CN221351638U - 一种三相容量试验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三相容量试验系统，属于三相容量试验技术领域，包括三相支路，所述三相支路第一端与电源连接，第二端分别与三台单相变压器原边绕组连接，所述单相变压器副边绕组同名端分别与单相同轴电缆一端的内芯与外芯连接，所述同轴电缆通过单向转三相母线转换装置与试验端口相连。单相同轴电缆与单相变压器绕组两端相连，可以有效降低回路阻抗。单相同轴电缆通过单向转三相母线转换装置将变压器绕组两端连接至试验端口处，通过对三台变压器分别对应的同轴电缆进行连接组合，可以构成星形或三角形接线以恢复三相供电。以该连接方法降低三相容量试验系统的回路阻抗，提升短路电流。

Description

一种三相容量试验系统

技术领域

本实用新型属于三相容量试验技术领域，具体涉及一种三相容量试验系统。

背景技术

高压电器产品，如断路器、隔离开关、接地开关、变压器等，在电力系统中运行时会遭遇到短路故障工况，在该工况下，系统中的电流数值将会显著增大(短路电流)，高压电器产品根据其产品类型不同，需要具备与短路电流相关的性能，一是要承受短路电流，二是要能够开断短路电流(断路器)。

高压电器产品在投入电力系统运行前，必须依照相关标准对上述性能进行试验验证。试验验证通常在容量实验室进行。通常，高压电器产品与容量试验系统的试验端口相连接，使短路电流流经产品以进行试验考核。

以电源为短路冲击发电机的三相容量试验系统为例，发电机、主开关、后备开关以及调节电抗器等主要设备一般采用铜排连接，因此试验回路的最小阻抗为一定值，在最高电源电压下能够产生的短路电流也为一定值。但随着电力系统的不断发展，高压电器产品的短路电流数值越来越高，因此需要不断提升容量试验系统，以满足试验需求。

三相试验系统中，由于铜排连接体积大、占地面积大，无法有效采用多根并联的方式以降低回路阻抗。

发明内容

本实用新型提供了一种三相容量试验系统，降低三相回路阻抗，提升短路电流。

为达到上述目的，本实用新型所述一种三相容量试验系统，包括三相支路，三相支路第一端与电源连接，第二端分别与三台单相变压器原边绕组连接，单相变压器副边绕组两端分别与单相同轴电缆一端的内芯与外芯连接，同轴电缆另一端的内芯、外芯通过单相转三相母线转换装置与试验端口相连。

进一步的，单相同轴电缆多根并联。

进一步的，单相转三相母线转换装置包括六根导线，通过六根导线连接组合使三台单相变压器副边构成星形接法或三角形接法。

进一步的，六根导线安装在连接板上。

进一步的，与三台单相变压器连接的三根同轴电缆通过铝合金母线或铜排与单相转三相母线转换装置连接。

进一步的，三相支路包括三条单相支路，单相支路包括串联的发电机保护断路器BD、合闸开关HK、调节电抗器L1和操作断路器CD。

进一步的，三台单相变压器原边绕组采用三角形接法。

进一步的，电源为电力系统或短路冲击发电机。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益的技术效果：

本实用新型所述的试验系统，单相变压器绕组两端与试验端口之间通过单相同轴电缆相连，能够有效降低回路阻抗。单相同轴电缆将变压器绕组两端连接至单向转三相母线转换装置，单向转三相母线转换装置再与试验端口相连。通过对母线装换装置进行连接组合，可以使变压器副边构成星形连接或三角形连接以恢复三相供电。以该连接方法降低三相容量试验系统的回路阻抗，提升短路电流。

附图说明

图1为单相同轴电缆结构示意图；

图2为三相同轴电缆剖面示意图；

图3为三相容量试验系统回路原理图；

图4为母线转换装置的母线未连接时的示意图；

图5为母线转换装置示意图；

图6为母线转换装置侧视图。

附图中：1、内芯导体，2、内绝缘层，3、外芯导体，4、外绝缘层，5、A相内导体，6、内绝缘层，7、B相内导体，8、中绝缘层，9、C相内导体，10、外绝缘层，11、护套；12、连接板。

图3中，G4&G5：短路冲击发电机；BD：发电机保护断路器；HK：合闸开关；L1:调节电抗器；CD：操作断路器；T：单相变压器；LHW:铝合金母线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

相关术语解释

单相同轴电缆：包括自内向外依次设置的内芯导体1、内绝缘层2、外芯导体3和外绝缘层4，内芯导体1与外芯导体3之间同轴，结构示意图如图1所示。当单相电流同时流经内外芯时，导体产生的感抗相互抵消，因此感抗极低。

三相容量试验系统：指可产生超高短路电流(几十千安到几百千安)的三相试验回路，电源为电力系统或短路冲击发电机，试验回路中还包含主开关、后备开关、连接母线、调节电抗器等设备。

回路阻抗：I＝U/Z,即短路电流等于电源电压与回路阻抗的比值，当电源电压U一定时，阻抗越小则短路电流越大。

三相同轴电缆，剖面结构示意图如图2所示，包括自内向外依次同轴设置的A相内导体5、内绝缘层6、B相内导体7、中绝缘层8、C相内导体9、外绝缘层10和护套11。但由于国内无相关制造与开发经验导致研发成本与失败风险较高，因此本实用新型未使用三相同轴电缆。

参照图3和图4，一种三相容量试验系统，电源为三相短路冲击发电机G4&G5，主回路包括发电机保护断路器BD、合闸开关HK、调节电抗器L1、操作断路器CD、单相变压器T以及连接各主设备的铝合金母线LHW(或铜排)。发电机保护断路器BD、合闸开关HK、调节电抗器L1、操作断路器D形成单相支路，三个单相支路形成三相支路，三相短路冲击发电机G4&G5与三相支路第一端连接，三相支路第二端分别与A相变压器、B相变压器和C相变压器原边连接，A相变压器、B相变压器和C相变压器副边与单相同轴电缆连接，单相同轴电缆通过单向转三相母线转换装置与试验端口连接。

试验时，被试高压电器产品与试验端口相连，由电源通过主设备及连接线路向产品供电，使短路电流流经产品以对其进行短路工况下的考核。

进一步的，单相同轴电缆可采用多根并联的方式，以进一步减小线路阻抗。

进一步的，三台单相变压器T两侧进行连接组合，可构成“星形”或“三角形”连接。

进一步的，在单相变压器T靠近试验端口一侧，单相同轴电缆的内芯连接变压器绕组的同名端，同轴电缆的外芯连接变压器绕组的非同名端。

进一步的，同轴电缆通过单向转三相母线转换装置连接至试验端口处，通过单向转三相母线转换装置对三台变压器分别对应的同轴电缆进行连接组合，构成“星形”或“三角形”连接，恢复三相供电并与试验端口相连。

参照图5和图6，单向转三相母线转换装置包括金属母线a、金属母线b、金属母线c、金属母线x、金属母线y和金属母线z共6根金属母线，金属母线a、金属母线b、金属母线c、金属母线x、金属母线y和金属母线z安装在连接板12上。

三相同轴电缆的内芯分别与金属母线a、金属母线b以及金属母线c连接，外芯分别与金属母线x、金属母线y以及金属母线z连接。金属母线之间的断口用金属导体(例如铜排)进行连接。x-y-z(即x连接y，y连接z)连接时，a、b、c三相出线，构成星形接线，与试验端口连接；x-b、y-c、z-a连接时(即x连接b，y连接c，z连接a)，a、b、c三相出线，构成三角形接线，与试验端口连接。

在三相试验系统中，一般采用铜排或铝合金母线作为变压器与试验端口间的连接，本实用新型中采用同轴电缆连接变压器与试验端口，相比于铜排母线与铝合金母线，同轴电缆具有感抗低的特点，多根同轴电缆并联可有效降低试验回路阻抗，提升短路电流数值。

描述组合的术语“由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。

Claims (8)

1.一种三相容量试验系统，其特征在于，包括三相支路，所述三相支路第一端与电源连接，第二端分别与三台单相变压器原边绕组连接，所述单相变压器副边绕组两端分别与单相同轴电缆一端的内芯与外芯连接，所述同轴电缆另一端的内芯、外芯通过单相转三相母线转换装置与试验端口相连。

2.根据权利要求1所述的一种三相容量试验系统，其特征在于，所述单相同轴电缆多根并联。

3.根据权利要求1所述的一种三相容量试验系统，其特征在于，所述单相转三相母线转换装置包括六根导线，通过六根导线连接组合使所述三台单相变压器副边构成星形接法或三角形接法。

4.根据权利要求3所述的一种三相容量试验系统，其特征在于，所述六根导线安装在连接板上。

5.根据权利要求3或4所述的一种三相容量试验系统，其特征在于，与所述三台单相变压器连接的三根同轴电缆通过铝合金母线或铜排与单相转三相母线转换装置连接。

6.根据权利要求1所述的一种三相容量试验系统，其特征在于，所述三相支路包括三条单相支路，所述单相支路包括串联的发电机保护断路器BD、合闸开关HK、调节电抗器L1和操作断路器CD。

7.根据权利要求1所述的一种三相容量试验系统，其特征在于，所述三台单相变压器原边绕组采用三角形接法。

8.根据权利要求1所述的一种三相容量试验系统，其特征在于，所述电源为电力系统或短路冲击发电机。