CN109828202A - 一二次融合配电开关高频传导干扰实验平台及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一二次融合配电开关高频传导干扰实验平台及测试方法，所述平台包括一次设备和二次设备；测试方法，具有如下步骤：给被试一二次融合智能配电开关设置电流设置整定值，通过升流器给被试开关上施加接近整定值的工频电流，同时使球隙放电产生高频信号，测试被试开关是否会发生误动现象；本发明通过搭建实验回路进行球隙放电，模拟系统中间隙放电电弧产生的高频传导干扰信号；通过一二次融合智能配电开关误动测试、拒动、延时测试，可以对现有的智能开关产品进行电磁兼容抗扰度测试并分级。

Description

一二次融合配电开关高频传导干扰实验平台及测试方法

技术领域

本发明涉及电磁兼容测试技术领域，具体的说是一二次融合配电开关高频传导干扰实验平台及测试方法。

背景技术

近年来随着电网技术的发展，智能电网已逐步成为热门的行业发展趋势，智能配电网中大量采用一二次融合智能开关，二次控制终端直接安装现场保证开关的就地控制。并通过电缆、光纤、通信网等手段组成数字化通信网络，将数据上传，实现精确地电压电流数据测量，以便于智能电网的控制、监控与保护。因此，一二次融合智能开关在智能配电网中的应用将在坚强智能电网建设中起到关键的作用。

配电线路开关的可靠稳定运行是电网安全及经济效益的保障。但目前的研究表明，控制回路安装在设备附近时，由于电磁环境复杂，高频信号的干扰经常会使开关出现延迟动作甚至误动、拒动的现象，这严重影响到了配电网的稳定运行。变电站电磁环境复杂，一二次融合智能开关作为智能化设备，是智能配电网发展必不可少的一个环节。随着一二次融合智能开关被广泛使用，应用数量逐渐增加，在运行中出现故障的数量显著增多，其中最为突出的就是现场电磁兼容问题。因此，如何提高一二次融合智能开关的电磁兼容性能，以及提高其长期稳定性成为了目前电力系统关注的热点。

电磁干扰的方式主要有传导干扰、耦合干扰、辐射干扰三种，其中传导干扰是沿线路导线、电气设备中传播的高频信号，这些信号传导至设备二次回路，就会对设备产生极大的影响。配电系统中存在很多产生放电、燃弧的工况，会产生高频放电信号沿线路或导体作用在其他设备上，智能开关将二次终端安装在一次设备附近，很容易受到高频信号的影响，高频信号可能会经杂散参数回路传导至互感器二次侧，对控制部分产生影响，造成了开关的动作延迟或误动。

基于此，针对上述现状中存在的局限性，解决在线路中传播的高频干扰信号对一二次融合智能开关二次终端回路的影响，本发明提出了一二次融合配电开关高频传导干扰实验平台及测试方法。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一二次融合配电开关高频传导干扰实验平台及测试方法，并应用于配电系统用一二次融合开关电磁兼容特性研究中，为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一二次融合配电开关高频传导干扰实验平台，包括一次设备和二次设备；其中，

所述一次设备包括电压源、升流器、冲击电流发生器、电容分压器、电源侧模拟电容、控制真空断路器、放电球隙、高频测量系统、被试开关、互感器、负载侧模拟电容以及负载阻抗；所述电压源、控制真空断路器、放电球隙、被试开关、互感器、负载侧模拟电容以及负载阻抗串联连接成实验放电回路；所述电容分压器、电源侧模拟电容并联在电源侧；高频测量系统、升流器和冲击电流发生器分别并联在被试开关两端；

所述二次设备包括电源控制台、球隙控制器、断路器操作控制仪、被试开关控制回路、高频信号测量回路；所述电源控制台控制电压源、升流器、冲击发生器以及控制回路电源电压、电流的输入；所述球隙控制器控制放电球隙的运动、控制间隙距离；所述断路器操作控制仪控制控制真空断路器分合；所述高频信号测量回路检测流过被试开关的电流、电压信号。

进一步地，所述电源控制台包括电压源控制台以及升流器控制、冲击发生器控制台。

一二次融合配电开关高频传导干扰测试方法，具有如下步骤：

给被试一二次融合智能配电开关设置电流设置整定值，通过升流器给被试开关上施加接近整定值的工频电流，同时使球隙放电产生高频信号，测试被试开关是否会发生误动现象。

进一步地，还具有如下步骤：

在球隙放电产生高频信号的同时，通过冲击发生器发出冲击电流，观察被试开关动作情况，判断是否存在动作延时现象。

进一步地，还具有如下步骤：通过并联在被试开关两端的升流器施加工频电流范围内可调、稳定的幅值。

进一步地，还具有如下步骤：通过冲击电流发生器在幅值范围内调节产生的冲击电流。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过搭建实验回路进行球隙放电，模拟系统中间隙放电电弧产生的高频传导干扰信号；

2、本发明调整实验回路参数可使高频放电信号发生变化，通过对参数作用规律进行分析、总结，最终提出该实验回路的电磁骚扰分级标准，并应用于一二次融合智能配电开关的标准化测试；

3、本发明通过一二次融合智能配电开关误动测试、拒动、延时测试，可以对现有的智能开关产品进行电磁兼容抗扰度测试并分级。

附图说明

图1为本发明一个实施例中的实验回路示意图；

图中：

PT_U、电容分压器，C₁、电源侧模拟电容，S₁、控制真空断路器，D、放电球隙，CT₁、第一电流互感器，PT₁、第一电压互感器，S、被试开关，CT₂、第二电流互感器，PT₂、第二电压互感器，C₂、负载侧模拟电容，Z、负载阻抗。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供了一二次融合配电开关高频传导干扰实验平台，包括一次设备和二次设备；其中，

所述一次设备包括电压源、升流器、冲击电流发生器、电容分压器PT_U、电源侧模拟电容C₁、控制真空断路器S₁、放电球隙D、高频测量系统、被试开关S、互感器、负载侧模拟电容C₂以及负载阻抗Z；所述电压源、控制真空断路器S₁、放电球隙D、被试开关S、互感器、负载侧模拟电容C₂以及负载阻抗Z串联连接成实验放电回路；所述电容分压器PT_U、电源侧模拟电容C₁并联在电源侧；高频测量系统、升流器和冲击电流发生器分别并联在被试开关S两端；所述高频测量系统包括第一电流互感器CT₁和第一电压互感器PT₁，所述互感器包括第二电流互感器CT₂和第二电压互感器PT₂。

所述二次设备包括电源控制台、球隙控制器、断路器操作控制仪、被试开关控制回路、高频信号测量回路(图示未标出)；所述电源控制台控制电压源、升流器、冲击发生器以及控制回路电源电压、电流的输入；所述球隙控制器控制放电球隙D的运动、控制间隙距离；所述断路器操作控制仪控制控制真空断路器S₁分合；所述高频信号测量回路检测流过被试开关S的电流、电压信号。

具体实施时，所述电源控制台包括电压源控制台以及升流器控制、冲击发生器控制台。

一二次融合配电开关高频传导干扰测试方法，具有如下步骤：

给被试一二次融合智能配电开关设置电流设置整定值，通过升流器给被试开关S上施加接近整定值的工频电流，同时使球隙放电产生高频信号，测试被试开关S是否会发生误动现象。

具体实施时，还具有如下步骤：

在球隙放电产生高频信号的同时，通过冲击发生器发出冲击电流，观察被试开关S动作情况，判断是否存在动作延时现象。

具体实施时，还具有如下步骤：通过并联在被试开关S两端的升流器施加工频电流范围内可调、稳定的幅值。

具体实施时，还具有如下步骤：通过冲击电流发生器在幅值范围内调节产生的冲击电流。

作为本发明一个较佳的实施例，按照实验回路选取实验设备并搭建试验平台；

通过调整球隙间距、电源电压有效值、电源侧等效电容、负载侧等效电容、负载阻抗Z等回路控制参数调节放电。可进行测量的放电信号参数：放电电流频率、峰值；电压频率、峰值。

球隙实验步骤包括：测量不同间隙距离球隙起始放电电压、熄灭电压；球隙间距及电源电压对放电参数的影响；球隙两侧电容值选取对放电参数的影响；负载阻抗Z对放电参数的影响；一二次融合智能配电开关高频传导干扰误动测试；一二次融合智能配电开关拒动、延时测试。

球隙起始放电电压、熄灭电压测试：闭合控制开关，升高电压，开始出现放电时的电压为起始放电电压，放电开始后控制电压降低，不再放电时的电压为放电结束电压；球隙间距及电源电压对放电参数的影响：在不同球隙间距下，改变电源电压，观察电不同源电压时的放电现象、放电信号特征；改变放电电容、负载阻抗Z，观察电不同源电压时的放电现象、放电信号特征。

一二次融合智能配电开关高频传导干扰误动测试：调节球隙间距、实验电压源，将升流器并连接在被试开关S两端，设定开关动作电流整定值，通过升流器施加整定值95％的电流，此时闭合真空断路器，球隙击穿放电产生高频干扰信号，此时观察开关是否会出现误动并记录实验波形。

一二次融合智能配电开关拒动、延时测试：调节球隙间距、实验电压源，将升流器并连接在被试开关S两端，设定开关动作电流整定值，闭合真空断路器，球隙击穿放电产生高频干扰信号，此时通过冲击发生器产生大于整定值的冲击电流，观察开关是否会出现拒动、延时现象。

在不同整定值下、施加不同幅值电流、施加不同放电信号，每当改变参数后进行几次试验进行验证，总结规律。在每次实验前，需进行测量探头标定，在工频下进行标定测量高频信号时会存在误差，在实验以及后续数据处理时需进行考虑。

一二次融合智能配电开关高频传导干扰抗扰度实验要求：在高频传导干扰误动测试中，开关不会因高频信号干扰而误动。在一二次融合智能配电开关拒动、延时测试中，开关不会因高频信号干扰而拒动、延时。

本发明为高频传导干扰抗扰度测试，可以通过真空断路器控制球隙放电时间，通过改变实验回路参数，可以调节放电信号的参数，依次进行干扰信号分级，并通过此实验平台确定被试开关S的传导干扰抗扰度等级。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一二次融合配电开关高频传导干扰实验平台，其特征在于：包括一次设备和二次设备；其中，

所述一次设备包括电压源、升流器、冲击电流发生器、电容分压器、电源侧模拟电容、控制真空断路器、放电球隙、高频测量系统、被试开关、互感器、负载侧模拟电容以及负载阻抗；所述电压源、控制真空断路器、放电球隙、被试开关、互感器、负载侧模拟电容以及负载阻抗串联连接成实验放电回路；所述电容分压器、电源侧模拟电容并联在电源侧；高频测量系统、升流器和冲击电流发生器分别并联在被试开关两端；

所述二次设备包括电源控制台、球隙控制器、断路器操作控制仪、被试开关控制回路、高频信号测量回路；所述电源控制台控制电压源、升流器、冲击发生器以及控制回路电源电压、电流的输入；所述球隙控制器控制放电球隙的运动、控制间隙距离；所述断路器操作控制仪控制控制真空断路器分合；所述高频信号测量回路检测流过被试开关的电流、电压信号。

2.根据权利要求1所述的一二次融合配电开关高频传导干扰实验平台，其特征在于，所述电源控制台包括电压源控制台以及升流器控制、冲击发生器控制台。

3.一二次融合配电开关高频传导干扰测试方法，该测试方法基于权利要求1至2任意一项所述的一二次融合配电开关高频传导干扰实验平台，其特征在于，具有如下步骤：

给被试一二次融合智能配电开关设置电流设置整定值，通过升流器给被试开关上施加接近整定值的工频电流，同时使球隙放电产生高频信号，测试被试开关是否会发生误动现象。

4.根据权利要求3所述的一二次融合配电开关高频传导干扰测试方法，其特征在于，还具有如下步骤：

在球隙放电产生高频信号的同时，通过冲击发生器发出冲击电流，观察被试开关动作情况，判断是否存在动作延时现象。

5.根据权利要求3所述的一二次融合配电开关高频传导干扰测试方法，其特征在于，还具有如下步骤：通过并联在被试开关两端的升流器施加工频电流范围内可调、稳定的幅值。

6.根据权利要求3所述的一二次融合配电开关高频传导干扰测试方法，其特征在于，还具有如下步骤：通过冲击电流发生器在幅值范围内调节产生的冲击电流。