且这种实验方式操作不方便，对试验操作人员和周围人员有很大安全隐患。而对配网设备单相接地判断功能的验证目前都是通过二次终端注入故障进行测试，通过继电保护实验仪给终端二次侧注入单相接地故障波形进行单相接地测试，故障波形是通过RTDS仿真或者发生实际接地故障时用录波仪记录的波形。但RTDS仿真波形都是标准波形，录波仪记录的波形因为采样点的关系也不能记录故障时刻完整波形，再加上继电保护试验仪回放波形有一定失真度无法有效准确反映现场真实接地现象，对验证配网设备的功能验证不全面。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种用于配电网单相接地试验的测试平台及控制方法，以解决回放波形失真，不能控制接地实验的接地阻值，不能获取完整实验数据等缺陷，并解决试验人员的安全问题。
为了达到上述目的，一种用于配电网单相接地试验的测试平台，包括与待测线路连接的断路器组，断路器与待测线路间设置有隔离开关，断路器连接分档可调电阻器，分档可调电阻器连接可控弧光放电装置，可控弧光放电装置连接接地线；
断路器组和分档可调电阻器均接入PLC控制器，可控弧光放电装置连接串口服务器，PLC控制器和串口服务器均接入路由器，路由器连接计算机。
隔离开关与待测线路间设置有熔断器。
路由器、串口服务器和PLC控制器和设备电源均连接UPS。
分档可调电阻器和可控弧光放电装置均设置有接触器。
一种用于配电网单相接地试验的测试平台的控制方法，包括以下步骤：
步骤一，待测线路接入完成后，确定分档可调电阻器的阻值和可控弧光放电装置的电气参数，隔离开关合闸送电；
步骤二，通过计算机远程控制断路器组合闸，进行接地试验；
步骤三，采用PLC控制器对分档可调电阻器进行远程控制、状态采集和监视、参数的修改和设置；
通过串口服务器对可控弧光放电装置进行信号的采集和监视，并对可控弧光放电装置的参数进行设置和控制；
步骤四，PLC控制器和串口服务器将数据发送至路由器中，路由器将信号发送至计算机，计算机能够对断路器组、分档可调电阻器和可控弧光放电装置的数据进行监控，并将所有数据实时储存到数据库中；
步骤五，完成试验后，计算机先控制断路器组分闸或者设定时间内自动分闸，最后隔离开关分闸。
计算机用于对断路器进行分、合监视；用于远程控制断路器的分、合闸状态，并能修改断路器跳闸时间；用于对可控弧光放电装置远程监视和控制；用于控制分档可调电阻器进行不同接地阻值的切换。
步骤三中，可控弧光放电装置的参数包括调试角、导通角、导通时间、停止时间和放电次数。
与现有技术相比，本发明的测试平台具有分档可调电阻器和可控弧光放电装置，能够在线路上真实产生单相接地故障，实现金属接地，非金属接地情况下的不同值以及弧光放电现象。通过将断路器组和分档可调电阻器均入PLC控制器，可控弧光放电装置连接串口服务器，PLC控制器和串口服务器均接入路由器，路由器连接计算机，能够远程对断路器、接触器等设备进行控制和参数下载，实时采集现场所有数据，简易方便。
本发明的方法通过计算机控制对分档可调电阻器进行远程控制、状态采集和监视、参数的修改和设置，对可控弧光放电装置进行信号的采集和监视，并对可控弧光放电装置的参数进行设置和控制，最后将断路器组、分档可调电阻器和可控弧光放电装置的数据进行监控，并将所有数据实时储存到数据库中；使试验人员能够根据试验要求对放电电阻阻值进行选择，并可以控制弧光放电的参数，保证了试验数据的可靠性，满足试验需求。通过外部控制，可实现远距离控制三相智能断路器的闭合或者断开，从而实现对高压的隔离，不需要操作人员近距离控制，保证了操作人员的安全。
附图说明
图1为本发明的结构图和原理；
图2为本发明的控制结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1，一种用于配电网单相接地实验的测试平台结构，可移动测试平台包括断路器柜、电阻柜、弧光放电装置柜以及UPS柜。断路器柜、电阻柜和弧光放电装置柜在柜内依次通过母铜排进行电气连接。
断路器柜包括配电线路铜排接头、高压隔离装置以及真空断路器。铜排接头通过柔性线缆与带测线路连接，高压隔离装置与箱体铜排接头相连，真空断路器与高压隔离装置相连。其中高压隔离装置和真空断路器负责关合和断开10kV待测线路。
电阻柜输入端与断路器柜相连，电阻柜输出端与弧光放电装置柜相连。其中电阻器采用多个大功率电阻器进行组合，可模拟接地故障发生时的各种接地阻值，阻值可以满足金属性接地，非金属性接地故障，瞬时、永久故障的试验参数要求。
弧光放电柜输入端与电阻柜连接，输出端与大地相连。整个柜体分位一次侧和二次侧两部分，一次侧为高压部分，采用铜母线，与电阻柜内的一次侧母线连接。二次侧为低压控制回路侧，采用AC220V供电。弧光放电柜用以发生非金属性接地的弧光接地现象，可以产生持续弧光放电，也可以产生间歇弧光放电现象。
UPS柜包含主机、电池，用于给实验装置二次侧供电。还装有无线路由器，串口服务器，开关电源等设备，实现装置内所有二次控制信号采集到远程操作软件。
参见图1，一种用于配电网单相接地试验的测试平台，包括与待测线路连接的断路器组，断路器与待测线路间设置有隔离开关，隔离开关与待测线路间设置有熔断器，断路器连接分档可调电阻器，分档可调电阻器连接可控弧光放电装置，可控弧光放电装置连接单相接地线；分档可调电阻器和可控弧光放电装置均设置有接触器；
断路器组、分档可调电阻器接入PLC控制器，微机综保和可控弧光放电装置连接串口服务器，PLC控制器和串口服务器均接入路由器，路由器连接计算机，路由器、串口服务器和PLC控制器等设备电源均连接UPS；
参见图2，一种用于配电网单相接地试验的测试平台的控制方法，包括以下步骤：
步骤一，待测线路接入完成后，确定分档可调电阻器的阻值和可控弧光放电装置的电气参数，在实验前电阻值阻值设置成测试阻值，并确认隔离开关和断路器处于分闸状态；
步骤二，隔离开关合闸送电，通过计算机远程控制断路器组合闸，并设置断路器自动分闸时间，进行接地试验；
步骤三，采用PLC控制器对分档可调电阻器进行远程控制、状态采集和监视、参数的修改和设置；
通过串口服务器对可控弧光放电装置进行信号的采集和监视，并对可控弧光放电装置的参数进行设置和控制；
步骤四，PLC控制器和串口服务器将数据发送至路由器中，路由器将信号发送至计算机，计算机能够对断路器组、分档可调电阻器和可控弧光放电装置的数据进行监控，并将所有数据实时储存到数据库中；
步骤五，完成试验后，计算机先控制断路器组分闸或者设定时间内自动分闸，最后隔离开关分闸。
计算机用于对断路器进行分、合监视；用于远程控制断路器的分、合闸状态，并能修改断路器跳闸时间；用于对可控弧光放电装置的远程监视和控制；用于控制分档可调电阻器在不同放电模式下进行不同接地阻值的切换。对断路器的远程控制除了远程操作系统可以控制，还配套无线遥控器，通过遥控器可以对断路器进行分、合操作。
Claims (6)
1.一种用于配电网单相接地试验的测试平台的控制方法，其特征在于，测试平台包括与待测线路连接的断路器组，断路器与待测线路间设置有隔离开关，断路器连接分档可调电阻器，分档可调电阻器连接可控弧光放电装置，可控弧光放电装置连接接地线；
断路器组和分档可调电阻器均接入PLC控制器，可控弧光放电装置连接串口服务器，
PLC控制器和串口服务器均接入路由器，路由器连接计算机；
控制方法包括以下步骤：
步骤一，待测线路接入完成后，确定分档可调电阻器和可控弧光放电装置的电气参数，隔离开关合闸送电；
步骤二，通过计算机远程控制断路器组合闸，进行接地试验；
步骤三，采用PLC控制器对分档可调电阻器进行远程控制、状态采集和监视、参数的修改和设置；
通过串口服务器对可控弧光放电装置进行信号的采集和监视，并对可控弧光放电装置的参数进行设置和控制；
步骤四，PLC控制器和串口服务器将数据发送至路由器中，路由器将信号发送至计算机，计算机能够对断路器组、分档可调电阻器和可控弧光放电装置的数据进行监控，并将所有数据实时储存到数据库中；
步骤五，完成试验后，计算机先控制断路器组分闸或者设定时间内自动分闸，最后隔离开关分闸。
2.根据权利要求1所述的一种用于配电网单相接地试验的测试平台的控制方法，其特征在于，隔离开关与待测线路间设置有熔断器。
3.根据权利要求1所述的一种用于配电网单相接地试验的测试平台的控制方法，其特征在于，分档可调电阻器和可控弧光放电装置均设置有接触器。
4.根据权利要求1所述的一种用于配电网单相接地试验的测试平台的控制方法，其特征在于，路由器、串口服务器和PLC控制器和设备电源均连接UPS。
5.根据权利要求1所述的一种用于配电网单相接地试验的测试平台的控制方法，其特征在于，计算机用于对断路器进行分、合监视；用于远程控制断路器的分、合闸状态，并能修改断路器跳闸时间；用于对可控弧光放电装置进行远程监视和控制；用于控制分档可调电阻器进行不同接地阻值的切换。
6.根据权利要求1所述的一种用于配电网单相接地试验的测试平台的控制方法，其特征在于，步骤三中，可控弧光放电装置的参数包括调试角、导通角、导通时间、停止时间和放电次数。
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