CN216772640U - 一种配网系统多场景单相接地仿真系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种配网系统多场景单相接地仿真系统，包括380/100VYnD11型主电路变压器、带零序电压输出的Z型接地变压器、三相三线低压母线、中性点模式选择模块、界内界外场景模块、边沿区间及转供电场景区分模块，以及多阻性接地选择模块和/或模拟弧光接地模块；通过多阻性接地选择模块或模拟弧光接地模块连接于界内界外场景模块、边沿区间及转供电场景区分模块和三相三线低压母线中任意一点相连，模拟不同场景下的单相接地故障系统，对各类继电保护设备进行有效性验证，结构简单、成本低、操作容易。
Description
技术领域
本实用新型属于配网供电技术领域，具体涉及一种配网系统多场景单相接地仿真系统。
背景技术
目前，配网系统一般为中性点不接地系统、消弧线圈接地系统和小电阻接地系统；申请人发现：这些配网系统的中性点在运行方式下发生单相接地故障时，场景类型多，难以通过简单的软件进行模拟，而且采用高电压直接进行单相接地时，其试验场建设成本巨大、试验设备复杂、操作困难且容量巨大，非常不便于对各类继电保护设备在不同场景下的故障保护动作进行有效性验证。
因此，研制一种能够非常方便模拟不同场景下的单相接地故障系统，检验保护设备在单相接地故障下的保护有效性，具有非常重大的现实需求。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种能够非常方便模拟不同场景下的单相接地故障系统的配网系统多场景单相接地仿真系统，以便对各类继电保护设备进行有效性验证，而且该仿真系统结构简单、建设成本低、操作容易，有利于普及应用，满足现实需求。
为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
本实用新型提供了一种配网系统多场景单相接地仿真系统，包括380/100VYnD11型主电路变压器、带零序电压输出的Z型接地变压器、三相三线低压母线、中性点模式选择模块、界内界外场景模块、边沿区间及转供电场景区分模块，以及多阻性接地选择模块和/或模拟弧光接地模块；
所述主电路变压器的380V高压侧绕组为星形带中性线接法，且接入低压380V三相四线电源，所述主电路变压器的100V低压侧绕组为三角形接法，且与三相三线低压母线相连；所述三相三线低压母线与主电路变压器之间并联有所述Z型接地变压器，所述Z型接地变压器的输出侧与中性点模式选择模块相连，所述中性点模式选择模块的输出侧与大地相连；所述界内界外场景模块和边沿区间及转供电场景区分模块并联在所述三相三线低压母线上；所述多阻性接地选择模块或模拟弧光接地模块连接于界内界外场景模块、边沿区间及转供电场景区分模块和三相三线低压母线中任意一点时进行单相接地仿真模拟。
进一步地，所述模拟弧光接地模块由控制器、驱动器、接地电阻器、两个带续流二极管的IGBT组成；其中，所述控制器与驱动器之间以电信号或光纤信号方式通讯连接，所述驱动器与两个所述IGBT之间电连接；两个所述IGBT反串联，且反串联后两个IGBT的一端与所述接地电阻器R1相连，所述接地电阻器R1的另一端与大地相连；反串联后两个IGBT的另一端为模拟弧光接地模块的输入端，该输入端用于连接于界内界外场景模块、边沿区间及转供电场景区分模块和三相三线低压母线中任意一点，以进行单相弧光接地仿真模拟。
进一步地，所述多阻性接地选择模块由接触器、按钮开关、电源、三个单相开关k1～k3和三个电阻R2～R4组成；其中，所述接触器的常开触点的一端并联有所述单相开关k1～k3，所述单相开关k1～k3的另一端分别与电阻R2～R4串联，所述电阻R2～R4的另一端并联且与大地相连，所述按钮开关与接触器的线圈和电源依次相连；所述接触器的常开触点的另一端为多阻性接地选择模块的输入端，该输入端用于连接于界内界外场景模块、边沿区间及转供电场景区分模块和三相三线低压母线中任意一点，以进行单相阻性接地仿真模拟。
进一步地，所述中性点模式选择模块由四个开关k4～k7、两个电阻R5和R6、两个电抗器L1和L2组成；其中，所述开关k4～k7的一端并联后作为中性点模式选择模块的输入端，该输入端与Z型接地变压器的输出端相连；所述开关k4～k7的另一端依次分别连接有电阻R5、电阻R6、电抗器L1、电抗器L2，所述电阻R5、电阻R6、电抗器L1和电抗器L2的另一端并联后与大地相连。
进一步地，所述界内界外场景模块由两个三相开关KQ1和KQ2、两个三相电容组C1和C2组成；其中，所述三相开关KQ1和KQ2的一端并联后作为界内界外场景模块的输入端，该输入端与所述三相三线低压母线相连；所述三相开关KQ1和KQ2的另一端分别接入所述三相电容组C1和C2，所述三相电容组C1和C2的另一端并联后与大地相连。
进一步地，所述边沿区间及转供电场景区分模块由三个三相开关KQ3～KQ5，两个三相电容组C3和C4组成；其中，所述三相开关KQ3和KQ4的一端并联后作为边沿区间及转供电场景区分模块的输入端，该输入端与所述三相三线低压母线相连；所述三相开关KQ3和KQ4的另一端分别接入所述三相电容组C3和C4，所述三相电容组C3和C4的另一端并联后与大地相连，所述三相开关KQ5并联在三相电容组C3和C4之间。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
通过本实用新型通过配网系统多场景单相接地仿真系统能够非常方便模拟不同场景下的单相接地故障系统，以完成对各类继电保护设备进行有效性验证，而且该仿真系统结构简单、建设成本低、操作容易，有利于普及应用，满足现实需求。
附图说明
图1是本实用新型所述的一种配网系统多场景单相接地仿真系统实施例的结构示意图；
图2是本实用新型所述的一种配网系统多场景单相接地仿真系统实施例中中性点模式选择模块的电路结构示意图；
图3是本实用新型所述的一种配网系统多场景单相接地仿真系统实施例中界内界外场景模块的电路结构示意图；
图4是本实用新型所述的一种配网系统多场景单相接地仿真系统实施例中边沿区间及转供电场景区分模块的电路结构示意图；
图5是本实用新型所述的一种配网系统多场景单相接地仿真系统实施例中多阻性接地选择模块的电路结构示意图；
图6是本实用新型所述的一种配网系统多场景单相接地仿真系统实施例中模拟弧光接地模块的电路结构示意图。
图中：1、主电路变压器；2、Z型接地变压器；3、三相三线低压母线；4、中性点模式选择模块；5、界内界外场景模块；6、边沿区间及转供电场景区分模块；7、多阻性接地选择模块；71、接触器；72、按钮开关；8、模拟弧光接地模块；81、控制器；82、驱动器；83、IGBT。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型实施例所述配网系统多场景单相接地仿真系统，包括380/100V YnD11型主电路变压器1(即现有常规的YnD11型变压器)、带零序电压输出的Z型接地变压器2、三相三线低压母线3、中性点模式选择模块4、界内界外场景模块5、边沿区间及转供电场景区分模块6，以及多阻性接地选择模块7和模拟弧光接地模块8。所述主电路变压器1的380V高压侧绕组为星形带中性线接法，且接入低压380V三相四线电源，所述主电路变压器1的100V低压侧绕组为三角形接法，且与三相三线低压母线3相连；所述三相三线低压母线3与主电路变压器1之间并联有所述Z型接地变压器2，所述Z型接地变压器2的输出侧与中性点模式选择模块4相连，所述中性点模式选择模块4的输出侧与大地相连；所述界内界外场景模块5和边沿区间及转供电场景区分模6块并联在所述三相三线低压母线3上；所述多阻性接地选择模块7或模拟弧光接地模块8连接于界内界外场景模块5、边沿区间及转供电场景区分模块6和三相三线低压母线3中任意一点时进行单相接地仿真模拟。例如：模拟弧光接地模块8的输入端是单根线，该输入端连接到界内界外场景模块5上的任一点后，该点即通过了模拟弧光接地模块8的电路连接到了大地，这个模拟系统即进入的模拟高压系统的弧光接地状态；假设此时模拟弧光接地模块8的输入端连接在界内界外场景模块5的三相开关KQ2与三相电容组C2的A相上，则此时相对于三相开关KQ2所在的馈线，相当于A相发生了单相界内弧光接地，而相当于三相开关KQ1所在的馈线发生了界外弧光接地。
如图2所示，所述中性点模式选择模块4由四个开关k4～k7、两个电阻R5和R6、两个电抗器L1和L2组成；其中，所述开关k4～k7的一端并联后作为中性点模式选择模块4的输入端，该输入端与Z型接地变压器2的输出端相连；所述开关k4～k7的另一端依次分别连接有电阻R5、电阻R6、电抗器L1、电抗器L2，所述电阻R5、电阻R6、电抗器L1和电抗器L2的另一端并联后与大地相连。
如图3所示，所述界内界外场景模块5由两个三相开关KQ1和KQ2、两个三相电容组C1和C2组成；其中，所述三相开关KQ1和KQ2的一端并联后作为界内界外场景模块5的输入端，该输入端与所述三相三线低压母线3相连；所述三相开关KQ1和KQ2的另一端分别接入所述三相电容组C1和C2，所述三相电容组C1和C2的另一端并联后与大地相连。
如图4所示，所述边沿区间及转供电场景区分模块6由三个三相开关KQ3～KQ5，两个三相电容组C3和C4组成；其中，所述三相开关KQ3和KQ4的一端并联后作为边沿区间及转供电场景区分模块6的输入端，该输入端与所述三相三线低压母线3相连；所述三相开关KQ3和KQ4的另一端分别接入所述三相电容组C3和C4，所述三相电容组C3和C4的另一端并联后与大地相连，所述三相开关KQ5并联在三相电容组C3和C4之间。
如图5所示，所述多阻性接地选择模块7由接触器71、按钮开关72、单相控制电源(图中的L和N为单相控制电源的火线和零线)、三个单相开关k1～k3和三个电阻R2～R4组成；其中，所述接触器71的常开触点的一端并联有所述单相开关k1～k3，所述单相开关k1～k3的另一端分别与电阻R2～R4串联，所述电阻R2～R4的另一端并联且与大地相连，所述按钮开关72与接触器71的线圈和电源依次相连；所述接触器71的常开触点的另一端为多阻性接地选择模块7的输入端，该输入端用于连接于界内界外场景模块5、边沿区间及转供电场景区分模块6和三相三线低压母线3中任意一点，以进行单相阻性接地仿真模拟。
如图6所示，所述模拟弧光接地模块8由控制器81、驱动器82、接地电阻器R1、两个带续流二极管的IGBT 83组成；其中，所述控制器81与驱动器82之间以电信号或光纤信号方式通讯连接(例如：控制器81与驱动器82直接通过导线直接导通连接，或者通过光纤和各自连接的光电模拟器导通连接)，所述驱动器82与两个所述IGBT 83之间电连接；两个所述IGBT 83反串联，且反串联后两个IGBT 83的一端与所述接地电阻器R1相连，所述接地电阻器R1的另一端与大地相连；反串联后两个IGBT 83的另一端为模拟弧光接地模块8的输入端，该输入端用于连接于界内界外场景模块5、边沿区间及转供电场景区分模块6和三相三线低压母线3中任意一点，以进行单相弧光接地仿真模拟。
当然，本实用新型实施例所述配网系统多场景单相接地仿真系统，也可以只包括多阻性接地选择模块7或模拟弧光接地模块8。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种配网系统多场景单相接地仿真系统，其特征在于，包括380/100VYnD11型主电路变压器、带零序电压输出的Z型接地变压器、三相三线低压母线、中性点模式选择模块、界内界外场景模块、边沿区间及转供电场景区分模块，以及多阻性接地选择模块和/或模拟弧光接地模块；
所述主电路变压器的380V高压侧绕组为星形带中性线接法，且接入低压380V三相四线电源，所述主电路变压器的100V低压侧绕组为三角形接法，且与三相三线低压母线相连；所述三相三线低压母线与主电路变压器之间并联有所述Z型接地变压器，所述Z型接地变压器的输出侧与中性点模式选择模块相连，所述中性点模式选择模块的输出侧与大地相连；所述界内界外场景模块和边沿区间及转供电场景区分模块并联在所述三相三线低压母线上；所述多阻性接地选择模块或模拟弧光接地模块连接于界内界外场景模块、边沿区间及转供电场景区分模块和三相三线低压母线中任意一点时进行单相接地仿真模拟。
2.根据权利要求1所述的配网系统多场景单相接地仿真系统，其特征在于，所述模拟弧光接地模块由控制器、驱动器、接地电阻器、两个带续流二极管的IGBT组成；其中，所述控制器与驱动器之间以电信号或光纤信号方式通讯连接，所述驱动器与两个所述IGBT之间电连接；两个所述IGBT反串联，且反串联后两个IGBT的一端与所述接地电阻器R1相连，所述接地电阻器R1的另一端与大地相连；反串联后两个IGBT的另一端为模拟弧光接地模块的输入端，该输入端用于连接于界内界外场景模块、边沿区间及转供电场景区分模块和三相三线低压母线中任意一点，以进行单相弧光接地仿真模拟。
3.根据权利要求1所述的配网系统多场景单相接地仿真系统，其特征在于，所述多阻性接地选择模块由接触器、按钮开关、电源、三个单相开关k1～k3和三个电阻R2～R4组成；其中，所述接触器的常开触点的一端并联有所述单相开关k1～k3，所述单相开关k1～k3的另一端分别与电阻R2～R4串联，所述电阻R2～R4的另一端并联且与大地相连，所述按钮开关与接触器的线圈和单相控制电源依次相连；所述接触器的常开触点的另一端为多阻性接地选择模块的输入端，该输入端用于连接于界内界外场景模块、边沿区间及转供电场景区分模块和三相三线低压母线中任意一点，以进行单相阻性接地仿真模拟。
4.根据权利要求1-3中任一所述的配网系统多场景单相接地仿真系统，其特征在于，所述中性点模式选择模块由四个开关k4～k7、两个电阻R5和R6、两个电抗器L1和L2组成；其中，所述开关k4～k7的一端并联后作为中性点模式选择模块的输入端，该输入端与Z型接地变压器的输出端相连；所述开关k4～k7的另一端依次分别连接有电阻R5、电阻R6、电抗器L1、电抗器L2，所述电阻R5、电阻R6、电抗器L1和电抗器L2的另一端并联后与大地相连。
5.根据权利要求1-3中任一所述的配网系统多场景单相接地仿真系统，其特征在于，所述界内界外场景模块由两个三相开关KQ1和KQ2、两个三相电容组C1和C2组成；其中，所述三相开关KQ1和KQ2的一端并联后作为界内界外场景模块的输入端，该输入端与所述三相三线低压母线相连；所述三相开关KQ1和KQ2的另一端分别接入所述三相电容组C1和C2，所述三相电容组C1和C2的另一端并联后与大地相连。
6.根据权利要求1-3中任一所述的配网系统多场景单相接地仿真系统，其特征在于，所述边沿区间及转供电场景区分模块由三个三相开关KQ3～KQ5，两个三相电容组C3和C4组成；其中，所述三相开关KQ3和KQ4的一端并联后作为边沿区间及转供电场景区分模块的输入端，该输入端与所述三相三线低压母线相连；所述三相开关KQ3和KQ4的另一端分别接入所述三相电容组C3和C4，所述三相电容组C3和C4的另一端并联后与大地相连，所述三相开关KQ5并联在三相电容组C3和C4之间。
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