CN207232236U - 一种用于3‑35kV配电网电容电流测试的实训平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于3‑35kV配电网电容电流测试的实训平台，涉及电力测试仪器的校准、检定与检测技术领域。所述用于3‑35kV配电网电容电流测试的实训平台，包括箱体、设置在箱体内的控制电路和操作电路、以及设置在箱体上的操作面板和控制面板；本实用新型的实训平台涵盖了供配电系统中常见的接线方式和运行方式，全面反映了实际配电网的各种情况，更好的达到了培训和提高实操技能的目的；通过操作面板上的多组转换开关、开关状态指示灯和接线示意图，实现所见即所得的模拟操作，更便于直观理解真实配电网的工况。
Description
技术领域
本实用新型属于电力测试仪器的校准、检定与检测技术领域，尤其涉及一种用于3-35kV配电网电容电流测试的实训平台。
背景技术
我国110 kV及以上的输电网系统都采用中性点直接接地，称为大电流接地系统。35kV及以下配电网系统一般采用电源中性点不直接接地，或经消弧线圈接地，称为小电流接地系统。随着电网容量增加，系统线路上的分布电容也越来越大。
在配电网系统中，当线路某一相发生单相接地故障，流经故障点的电流实际是线路对地电容产生的电容电流，故障相中性点对地电压升高为相电压，非故障相中性点对地电压升高为故障相电压的1.73倍，即线电压。若线路过长，流经故障点的电容电流非常大，可能引起绝缘薄弱的环节被击穿，形成稳定的电弧接地，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常供电；也可能使电压互感器铁芯严重饱和，导致电压互感器严重过负荷而烧毁。同时，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行。对于中性点不直接接地的小电流接地系统，应装设消弧线圈以补偿电容电流。配电网电容电流测试仪主要应用于测量35kV及以下配电网系统的电网电容电流，从而为配置合适的消弧线圈提供参考依据。
传统的测量配网电容电流的方法有单相金属接地的直接法、外加电容间接测量法等，这些方法在测量时，试验人员要接触到一次设备，人员与设备安全得不到保障，同时也存在操作繁杂和误操作等风险。近年来，广泛出现了一种可以不直接接触一次设备即可测量配网电容电流的仪器，彻底改变了传统的测试方法需要等待调度指令、倒闸操作等繁琐的步骤。采用这种方法后，根据变电站设备配置的不同，测量地点根据电压等级不同而异，一般在电压互感器户外端子箱、室内开关柜二次端子，或保护控制室内进行，无论在何地进行测量，都要求工作人员必须提前熟悉测量的原理、接线方式和测量仪器的使用，技能实操培训这一环节就显得尤为重要。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种用于3-35kV配电网电容电流测试的实训平台。
本实用新型是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种用于3-35kV配电网电容电流测试的实训平台，包括箱体、设置在箱体内的操作电路和控制电路、以及设置在箱体上的操作面板和控制面板；所述操作面板上设有接线图、以及与所述操作电路相连接的多组输入端口、多组测量端口和多组转换开关；所述控制面板上设有与所述控制电路相连接的电源插座、接地端子、测量采样端子、选择开关、设置旋钮/按钮以及人机交互界面。
进一步的，所述操作面板上设有3组输入端口L0-N0、L1-N1、L2-N2，4个测量端口a、b、c、x和15个转换开关S0-S14；所述转换开关均采用把手式开关，所述把手式开关上设有红、绿两种颜色的指示灯，红色表示开关断开，绿色表示开关闭合。
进一步的，通过操作所述操作面板上的转换开关S0-S14模拟多种运行方式，包括以下3个位置在不同运行方式下的任意组合：变压器中性点（不接地、直接接地、经消弧线圈接地）、TV高压侧中性点（直接接地、经高阻消谐器接地）、TV开口三角侧（不接二次消谐装置、接有二次消谐装置），不同运行方式对应不同的转换开关和输入端口。
进一步的，通过操作所述操作面板上的转换开关S0-S14模拟六种接线方式，分别为3TV-N、3TV-B、4TV-1、4TV-2、4TV-3、1TV，不同的接线方式对应不同的转换开关和输入端口。
进一步的，所述控制电路包括升压变压器、控制芯片、电源驱动模块、测量采样模块和显示驱动模块；所述控制芯片分别与电源驱动模块、测量采样模块、显示驱动模块相连；所述电源驱动模块还分别与所述电源插座和升压变压器相连，220V交流电经电源驱动模块后给控制芯片供电，另经升压变压器作用后给操作面板供电；所述测量采样模块与测量采样端子相连；所述显示驱动模块与人机交互界面相连；所述控制芯片还分别与选择开关、设置旋钮/按钮相连。
进一步的，所述选择开关有3个，分别为总电源开关、高压允许开关和模式选择开关；所述高压允许开关，用于控制操作面板上变压器的电源输入；所述模式选择开关包括自动模式和手动模式；所述自动模式，用于根据用户所选接线方式、运行方式自动控制对应的转换开关组合和输入端口；所述手动模式，用于用户自行选择转换开关组合和输入端口。
进一步的，所述设置旋钮/按钮包括2个旋钮和2个按钮；所述2个旋钮分别为选择旋钮和辉度调节旋钮；所述选择旋钮，用于切换人机交互界面中的选项；所述辉度调节旋钮，用于调节人机交互界面显示亮度；所述2个按钮分别为确定按钮和复位按钮；所述确定按钮，用于选定人机交互界面中的选项；所述复位按钮，用于控制电路复位初始化或中断测试。
进一步的，所述人机交互界面采用液晶显示屏，用于选择接线方式、运行方式、TV变比，以及显示测试状态和测试数据。
与现有技术相比，本实用新型所提供的用于3-35kV配电网电容电流测试的实训平台，包括箱体、设置在箱体内的控制电路和操作电路、以及设置在箱体上的操作面板和控制面板；本实用新型的实训平台涵盖了供配电系统中常见的接线方式和运行方式，全面反映了实际配电网的各种情况，更好的达到了培训和提高实操技能的目的；通过操作面板上的多组转换开关、开关状态指示灯和接线示意图，实现所见即所得的模拟操作，更便于直观理解真实配电网的工况；本实用新型的实训平台具有模式选择功能，在自动模式下，学员可以进行不同接线方式、运行方式的实际接线操作，操作面板上设有接线图，便于学员快速掌握接线原理和方法；本实用新型不仅能够用于自身测量，还可外接任意型号的电容电流测试仪进行测量，方便进行不同仪器测量精度的比较。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，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。
图1是本实用新型实训平台操作面板结构示意图；
图2是本实用新型实训平台控制面板结构示意图；
图3是本实用新型控制电路的结构框图；
其中：1-消弧线圈，2-高阻消谐器，3-二次谐振装置，4-测量采样端子，5-接地端子，6-电源插座，7-选择开关，8-设置旋钮/按钮，9-人机交互界面，10-控制电路。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实施新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1和图2所示，本实用新型所提供的一种用于3-35kV配电网电容电流测试的实训平台，包括箱体、设置在箱体内的操作电路和控制电路10、以及设置在箱体上的操作面板和控制面板；操作面板上设有接线图、以及与操作电路相连接的多组输入端口、多组测量端口和多组转换开关；控制面板上设有与控制电路10相连接的电源插座6、接地端子5、测量采样端子4、选择开关7、设置旋钮/按钮8以及人机交互界面9。
如图1所示，操作面板上描绘有操作电路的原理图或接线图，操作面板上设有3组输入端口L0-N0、L1-N1、L2-N2，4个测量端口a、b、c、x和15个转换开关S0-S14；转换开关S0-S14均采用把手式开关，把手式开关上设有红、绿两种颜色的指示灯，红色表示开关断开，绿色表示开关闭合；输入端口L0-N0、L1-N1、L2-N2不仅可以与控制面板上的测量采样端子4连接，还可以外接任意型号的电容电流测试仪的测量采样端子4进行测量；测量端口a、b、c、x，用于外接测量仪表进行电气量的测量验证。
如图2所示，选择开关7有3个，分别为总电源开关、高压允许开关和模式选择开关；高压允许开关，用于控制操作面板上变压器的电源输入；模式选择开关包括自动模式和手动模式；自动模式，用于根据用户所选接线方式、运行方式自动控制对应的转换开关组合和输入端口；手动模式，用于用户自行选择转换开关组合和输入端口。设置旋钮/按钮8包括2个旋钮和2个按钮；2个旋钮分别为选择旋钮和辉度调节旋钮；选择旋钮，用于切换人机交互界面9中的选项；辉度调节旋钮，用于调节人机交互界面9显示亮度；2个按钮分别为确定按钮和复位按钮；确定按钮，用于选定人机交互界面9中的选项；复位按钮，用于控制电路10复位初始化或中断测试。
人机交互界面9采用液晶显示屏，用于选择接线方式、运行方式、TV变比，以及显示测试状态和测试数据。
如图3所示，控制电路10包括升压变压器、控制芯片、电源驱动模块、测量采样模块和显示驱动模块；所述控制芯片分别与电源驱动模块、测量采样模块、显示驱动模块相连；所述电源驱动模块还分别与所述电源插座6和升压变压器相连，220V交流电经电源驱动模块后给控制芯片供电，另经升压变压器作用后给操作面板供电；所述测量采样模块与测量采样端子4相连；所述显示驱动模块与人机交互界面9相连；所述控制芯片还分别与选择开关7、设置旋钮/按钮8相连。
如图1所示，在实际使用过程中，根据测量需要，从测量采样端子4向任一组输入端口L0-N0或L1-N1或L2-N2分别注入14Hz、180Hz两个指定频率的恒定电流，并从该输入端口测量这两个频率下的电压值和相角值，根据电压互感器的等值模型及变比的关系，计算出线路对地的电容值，进而计算出系统电容电流值。
如图1和图2所示，接地端子5接地后，控制面板的电源插座6与外部220V交流电源连接，接通电源，闭合总电源开关，实训平台开始工作。首先通过人机交互界面9选择工作模式：若选择自动模式，则通过人机交互界面9选定接线方式、运行方式、TV变比，然后按照提示在操作面板上选择不同的转换开关进行组合，并将对应的输入端口通过专用测试线连接至控制面板上的测量采样端子4；若选择手动模式，则由用户自行选择转换开关组合和输入端口。待接线完毕后，闭合高压允许开关，交流电经内置升压变压器为操作面板提供电源输出，此时即可通过人机交互界面9开始测量。
通过操作操作面板上的转换开关S0-S14可模拟6种接线方式，分别为3TV-N、3TV-B、4TV-1、4TV-2、4TV-3、1TV，以及多种运行方式，包括以下3个位置在不同方式下的任意组合：变压器中性点（不接地、直接接地、经消弧线圈1接地）、TV高压侧中性点（直接接地、经高阻消谐器2接地）、TV开口三角侧（不接二次消谐装置3、接有二次消谐装置3）。不同的接线方式和运行方式对应不同的转换开关组合和输入端口。
不考虑非测量用运行方式的前提下，其接线方式具体详述如下：
（1）3TV-N接线：测量端为L1-N1，闭合S4、S9，其余开关均打开；
（2）3TV-B接线：测量端为L1-N1，闭合S4、S11，其余开关均打开；
（3）4TV-1接线：测量端为L2-N2，闭合S5、S7、S8、S13，其余开关均打开；
（4）4TV-2接线：测量端为L2-N2，闭合S5、S6、S7、S13，其余开关均打开；
（5）4TV-3接线：测量端为L2-N2，闭合S5、S6、S7、S10，其余开关均打开，测量时需将S13闭合；
（6）1TV接线：测量端为L0-N0，闭合S0，其余开关均打开。
以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于3-35kV配电网电容电流测试的实训平台，其特征在于：包括箱体、设置在箱体内的操作电路和控制电路（10）、以及设置在箱体上的操作面板和控制面板；所述操作面板上设有接线图、以及与所述操作电路相连接的多组输入端口、多组测量端口和多组转换开关；所述控制面板上设有与所述控制电路（10）相连接的电源插座（6）、接地端子（5）、测量采样端子（4）、选择开关（7）、设置旋钮/按钮（8）以及人机交互界面（9）。
2.如权利要求1所述的用于3-35kV配电网电容电流测试的实训平台，其特征在于：所述操作面板上设有3组输入端口L0-N0、L1-N1、L2-N2，4个测量端口a、b、c、x和15个转换开关S0-S14；所述转换开关均采用把手式开关，所述把手式开关上设有红、绿两种颜色的指示灯，红色表示开关断开，绿色表示开关闭合。
3.如权利要求2所述的用于3-35kV配电网电容电流测试的实训平台，其特征在于：通过操作所述操作面板上的转换开关S0-S14模拟多种运行方式，包括以下3个位置在不同运行方式下的任意组合：变压器中性点、TV高压侧中性点、TV开口三角侧，不同运行方式对应不同的转换开关和输入端口。
4.如权利要求2所述的用于3-35kV配电网电容电流测试的实训平台，其特征在于：通过操作所述操作面板上的转换开关S0-S14模拟6种接线方式，分别为3TV-N、3TV-B、4TV-1、4TV-2、4TV-3、1TV，不同的接线方式对应不同的转换开关和输入端口。
5.如权利要求1所述的用于3-35kV配电网电容电流测试的实训平台，其特征在于：所述控制电路（10）包括升压变压器、控制芯片、电源驱动模块、测量采样模块和显示驱动模块；所述控制芯片分别与电源驱动模块、测量采样模块、显示驱动模块相连；所述电源驱动模块还分别与所述电源插座（6）和升压变压器相连，220V交流电经电源驱动模块后给控制芯片供电，另经升压变压器作用后给操作面板供电；所述测量采样模块与测量采样端子（4）相连；所述显示驱动模块与人机交互界面（9）相连；所述控制芯片还分别与选择开关（7）、设置旋钮/按钮（8）相连。
6.如权利要求1所述的用于3-35kV配电网电容电流测试的实训平台，其特征在于：所述选择开关（7）有3个，分别为总电源开关、高压允许开关和模式选择开关；所述高压允许开关，用于控制操作面板上变压器的电源输入；所述模式选择开关包括自动模式和手动模式；所述自动模式，用于根据用户所选接线方式、运行方式自动控制对应的转换开关组合和输入端口；所述手动模式，用于用户自行选择转换开关组合和输入端口。
7.如权利要求1所述的用于3-35kV配电网电容电流测试的实训平台，其特征在于：所述设置旋钮/按钮（8）包括2个旋钮和2个按钮；所述2个旋钮分别为选择旋钮和辉度调节旋钮；所述选择旋钮，用于切换人机交互界面中的选项；所述辉度调节旋钮，用于调节人机交互界面显示亮度；所述2个按钮分别为确定按钮和复位按钮；所述确定按钮，用于选定人机交互界面中的选项；所述复位按钮，用于控制电路复位初始化或中断测试。
8.如权利要求1所述的用于3-35kV配电网电容电流测试的实训平台，其特征在于：所述人机交互界面（9）采用液晶显示屏，用于选择接线方式、运行方式、TV变比，以及显示测试状态和测试数据。
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| CN201721100800.6U CN207232236U (zh) | 2017-08-30 | 2017-08-30 | 一种用于3‑35kV配电网电容电流测试的实训平台 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108957113A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-07 | 西安恒源利达电气有限公司 | 基于网络的变电站电容电流在线测试系统及测试方法 |
| CN112540321A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-23 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种新型配电网电容电流测量方法及系统 |
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| CN108957113B (zh) * | 2018-07-18 | 2021-06-11 | 西安恒源利达电气有限公司 | 基于网络的变电站电容电流在线测试系统及测试方法 |
| CN112540321A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-23 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种新型配电网电容电流测量方法及系统 |
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