用于消弧线圈成套装置功能检测的试验平台及其操作方法

技术领域

本发明属于配电网消弧线圈成套装置检测技术领域，特别涉及一种用于消弧线圈成套装置功能检测的试验平台及其操作方法。

背景技术

近年来随着配电网改造的快速推进，长距离线路、电缆线路的构架使得发生单相接地时的容性故障电流越来越大，中性点不接地方式已经不能满足故障时自动熄弧的要求，通过加装消弧线圈来补偿接地故障产生的容性电流的方法被越来越普遍的应用。

然而，消弧线圈成套装置现场交接试验中并不要求对其开展功能性测试，所以无法评判其功能特性。根据调查统计发现大约70％的已投运消弧线圈成套装置处于带病运行状态，消弧线圈成套装置投入到整个电网系统中长期运行之后其运行状态可能存在偏差，线路发生单相接地故障时整个电力系统得不到正确的补偿，从而使得故障范围扩大；另外，仅从消弧线圈装置的动作报告中，无法得知单相接地故障的具体信息，无法获知装置自动跟踪系统电容电流变化的能力。

目前，消弧线圈成套装置检测有两种方案：第一种是在配电网人为制造单相接地故障，即通过专门的单相接地故障触发装置，将母线或线路某一相人工接地，可分别采用金属性接地、过渡电阻接地及间歇性接地三种方式并记录消弧线圈成套装置相关数据；该方法的缺点是需在系统制造一处单相接地故障，现有的单相接地试验装置体积过大，在运输和使用上存在很多不便，且要求试验场地面积较大，在城网测试难有合适场地开展现场试验，同时存在引起异名相两点接地短路的风险。第二种方法是实验室检测手段，将消弧线圈成套装置接入人工搭建的试验系统，利用投切接地开关分别在金属性接地、阻抗接地、电弧接地等三种方式下进行接地试验，并记录消弧线圈成套装置相关数据；该方法主要用于消弧线圈型式试验，其缺点在于试验接线复杂，且试验在额定电压下进行，试验电源容量大导致运输和使用上存在很多不便，难以满足现场试验的需要，可操作性不强。

综上所述，针对目前消弧线圈成套装置普遍存在的问题，需要对已投运消弧线圈的动作性能进行现场检测，核实消弧线圈的各项参数是否符合相关标准要求，然而实践中尚缺乏对消弧线圈成套装置各项功能参数进行现场检测的有效手段与相应设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于消弧线圈成套装置功能检测的试验平台及其操作方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明的试验平台，无需人为制造单相接地故障，同时避免了实验室测试方法中设备繁多、接线复杂、可操作性不强的缺点，能够满足对已投运消弧线圈进行现场检测的需要，在配电网应用方面的安全性大大提高。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种用于消弧线圈成套装置功能检测的试验平台，包括：

可调变压器，用于与外部交流220V电源连接，实现对所述试验平台输出电压的有载、连续调节；

调测电容器组，用于模拟系统对地电容；其中，所述调测电容器组由多个电容器并联构成，每个电容器均设置独立的接触器，用于控制电容器的接入状态；

补偿电容器组，用于辅助增加所述试验平台的总容量；其中，所述补偿电容器组由多个电容器并联构成，每个电容器均设置独立的接触器，用于控制电容器的接入状态；

第一切换开关，用于实现所述可调变压器和所述调测电容器组的串联测试模式连接，用于实现所述可调变压器和所述补偿电容器组的并联测试模式连接；

第二切换开关，用于实现所述试验平台输出端和所述调测电容器组的串联测试模式连接，用于实现所述试验平台输出端和所述补偿电容器组的并联测试模式连接。

本发明的进一步改进在于，还包括：

调压器柜，用于安装所述可调变压器；

调测电容柜，用于安装所述调测电容器组；

补偿电容柜，用于安装所述补偿电容器组；

第一切换开关柜，用于安装所述第一切换开关；

第二切换开关柜，用于安装所述第二切换开关。

本发明的进一步改进在于，所述调压器柜还安装有标准电流表和标准电压表，分别用于测量所述可调变压器输出端的电流和电压。

本发明的进一步改进在于，所述补偿电容柜设置有标准电流表，用于测量所述补偿电容器组的电流。

本发明的进一步改进在于，所述第一切换开关柜设置有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；所述第一切换开关为第一单刀双掷开关；其中，所述第一单刀双掷开关的不动端与所述第一输入端相连接，第一动端与所述第一输出端相连接，第二动端与所述第二输出端相连接。

本发明的进一步改进在于，所述第二切换开关柜设置有第三输入端、第四输入端、第三输出端和第四输出端；所述第二切换开关为第二单刀双掷开关；其中，所述第二单刀双掷开关的不动端与所述第三输出端相连接，第一动端与所述第三输入端相连接，第二动端与所述第四输入端相连接。

本发明的进一步改进在于，所述调测电容器组的一端与所述第一输出端相连接，另一端与所述第三输入端相连接；所述第二输出端与所述第四输入端相连接，所述第二输入端与所述第四输出端相连接；所述补偿电容器组的一端与所述第四输入端相连接，另一端与所述第四输出端相连接。

本发明的进一步改进在于，所述第一输入端和所述第二输入端与所述可调变压器的输出端相连接，所述第三输出端和所述第四输出端用于作为所述试验平台的输出端。

本发明的一种用于消弧线圈成套装置功能检测的试验平台的操作方法，包括以下步骤：

S1，将消弧线圈成套装置一次侧与电网断开；将所述试验平台接入交流220V取电，所述试验平台的输出端与消弧线圈成套装置相连接；

S2，调节第一切换开关和第二切换开关，使得补偿电容器组不接入，调测电容器组串联测试模式连接；根据被测消弧线圈容量大小，投入调测电容器组中的一组或多组电容，模拟系统对地电容；调节所述可调变压器的输出电压，由消弧线圈成套装置测量回路电容电流值，与调测电容柜内投入的电容值进行比较，确认消弧线圈电容电流测量功能是否满足指标要求；调节调测电容器组中电容的接入数量，模拟系统电容电流值的变化，计算消弧线圈调档时间，确认消弧线圈电容电流自动跟踪时间是否满足指标要求；

S3，调节第一切换开关和第二切换开关，使得调测电容器组不接入，补偿电容器组并联测试模式连接；调节所述可调变压器的输出电压，使其达到消弧线圈启动值，确认消弧线圈启动电压是否满足标准要求；调节所述可调变压器的输出电压，根据需要调节所述补偿电容器组的电容接入数量，记录试验中每个档位下消弧线圈两端电压、消弧线圈输出电流、可调变压器输出电流，计算残流及残流稳定时间，确认各个电压下消弧线圈的技术参数是否满足标准要求。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的试验平台，可实现与消弧线圈成套装置之间串、并联两种接线形式的转换，采用“串联测试”进行消弧线圈在电网正常运行时的测量功能检测，采用“并联测试”进行消弧线圈在电网接地故障时的补偿性能检测，满足消弧线圈全部技术参数的检测需要；另外，采用并联补偿电容器组的方式，可降低调压器的容量和体积，满足现场检测的便携需要；通过切换开关调节连接模式，输出端连接待测消弧线圈成套装置，可实现对消弧线圈功能特性参数的现场检测。综上，本发明的试验平台无需人为制造单相接地故障，在配电网应用方面的安全性大大提高；采用并联补偿电容器柜的方式以降低调压器的容量和体积，满足现场检测的便携需要；可实现与消弧线圈成套装置之间串联补偿与并联补偿两种接线形式，满足电网正常运行与接地故障时的功能检测，检测内容更具全面性。

本发明的方法，针对已投运消弧线圈成套装置正常运行时的电容电流测量功能和发生单相接地故障时补偿动作性能进行测试，通过试验平台与消弧线圈成套装置之间串、并联两种接线形式的转换，检测内容涵盖消弧线圈成套装置的各项技术参数；其无需人为制造单相接地故障，同时避免了实验室测试方法中设备繁多、接线复杂、可操作性不强的缺点，在配电网应用方面的安全性大大提高。本发明采用并联补偿电容器柜的方式以降低调压器的容量和体积，可满足现场检测的便携需要。

附图说明

图1是本发明实施例的一种用于消弧线圈成套装置功能检测的试验平台的结构原理示意图；

图2是本发明实施例中，消弧线圈成套装置功能检测试验平台与消弧线圈的接线示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例。基于本发明公开的实施例，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其它实施例，都应属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例的一种用于消弧线圈成套装置功能检测的试验平台，由调压器柜、调测电容柜、补偿电容柜和切换开关组成，输出端连接待测消弧线圈成套装置，实现对消弧线圈功能特性参数的现场检测。

本发明实施例中，调压器柜设置可调变压器，通过装置电源开关与交流220V连接，完成对该试验平台输出电压的有载、连续调节；补偿电容柜用于辅助增加该试验平台的总容量，一定程度上降低了调压器的容量和体积，满足现场检测需要；调测电容柜用于模拟系统对地电容，内部有多组电容器，可通过控制接触器的通断进行组合，以模拟系统电容电流的变化；切换开关实现该测试平台与消弧线圈成套装置之间串、并联两种接线形式的转换，满足正常运行与接地故障时的功能检测需要。

本发明实施例的平台可实现与消弧线圈成套装置之间串、并联两种接线形式的转换，采用“串联测试”进行消弧线圈在电网正常运行时的测量功能检测，采用“并联测试”进行消弧线圈在电网接地故障时的补偿性能检测，满足消弧线圈全部技术参数的检测需要。另外，本发明实施例采用并联补偿电容器柜的方式以降低调压器的容量和体积，满足现场检测的便携需要。

本发明实施例的一种用于消弧线圈成套装置功能检测的试验平台的操作方法，包括以下步骤：

步骤1，将切换开关打至“串联测试”模式，进行消弧线圈在电网正常运行时的测量功能检测，此时补偿电容柜不投入。

步骤2，手动投入调测电容柜一组或多组电容，用于模拟系统对地电容。闭合装置电源开关，调节调压器的输出电压，检测消弧线圈在电网正常运行时的电容电流测量功能是否满足指标要求。

步骤3，断开装置电源开关，将电容器放电后将调测电容柜从系统中断开。

步骤4，将切换开关打至“并联测试”模式，进行消弧线圈在电网接地故障时的补偿性能检测。

步骤5，闭合装置电源开关，缓慢增加调压器的输出电压，根据需要投入补偿电容柜内一组或多组电容，以增大测试平台的整体输出电流。记录试验过程中消弧线圈两端电压电流、调压器输出电流等数据及波形，确认消弧线圈在电网发生接地故障时的补偿性能是否满足标准要求。

步骤6，断开装置电源开关，将电容器放电后将补偿电容柜从系统中断开，试验结束。

本发明实施例的方法中，无需人为制造单相接地故障，在配电网应用方面的安全性大大提高；采用并联补偿电容器柜的方式以降低调压器的容量和体积，满足现场检测的便携需要；可实现与消弧线圈成套装置之间串联补偿与并联补偿两种接线形式，满足电网正常运行与接地故障时的功能检测，检测内容更具全面性。

请参阅图1和图2，基于图1所示的消弧线圈成套装置功能检测试验平台的结构，整个工作过程具体如下：

(1)按照附图2的接线示意图正确接线。

打开隔刀G，将消弧线圈成套装置一次侧与电网断开。将本测试装置接入交流220V取电，输出端与消弧线圈成套装置相连。

(2)进行消弧线圈在电网正常运行时的测量功能检测。

切换开关P和Q采用联动模式，首先，将其打至“串联测试”模式，此时补偿电容柜未投入。手动设置调测电容柜内接触器组S1～Sn-1的开合方式，根据被测消弧线圈容量大小，投入一组或多组电容，用于模拟系统对地电容。

其次，闭合装置电源开关S，调节调压器T的输出电压(从0.5％Ur开始，依次间隔5％Ur，直至15％Ur，Ur为装置额定电压，下同)，由消弧线圈成套装置测量回路电容电流值，与调测电容柜内投入的电容值进行比较，确认消弧线圈电容电流测量功能是否满足指标要求。

再次，手动闭合调测电容柜内的接触器Sn，用于模拟系统电容电流值的变化，计算消弧线圈调档时间，确认消弧线圈电容电流自动跟踪时间是否满足指标要求。

最后，断开装置电源开关S，将调测电容柜内电容器放电后将其接触器S1～Sn均置分位。

(3)进行消弧线圈在电网接地故障时的补偿性能检测。

首先，将切换开关P和Q打至“并联测试”模式，此时调测电容柜不投入。

其次，闭合装置电源开关S，缓慢增加调压器T的输出电压，使其达到消弧线圈启动值，记录当前数值，确认消弧线圈启动电压是否满足标准要求。

再次，继续增加调压器T的输出电压(依次间隔10％Ur)，根据需要闭合补偿电容器柜内的接触器Q1～Qn，投入补偿电容器以增大测试平台的整体输出电流。记录试验中每个档位下消弧线圈两端电压、消弧线圈输出电流、调压器输出电流A1等数据及波形，计算残流及残流稳定时间，确认各个电压下消弧线圈的技术参数是否满足标准要求。

最后，断开装置电源开关S，将补偿电容柜内电容器放电后将其接触器Q1～Qn均置分位。

本发明实施例公开了一种用于消弧线圈成套装置功能检测的试验平台，针对已投运消弧线圈成套装置正常运行时的电容电流测量功能和发生单相接地故障时补偿动作性能进行测试，该测试平台可方便实现与消弧线圈成套装置之间串、并联两种接线形式的转换，检测内容涵盖消弧线圈成套装置的各项技术参数。本专利无需人为制造单相接地故障，同时避免了实验室测试方法中设备繁多、接线复杂、可操作性不强的缺点，在配电网应用方面的安全性大大提高。本专利采用并联补偿电容器柜的方式以降低调压器的容量和体积，可满足现场检测的便携需要。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。