CN204086511U - 配电网行波信号模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种配电网行波信号模拟装置，包括配电线路物理模型、交流电压源(103)和用于调节交流电压源(103)的电压幅值和初相位的控制器(102)；所述配电线路物理模型包括π型LC滤波电路，该π型LC滤波电路由一个电感和两个电容组成，所述电感连接在两个电容的其中一端之间，所述两个电容的另一端均接地，所述电感的两端作为π型LC滤波电路的两个接线端子，所述控制器(102)的输入端通过交流电压源(103)接地，控制器(102)的输出端连接到所述π型LC滤波电路的任意一个接线端子。本实用新型能够实时、准确地模拟产生配电网故障后的行波信号，用于对行波定位装置进行充分的测试，提高定位装置的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种配电网行波信号模拟装置，其适用于模拟10～35kV配电网发生故障后产生的行波信号。
背景技术
我国10～35kV配电网广泛采用小电流接地方式。配电网的故障包括短路故障和单相接地故障。这两种故障的特征完全不同，但是都必须尽快找到故障点，这就提出了故障定位问题。
配电网故障定位问题长期以来没有得到很好的解决，现场往往还在采用人工巡线的方法，人工巡线不仅耗费了大量人力物力，而且延长了停电时间，影响供电安全。目前故障定位都停留在区段定位的程度，例如故障指示器、FTU、DTU等，但是缺乏故障测距的手段。故障发生后即使能够确定故障区段，也不能确定故障点的位置，仍需要巡线查找。
行波法是目前故障测距技术的一个发展方向，具体包括单端行波定位和双端行波定位等，都是利用行波信号计算故障点与检测设备之间的距离，从而确定故障点的位置。但是目前缺乏有效的模拟装置对行波法定位装置进行检测，现有的检测方法有两种，一种是直接在现场试验，另一种是利用数字仿真。现场试验对供电单位的风险较大，而数字仿真不能真正反映故障的实际波形，因此供电单位和生产单位都迫切需要一种实用的行波信号模拟装置对行波定位装置进行充分的测试，提高定位装置的准确性。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种配电网行波信号模拟装置，该装置能够实时、准确地模拟产生配电网故障后的行波信号，用于对行波定位装置进行充分的测试，提高定位装置的准确性。
解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种配电网行波信号模拟装置，其特征在于：所述的配电网行波信号模拟装置包括配电线路物理模型、交流电压源和用于调节交流电压源的电压幅值和初相位的控制器；所述配电线路物理模型包括π型LC滤波电路，该π型LC滤波电路由一个电感和两个电容组成，所述电感连接在两个电容的其中一端之间，所述两个电容的另一端均接地，所述电感的两端作为π型LC滤波电路的两个接线端子，所述控制器的输入端通过交流电压源接地，控制器的输出端连接到所述π型LC滤波电路的任意一个接线端子。
作为本实用新型的一种改进，所述的配电线路物理模型增设有一个或者以上所述π型LC滤波电路，各个π型LC滤波电路相串联，所述控制器的输出端连接到各个π型LC滤波电路的任意一个接线端子。
作为本实用新型的一种实施方式，所述的控制器包括第一可控硅、第二可控硅、滤波电路和处理器；所述第一可控硅和第二可控硅反向并联，其中，第一可控硅阳极与第二可控硅阴极的连接点作为所述控制器的输入端，第一可控硅阴极与第二可控硅阳极的连接点连接到所述滤波电路的输入端，所述滤波电路的输出端作为所述控制器的输出端，所述处理器能够产生两路用于调节所述第一可控硅和第二可控硅的导通角的脉冲信号，处理器的两个脉冲信号输出端分别连接到第一可控硅和第二可控硅的门极。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、仿真准确性高，能够仿真出实际的行波过程，具有很强的实用性。
2、灵活性好，能够模拟不同情况的故障。
3、组装方便，可以在任意地点检测，不需要安装在特定的实验室。
4、技术成熟、可靠性高，适用于10～35kV配电网。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：
图1为本实用新型的配电网行波信号模拟装置的电路原理图；
图2为本实用新型中控制器的电路原理图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型的配电网行波信号模拟装置，包括配电线路物理模型、交流电压源103和用于调节交流电压源103的电压幅值和初相位的控制器102。
本实用新型的配电线路物理模型包括多个π型LC滤波电路101-1、101-2～101-n，每一个的π型LC滤波电路均由一个电感和两个电容组成，电感连接在两个电容的其中一端之间，两个电容的另一端均接地，电感的两端作为π型LC滤波电路的两个接线端子，各个π型LC滤波电路相串联，即各个π型LC滤波电路的接线端子依次连接。由此，通过选定π型LC滤波电路的数量，本实用新型的配电线路物理模型即可模拟出不同长度的配电线路。
本实用新型的控制器102包括第一可控硅201、第二可控硅202、滤波电路203和处理器CPU；第一可控硅201和第二可控硅202反向并联，其中，第一可控硅201阳极与第二可控硅202阴极的连接点作为控制器102的输入端，第一可控硅201阴极与第二可控硅202阳极的连接点连接到滤波电路203的输入端，滤波电路203的输出端作为控制器102的输出端，处理器CPU能够产生两路用于调节第一可控硅201和第二可控硅202的导通角的脉冲信号，处理器CPU的两个脉冲信号输出端分别连接到第一可控硅201和第二可控硅202的门极G1、G2。控制器102的输入端通过交流电压源103接地，控制器102的输出端连接到上述各个π型LC滤波电路的任意一个接线端子。由此，通过选定控制器102的输出端在配电线路物理模型上的连接位置，即可模拟出配电线路发生故障的位置，并且，通过选定控制器102的输出端输出电压的电压幅值和初相位，即可模拟出配电线路在不同故障情况下的行波信号。
使用时在控制器上设置的幅值和初相位，控制器按照设定值控制交流电压源的输出，输出电压作用在配电线路物理模型上之后沿配电线路产生了行波信号。行波定位装置可以在配电线路物理模型的始端和终端对行波信号进行检测，以及完成定位计算。通过对比定位结果和模拟故障点的位置来校验定位装置的正确性。
本实用新型的结构如图1所示，其中101-1、101-2、…、101-n表示串联在一起的杆塔上的多个π型LC滤波电路，103表示交流电压源，102表示控制器。配电线路物理模型的每个π型LC滤波电路由1个串联的电感和2个并联的电容组成，模拟100米长度的配电线路。多个π型LC滤波电路串联起来，就可以模拟不同长度的线路。例如10个π型LC滤波电路串联在一起就是1000米配电线路的模型，20个π型LC滤波电路串联在一起就是2000米配电线路的模型，等等。交流电压源可以连接在配电线路物理模型的任意位置，模拟发生故障的位置，例如在第一个π型LC滤波电路末端输入电压模拟距离线路始端100米处发生故障，在第三个π型LC滤波电路末端输入电压模拟距离线路始端300米处发生故障，等等。控制器与交流电压源串联在一起，控制交流电压源的电压幅值和初相位。行波定位装置可以在配电线路物理模型的始端和终端对行波信号进行检测，以及完成定位计算。通过对比定位结果和模拟故障点的位置来校验定位装置的正确性。
控制器的原理如图2所示，其中201-1和201-2表示可控硅，202-1和202-2表示接收触发信号的门极，203表示滤波电路。交流电压源在可控硅前端输入220V的交流电压。CPU根据设置的电压幅值和初相位输入控制脉冲，控制脉冲信号作用在两个反向并联的可控硅门极上，改变可控硅的导通角，这样可控硅输出的交流电压就发生了变化。再经过滤波处理后就形成了与设置值一致的正弦交流电压。
本实用新型不局限与上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。
Claims (3)
1.一种配电网行波信号模拟装置，其特征在于：所述的配电网行波信号模拟装置包括配电线路物理模型、交流电压源(103)和用于调节交流电压源(103)的电压幅值和初相位的控制器(102)；所述配电线路物理模型包括π型LC滤波电路，该π型LC滤波电路由一个电感和两个电容组成，所述电感连接在两个电容的其中一端之间，所述两个电容的另一端均接地，所述电感的两端作为π型LC滤波电路的两个接线端子，所述控制器(102)的输入端通过交流电压源(103)接地，控制器(102)的输出端连接到所述π型LC滤波电路的任意一个接线端子。
2.根据权利要求1所述的配电网行波信号模拟装置，其特征在于：所述的配电线路物理模型增设有一个或者以上所述π型LC滤波电路，各个π型LC滤波电路相串联，所述控制器(102)的输出端连接到各个π型LC滤波电路的任意一个接线端子。
3.根据权利要求1或2所述的配电网行波信号模拟装置，其特征在于：所述的控制器(102)包括第一可控硅(201)、第二可控硅(202)、滤波电路(203)和处理器(CPU)；所述第一可控硅(201)和第二可控硅(202)反向并联，其中，第一可控硅(201)阳极与第二可控硅(202)阴极的连接点作为所述控制器(102)的输入端，第一可控硅(201)阴极与第二可控硅(202)阳极的连接点连接到所述滤波电路(203)的输入端，所述滤波电路(203)的输出端作为所述控制器(102)的输出端，所述处理器(CPU)能够产生两路用于调节所述第一可控硅(201)和第二可控硅(202)的导通角的脉冲信号，处理器(CPU)的两个脉冲信号输出端分别连接到第一可控硅(201)和第二可控硅(202)的门极(G1、G2)。
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|---|---|---|---|---|
| CN111781442A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-10-16 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 配电网实境试验平台线路模拟的灵活配置方法及装置 |
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2014
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