CN113777524B - 一种三相电流含直流分量的短路试验装置 - Google Patents

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    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults

Abstract

本发明涉及电力试验装置技术领域，特别涉及一种三相电流含直流分量的短路试验装置，包括三相电源输入电路、三相同步信号电路、初始短路角调整电路、三相变压器、三相变压器控制电路、短路特性时间常数调整电路和短路信号输出电路；所述三相电源输入电路含有该短路试验装置的电源总开关、供电指示和过流保护元件，所述三相同步信号电路通过选择开关确定以三相A、B、C中的某一项作为短路输出信号的计算初始短路角，所述初始短路角调整电路通过选择开关确定短路角度数，本发明能够输出附加非线性直流特征分量和能够调整短路初始角的三相短路电流的复合信号，为电力系统保护应用中的各类保护装置提供模拟实际短路效果的验证和效验。

Description

一种三相电流含直流分量的短路试验装置
技术领域
本发明涉及电力试验装置技术领域，特别涉及一种三相电流含直流分量的短路试验装置。
背景技术
随着电力系统的不断发展，各级电网中的短路电流水平不断提高，若发生短路故障，将会造成严重的后果，因此各种短路保护设备除了要求能够快速识别出短路故障外，还要快速预测出短路电流过零点，使得分断元件能在最大短路电流的过零点分断短路故障电流，这将大大提高分断元件(开关或真空管)的开断短路电流能力并延长使用寿命，但是目前尚无对这类保护装置进行有效验证的试验装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种三相电流含直流分量的短路试验装置。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种三相电流含直流分量的短路试验装置，包括：
三相电源输入电路，所述三相电源输入电路含有该短路试验装置的电源总开关、供电指示和过流保护元件；
三相同步信号电路，所述三相同步信号电路通过选择开关确定以三相A、B、C中的某一项作为短路输出信号的计算初始短路角；
初始短路角调整电路，所述初始短路角调整电路通过选择开关确定短路角度数；
三相变压器；
三相变压器控制电路，所述三相变压器控制电路可控制三相变压器与三相电源输入电路的开通或断开，并控制开通或断开的时间；
短路特性时间常数调整电路，所述短路特性时间常数调整电路通过可调电阻与三相变压器的输出电感串联以组成移相电路；
短路信号输出电路，用于输出所需的短路信号输出的电压和电流。
在进一步的技术方案中，所述移相电路通过选择开关改变三相变压器输出线路的电感值或直流电阻值，从而改变输出信号中的非线性直流特征分量。
在进一步的技术方案中，所述短路角度数的调整范围为0到180度。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明提供的三相电流含直流分量的短路试验装置，能够输出附加非线性直流特征分量和能够调整短路初始角的三相短路电流的复合信号，为电力系统保护应用中的各类保护装置提供模拟实际短路效果的验证和效验，同时由于本发明提供的短路试验装置的体积小，方便携带，可进行现场的保护装置的验证和效验。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。
附图说明
图1为本发明提供的一种三相电流含直流分量的短路试验装置的原理方框图；
图2为本发明中从三相电源输入电路中选择的一相作为同步信号提供给初始短路角调整电路的示意图；
图3为控制信号控制同步开通和关闭三相变压器的三相输入电源的示意图；
图中标号说明：1、三相电源输入电路；2、三相同步信号电路；3、初始短路角调整电路；4、三相变压器控制电路；5、三相变压器；6、短路特性时间常数调整电路；7、短路信号输出电路。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图，进一步阐明本发明。
如前述，针对短路故障电流的特征分析，本发明提供了一种三相电流含直流分量的短路试验装置，其能够输出附加非线性直流特征分量和能够调整短路初始角的三相短路电流的复合信号，为电力系统保护应用中的各类保护装置提供验证和效验。
具体的，结合图1所示，本发明提供的三相电流含直流分量的短路试验装置包括三相电源输入电路1、三相同步信号电路2、初始短路角调整电路3、三相变压器5、三相变压器控制电路4、短路特性时间常数调整电路6和短路信号输出电路7。
其中，所述三相电源输入电路1含有该短路试验装置的电源总开关、供电指示和过流保护元件；
所述三相同步信号电路2通过选择开关确定以三相A、B、C中的某一项作为短路输出信号的计算初始短路角，即选择三相A、B、C中的某一项作为短路相。
所述初始短路角调整电路3通过选择开关确定短路角度数，所述短路角度数的调整范围为0到180度；
所述三相变压器控制电路4可控制三相变压器5与三相电源输入电路1的开通或断开，并控制开通或断开的时间；
所述短路特性时间常数调整电路6通过可调电阻与三相变压器5的输出电感串联以组成移相电路；更为具体的，所述移相电路通过选择开关改变三相变压器输出线路的电感值或直流电阻值，从而改变输出信号中的非线性直流特征分量。
所述短路信号输出电路7用于输出所需的短路信号输出的电压和电流。
本发明提供的短路试验装置，可以分别实现含直流分量的单相短路输出的特征信号、两相短路输出的特征信号和三相短路输出的特征信号，实现电力保护装置对三相电流短路的特征识别和效验。
其工作原理是：
三相电源输入电路1包含过流保护装置，负责给整个短路试验装置提供系统电源和三相变压器控制电路供电，三相同步信号电路2通过选择开关从三相电源输入电路1过来的三相信号中选择需要的一相作为同步信号，再把同步信号提供给初始短路角调整电路3，实例如图2所示。
由图2的实例同步信号经过过零检测电路产生过零脉冲信号，再经过移相电路，产生移相后的过零脉冲信号，经过单稳态触发延时电路，产生三相变压器控制电路4所需的控制信号，此控制信号控制同步开通和关闭三相变压器5的三相输入电源，实例如图3所示。
三相变压器控制电路4同时开通和关断三相变压器5的输出，开通时刻的起点与所选择的同步信号的初始短路角相匹配，改变初始短路角，即改变过零点时刻，初始短路角调整电路3中的单稳态触发延时决定了短路时限。通过选择开关，改变短路特性时间常数调整电路6中的等效电感值L或者电阻值R，就可以改变非周期直流分量的时间衰减常数。短路信号输出电路7用于整个装置的信号输出大小确定，以满足不同负载的要求。
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特点。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的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种三相电流含直流分量的短路试验装置，其特征在于，包括：
三相电源输入电路，所述三相电源输入电路含有该短路试验装置的电源总开关、供电指示和过流保护元件；
三相同步信号电路，所述三相同步信号电路通过选择开关确定以三相A、B、C中的某一项作为短路输出信号的计算初始短路角；
初始短路角调整电路，所述初始短路角调整电路通过选择开关确定短路角度数；
三相变压器；
三相变压器控制电路，所述三相变压器控制电路可控制三相变压器与三相电源输入电路的开通或断开，并控制开通或断开的时间；
短路特性时间常数调整电路，所述短路特性时间常数调整电路通过可调电阻与三相变压器的输出电感串联以组成移相电路；
短路信号输出电路，用于输出所需的短路信号输出的电压和电流；
所述移相电路通过选择开关改变三相变压器输出线路的电感值或直流电阻值，从而改变输出信号中的非线性直流特征分量；
所述短路角度数的调整范围为0到180度；
三相同步信号电路通过选择开关从三相电源输入电路过来的三相信号中选择需要的一相作为同步信号，再把同步信号提供给初始短路角调整电路，同步信号经过过零检测电路产生过零脉冲信号，再经过移相电路，产生移相后的过零脉冲信号，经过单稳态触发延时电路，产生三相变压器控制电路所需的控制信号。
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