CN112904126A - 利用消弧系统检测装置的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了利用消弧系统检测装置的检测方法，可调电压源连接待测试的消弧系统的测试接入点；固态继电器的触点连接调压器的输出，可调电容通过固态继电器的开闭以调节投切电容器组生成预定电容值，当待测试的消弧系统反馈计算的电容值与预定电容值超出第一阈值范围，可调电压源以输出预定电压到待测试的消弧系统，当待测试的消弧系统反馈的运行档位的中性点电压与预定电压超出第二阈值范围，则判断消弧系统出现故障，可调电压源输出模拟接地电压到消弧系统，当控制器未发出接地报警，则判断消弧系统出现故障，当待测试的消弧系统反馈的运行档位的中性点电流与预定电流超出第三阈值范围，则判断消弧系统出现故障。

Description

利用消弧系统检测装置的检测方法

技术领域

本发明属于消弧线圈技术领域，特别是一种消弧系统检测装置及其检测方法。

背景技术

随着我国经济快速增长，用电量稳步攀升，电力系统6～66kV电网不断扩大延伸。通过总结国内配电网中性点接地法方式多年运行经验，电力行业标准DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中明确规定：3～10kV架空线路构成的系统和所有35kV、66kV电网，当单相接地故障电流大于10A时，中性点应装设消弧线圈；3～10kV电缆线路构成的系统，当单相接地故障电流大于30A时，中性点应装设消弧线圈。当前在运行的消弧线圈装置数量庞大，生产厂家繁多，调节方式多种类型，消弧装置故障类型复杂。为提升消弧装置的运行可靠性和检修效率，需要采取综合检测手段，实现对消弧系统进行综合评估和故障准确排查。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种利用消弧系统检测装置的检测方法。

根据本发明另一方面，一种利用消弧系统检测装置的检测方法包括以下步骤，

消弧系统设有待测试的消弧线圈、电流互感器、电压互感器和用于发出消弧线圈档位调节指令以及接收中性点电压、中性点电流、档位回读信息的控制器，

可调电压源连接待测试的消弧系统的测试接入点，投切电容器组连接中性点，通过所述固态继电器的开闭以调节投切电容器组生成预定电容值，当待测试的消弧系统反馈计算的电容值与所述预定电容值超出第一阈值范围，则判断所述消弧系统出现故障；

所述可调电压源以输出预定电压到所述待测试的消弧系统，当待测试的消弧系统反馈的运行档位的中性点电压与所述预定电压超出第二阈值范围，则判断所述消弧系统出现故障，

所述可调电流源输出预定电流到所述待测试的消弧系统，当待测试的消弧系统反馈的运行档位的电流与所述预定电流超出第三阈值范围，则判断所述消弧系统出现故障，

所述可调电压源输出模拟接地电压到所述消弧系统，当控制器未发出接地报警，则判断所述消弧系统出现故障。

所述的方法中，消弧系统检测装置包括，

可调电压源，其包括调节电压的调压器，所述可调电压源连接待测试的消弧系统的测试接入点；

可调电容，其包括，

多路固态继电器，所述固态继电器的触点连接所述调压器的输出，

投切电容器组，其一端连接所述固态继电器的另一个触点，另一端连接中性点，所述可调电容通过所述固态继电器的开闭以调节投切电容器组生成预定电容值，当待测试的消弧系统反馈计算的电容值与所述预定电容值超出第一阈值范围，则判断所述消弧系统出现故障，所述可调电压源以输出预定电压到所述待测试的消弧系统，当待测试的消弧系统反馈的运行档位的中性点电压与所述预定电压超出第二阈值范围，则判断所述消弧系统出现故障，所述可调电压源输出模拟接地电压到所述消弧系统，当控制器未发出接地报警，则判断所述消弧系统出现故障，

可调电流源，包括电流变压器和电流输出调压器，所述可调电流源输出预定电流到所述待测试的消弧系统，当待测试的消弧系统反馈的运行档位的中性点电流与所述预定电流超出第三阈值范围，则判断所述消弧系统出现故障。

所述的方法中，隔离变压器经由交流开关连接交流电源，交流开关和隔离变压器之间设有保险。

所述的方法中，所述消弧系统检测装置还设有仪器面板。

所述的方法中，所述仪器面板设有旋钮以调节电压输出与电流输出。

所述的方法中，所述仪器面板设有线性输出0-100V的调压器输出旋钮和0-5A 的电流输出旋钮。

所述的方法中，所述隔离变压器连接EMC滤波器。

所述的方法中，所述投切电容器组包括薄膜电容。

所述的方法中，薄膜电容分为4组，容值为10uF、20uF、40uF、80uF。

所述的方法中，所述的可调电流源还包括限流电阻。

和现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明能够检测消弧线圈的控制装置的电容电流测试准确度、检测控制装置的电压/电流的测量精度；检测系统接地故障后，消弧装置本体和控制装置有无正确动作；对配置接地选线功能的消弧装置，检测选线准确性，本发明模拟电力系统的电容电流，克服了消弧线圈现场调试困难的缺点，保护了电网的正常投运，方便电力部门检修和工作人员的现场调试。因此，本发明体积小，重量轻，易于携带，便于操作，可供调试通讯检修等各项工作使用，并且只需采用220V 交流电，使检修和调试工作流程以及时间大为缩减，经济可靠，极具推广价值。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

在附图中：

图1是本发明的消弧系统检测装置的结构示意图；

图2是本发明的消弧系统检测装置的一个实施例的仪器面板的结构示意图；

图3是本发明的消弧系统检测装置的一个实施例的结构示意图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。

具体实施方式

下面将参照附图1至图3更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

为了更好地理解，如图1所示，消弧系统检测装置29包括，

可调电压源，其包括调节电压的调压器4，所述可调电压源连接待测试的消弧系统38的测试接入点36；

可调电容，其包括，

多路固态继电器9，所述固态继电器9的触点连接所述调压器4的输出，

投切电容器组10，其一端连接所述固态继电器9的另一个触点，另一端连接中性点31，所述可调电容通过所述固态继电器9的开闭以调节投切电容器组10 生成预定电容值，当待测试的消弧系统38反馈计算的电容值与所述预定电容值超出第一阈值范围，则判断所述消弧系统38出现故障，所述可调电压源以输出预定电压到所述待测试的消弧系统，当待测试的消弧系统反馈的运行档位的中性点电压与所述预定电压超出第二阈值范围，则判断所述消弧系统出现故障，所述可调电压源输出模拟接地电压到所述消弧系统，当控制器未发出接地报警，则判断所述消弧系统出现故障，

可调电流源，包括电流变压器和电流输出调压器，所述可调电流源输出预定电流到所述待测试的消弧系统38，当待测试的消弧系统反馈的运行档位的中性点电流与所述预定电流超出第三阈值范围，则判断所述消弧系统38出现故障。

待测试的消弧系统38包括消弧线圈33、用于发出消弧线圈档位调节指令以及接收中性点31电压电流档位回读信息的控制器37，还可以包括电流互感器35、电压互感器32。可选地，在一个实施例中，待测试的消弧系统38包括避雷器31 和连接消弧线圈33的阻尼电阻34。

操作本消弧系统检测装置29时，电压输出端分别通过测试线连接至测试接入点36和中性点31；通过旋钮可以调节电压输出与电流输出。电容档位切换模块组成与档位调节控制模块相连，用来控制投切的电容容量，测试人员通过面板调压器4选择合适的测试电压，然后通过按键投入合适的电容值。观察电压电流表的显示以达到合适的测试效果。即给出一组确定的电容值。消弧系统38基于确定的电容值，控制器37应该给出相应的档位，如相对应，则认为控制器37反馈的精确度合格，如不对应，则控制器37出线问题。

在一个实施例中，本消弧系统检测装置29可以记录消弧线圈33的控制器37 的运行参数，包括中性点31位移电压U0范围U01～U02、中性点31电流I0范围I01～I02、消弧线圈33当前运行档位N、档位对应补偿电流IL、电容电流在线测量值IC、控制器37设定接地动作电压Ush、PT变比N1、CT变比N2；对于10kV配网系统，选取合适电容值接近IC/1.9，闭合继电器对应档位，将控制器37打至自动状态，检查控制器37自动测量跟踪情况；调节继电器档位上下各 3档，检查控制器37自动测量跟踪情况，系统电容电流测量误差是否在10A以内。

在一个实施例中，将端子分别接入消弧控制器37电压模拟量输入端子，调节电压源的输出旋钮产生0.5U01～1.5U02范围模拟量，计算控制器37电压的相对误差是否满足要求，即第二阈值范围测量为2.0％，如相对误差大于第二阈值范围，则说明消弧系统38的电压互感器32存在故障。

将端子分别接入消弧控制器37电流模拟量输入端子，调节电流源的电流输出旋钮产生0.5I01～1.5I02范围模拟量，计算控制器37电流的测量相对误差是否满足要求，即第三阈值范围测量为2.0％。如相对误差大于第三阈值范围，则说明消弧系统38的电流互感器35存在故障。

将端子分别接入消弧控制器37电压模拟量输入端子，调节电压输出旋钮产生Ush/N1电压值，观察控制器37有无接地告警信息。

将端子分别接入电压互感器32二次端子，调节电压输出旋钮产生Ush/N1电压值，观察装置是否立即作出判断，执行机构达到设定状态；降低电压，观察装置是否退出补偿状态。

使用本发明对消弧系统38进行综合检测，可基本实现对消弧系统38的综合评估和故障准确排查。

所述的消弧系统检测装置29的优选实施例中，所述隔离变压器经由交流开关连接交流电源，交流开关和隔离变压器之间设有保险。

所述的消弧系统检测装置29的优选实施例中，所述消弧系统检测装置29还设有仪器面板。

所述的消弧系统检测装置29的优选实施例中，所述投切电容器组10的另一端接入仪器面板上的第一电压输出端子，调压器4的另一输出端接入仪器面板上的第二电压输出端子，第一电压输出端子和第二电压输出端子分别通过测试线连接至测试接入点36和中性点31。

所述的消弧系统检测装置29的优选实施例中，所述仪器面板设有旋钮以调节电压输出与电流输出。

所述的消弧系统检测装置29的优选实施例中，仪器面板面板设有线性输出 0-100V的调压器4输出。

所述的消弧系统检测装置29的优选实施例中，所述投切电容器组10包括薄膜电容。

所述的消弧系统检测装置29的优选实施例中，薄膜电容分为4组，容值为 10uF、20uF、40uF、80uF9。

所述的消弧系统检测装置29的优选实施例中，所述隔离变压器连接EMC滤波器。

所述的消弧系统检测装置29的优选实施例中，仪器面板包括在10uF～150uF 之间的电容组合中选取电容的按键。

在一个实施例中，如图2至图3所示，交流开关1经过保险2与隔离变压器 3相连，所述的电压电流源包括电流变压器12、电流输出调压器13和限流电阻15，隔离变压器3输出与电流变压器12、调压器4以及所有显示电表的输入电源相连；调压器4的输出经过控制开关5后与4路固态继电器9的一个触点相连，固态继电器9另一触点接入仪器内部的投切电容器组10，电容组10另一端接入仪器面板上的第一电压输出端子23，调压器的4的另一输出端接入仪器面板上的第二电压输出端子24；调压器4的输出经过控制开关5后与仪器面板上的第三电压输出端子25，调压器的4的另一输出端接入仪器面板上的第四电压输出端子26；隔离变压器3输出与电流变压器12的输入相连，电流变压器12的输出与电流输出调压器13的输入相连，电流输出调压器13的输出一端接入控制开关14，控制开关14输出触点串入限流电阻15后接入电流表16与仪器面板上的第一电流输出端子27，电流输出调压器13的输出的另一端与仪器面板上的第二电流输出端子28相连。可选地，电源隔离与滤波模块为隔离变压器220V/220V 50HZ，变压器输出经过EMC滤波器，具有与输入电源隔离与抗干扰作用。

可选地，投切电容器组由继电器与薄膜电容组成，电容分为4组，容值为10uF、20uF、40uF、80uF，继电器采用无触点的高可靠性的固态继电器。

可选地，电压电流信号采样与显示模块由高精度采样电路与数码显示表构成，内部集成分流器。

可选地，档位调节控制模块有一块继电器控制线路板组成。主要负责按键编码的转换后控制电容投切。通过面板上的按键可以选择合适的电容组，电容组合可由10uF～150uF之间任意组合。

可选地，电压电流源由高精度的电子调压器组成。电压电流源分为电压调节与电流调节，电压调节为0～100V，电流调节为0-5A。面板所示23、24调压器电压输作为回路为模拟实验用，与电容切换按键相配合，以“10～150uF，每隔 10uF递增”方式投切电容，对应每套消弧线圈都有各自的档位和每个档位对应的补偿电流，因此在选择投切电容大小的时候首先应选取消弧线圈的中间档位的补偿电流，根据相应的公式求得所需要投切的电大小和本发明上提供的电流与电容的关系，来选择合适的电容；面板所示的第三电压输出端子25、第四电压输出端子26调压器电压输作为接地电压回路为选线实验用，线性稳定输出 0-100V，本回路的目的是为了验证消弧线圈自动调谐控制器37能否在线路发生单相接地时报警，并且提示接地信息；面板所示第一电流输出端子27、第二电流输出端子28调压器电压选线电流回路为模拟投并联电阻和选线实验用，线性输出0-5A，本回路的目的是为了验证消弧线圈自动调谐控制器37能否选出正在接地的线路并且显示出来。

操作本仪器时，其中：消弧线圈调试装置20的投切电容功能的第一和第二电压输出端23、24端分别通过测试线连接至测试接入点36和中性点31；通过旋钮可以调节电压输出与电流输出。电容档位切换模块组成与档位调节控制模块相连，用来控制投切的电容容量。测试人员通过面板调压器选择合适的测试电压，然后通过按键投入合适的电容值。观察电压电流表的显示以达到合适的测试效果。

结合以往的消弧设备检修经验，消弧装置缺陷特征集中表现为：

1)系统电容电流测量误差不满足标准(＞10A)；

2)无法自动跟踪系统电容电流的变化；

3)系统发生单相接地故障时，装置未立即作出判断，执行机构尽快不能达到设定状态；

4)单相接地故障消除时，装置未及时作出判断退出补偿状态；

5)电压/电流的测量相对误差不满足要求(＞2.0％)

在装置出现上述缺陷时，需要快速准确定位设备故障点，提升检修效率。

一种利用所述的消弧系统检测装置29的检测方法包括以下步骤，

消弧系统38设有待测试的消弧线圈33、电流互感器35、电压互感器32和用于发出消弧线圈33档位调节指令以及接收中性点31电压电流档位回读信息的控制器37，

可调电压源连接待测试的消弧系统38的测试接入点36，投切电容器组10连接中性点31，通过所述固态继电器9的开闭以调节投切电容器组10生成预定电容值，当待测试的消弧系统38反馈计算的电容值与所述预定电容值超出第一阈值范围，则判断所述消弧系统38出现故障；优选地，第一阈值范围为5.5uF。

所述可调电压源以输出预定电压到所述待测试的消弧系统，当待测试的消弧系统反馈的运行档位的中性点电压与所述预定电压超出第二阈值范围，则判断所述消弧系统出现故障，所述可调电压源输出模拟接地电压到所述消弧系统，当控制器未发出接地报警，则判断所述消弧系统出现故障，

可调电流源，包括电流变压器和电流输出调压器，所述可调电流源输出预定电流到所述待测试的消弧系统38，当待测试的消弧系统反馈的运行档位的中性点电流与所述预定电流超出第三阈值范围，则判断所述消弧系统38出现故障。优选的，第二阈值范围为2.0％，第三阈值范围为2.0％。

所述电压电流源输出模拟接地电压到所述消弧系统38，当控制器37未发出接地报警，则判断所述消弧系统38出现故障。实现以下功能：

1)检测控制装置的电容电流测试准确度；

2)检测控制装置的电压/电流的测量精度；

3)检测系统接地故障后，消弧装置本体和控制装置有无正确动作；对配置接地选线功能的消弧装置，还可以检测选线准确性。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (10)

1.一种利用消弧系统检测装置的检测方法，其包括以下步骤，

消弧系统设有待测试的消弧线圈、电流互感器、电压互感器和用于发出消弧线圈档位调节指令以及接收中性点电压、中性点电流、档位回读信息的控制器，

可调电压源连接待测试的消弧系统的测试接入点，投切电容器组连接中性点，通过所述固态继电器的开闭以调节投切电容器组生成预定电容值，当待测试的消弧系统反馈计算的电容值与所述预定电容值超出第一阈值范围，则判断所述消弧系统出现故障；

所述可调电压源以输出预定电压到所述待测试的消弧系统，当待测试的消弧系统反馈的运行档位的中性点电压与所述预定电压超出第二阈值范围，则判断所述消弧系统出现故障，

所述可调电流源输出预定电流到所述待测试的消弧系统，当待测试的消弧系统反馈的运行档位的电流与所述预定电流超出第三阈值范围，则判断所述消弧系统出现故障，

所述可调电压源输出模拟接地电压到所述消弧系统，当控制器未发出接地报警，则判断所述消弧系统出现故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选的，

所述消弧系统检测装置，包括，

可调电压源，其包括调节电压的调压器，所述可调电压源连接待测试的消弧系统的测试接入点；

可调电容，其包括，

多路固态继电器，所述固态继电器的触点连接所述调压器的输出，

投切电容器组，其一端连接所述固态继电器的另一个触点，另一端连接中性点，所述可调电容通过所述固态继电器的开闭以调节投切电容器组生成预定电容值，当待测试的消弧系统反馈计算的电容值与所述预定电容值超出第一阈值范围，则判断所述消弧系统出现故障，所述可调电压源以输出预定电压到所述待测试的消弧系统，当待测试的消弧系统反馈的运行档位的中性点电压与所述预定电压超出第二阈值范围，则判断所述消弧系统出现故障，所述可调电压源输出模拟接地电压到所述消弧系统，当控制器未发出接地报警，则判断所述消弧系统出现故障，

可调电流源，包括电流变压器和电流输出调压器，所述可调电流源输出预定电流到所述待测试的消弧系统，当待测试的消弧系统反馈的运行档位的中性点电流与所述预定电流超出第三阈值范围，则判断所述消弧系统出现故障。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，隔离变压器经由交流开关连接交流电源，交流开关和所述隔离变压器之间设有保险。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述消弧系统检测装置还设有仪器面板。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述仪器面板设有旋钮以调节电压输出与电流输出。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述仪器面板设有线性输出0-100V的调压器输出旋钮和0-5A的电流输出旋钮。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述变压器连接EMC滤波器。

8.根据权利要求2所述的方法，其中，所述投切电容器组包括薄膜电容。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，薄膜电容分为4组，容值为10uF、20uF、40uF、80uF。

10.根据权利要求2所述的方法，其中，所述的可调电流源还包括限流电阻。

Images