專利名稱：直流接地引起保護(hù)誤動分析實(shí)驗(yàn)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流系統(tǒng)及繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種直流接地引起保護(hù)誤動分 析實(shí)驗(yàn)裝置及方法。
背景技術(shù)：
直流系統(tǒng)為電力系統(tǒng)繼電保護(hù)等控制設(shè)備提供工作電源，為提高供電可靠性，設(shè) 置為不接地系統(tǒng)，即允許一點(diǎn)接地故障短時(shí)間運(yùn)行，為避免兩點(diǎn)接地引起保護(hù)誤動，按有關(guān) 規(guī)定要求，當(dāng)出現(xiàn)一點(diǎn)接地故障時(shí)，須在24小時(shí)內(nèi)處理完，即排除接地故障點(diǎn)，使直流系統(tǒng) 恢復(fù)正常。近10年來，直流系統(tǒng)及保護(hù)控制設(shè)備所采用的技術(shù)都發(fā)生了很大的變化，如控制 回路動作功率下降，直流系統(tǒng)存在較大的對地電容，控制電纜也有對地電容等，導(dǎo)致一點(diǎn)接 地故障，在某些特定的條件下，造成保護(hù)誤動。諸多文獻(xiàn)也報(bào)道了這種保護(hù)誤動事故，但由 于現(xiàn)在沒有相應(yīng)試驗(yàn)設(shè)備，對接地故障引起保護(hù)誤動現(xiàn)象進(jìn)行分析、試驗(yàn)、評估，而難以采 取對應(yīng)措施預(yù)防這種事故的發(fā)生，致使目前電力系統(tǒng)依然經(jīng)常出現(xiàn)接地故障引起保護(hù)誤動 的事故現(xiàn)象，嚴(yán)重危害電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，迫切需要研究分析直流接地引起保護(hù)誤動的實(shí)驗(yàn)裝置，以系統(tǒng)分析直流接 地引起保護(hù)誤動的原理，再現(xiàn)直流接地引起保護(hù)誤動的事故現(xiàn)象，進(jìn)而提出預(yù)防直流接地 引起保護(hù)誤動的有關(guān)措施，對提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種直流接地引起保護(hù)誤動分析實(shí)驗(yàn) 的裝置。本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種用于直流接地引起保護(hù)誤動分析實(shí)驗(yàn)的方法。本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是直流接地引起保護(hù)誤動分析實(shí)驗(yàn)裝置，包括絕緣電阻單元、橋電阻單元、對地電容 單元、電纜電容單元、切換開關(guān)單元、內(nèi)部電源、顯示單元、鍵盤、上位機(jī)通訊單元、控制處理 單元、輸出母線、輸出端子、電纜電容輸出端子及外部電源接入端子；所述絕緣電阻單元、橋 電阻單元、對地電容單元一端連接到公共接地端，另一端與輸出母線相連；電纜電容單元一 端連接到公共接地端，另一端與電纜電容輸出端子相連；輸出母線通過切換開關(guān)單元與內(nèi) 部電源、外部電源接入端子相連；控制處理單元連接有顯示單元、鍵盤、上位機(jī)通訊單元，并 通過控制端口與絕緣電阻單元、橋電阻單元、對地電容單元、電纜電容單元、內(nèi)部電源、切換 開關(guān)單元相連。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述絕緣電阻單元包括控制電路及絕緣電阻R1、 R2 ；絕緣電阻Rl —端與輸出母線+KM相連，另一端與大地相連；絕緣電阻R2 —端與輸出母 線-KM相連，另一端與大地相連；絕緣電阻Rl、R2通過控制電路與控制處理單元相連。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述橋電阻單元包括控制電路及橋電阻R3、R4 ；橋電阻R3 —端與輸出母線+KM相連，另一端與大地相連；橋電阻R4 —端與輸出母線-KM相 連，另一端與大地相連；橋電阻R3、R4通過控制電路與控制處理單元相連。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述對地電容單元包括控制電路及對地電容Cl、 C2 ；對地電容Cl 一端與輸出母線+KM相連，另一端與大地相連；對地電容C2 —端與輸出母 線-KM相連，另一端與大地相連；對地電容Cl、C2通過控制電路與控制處理單元相連。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述電纜電容單元包括控制電路及電纜電容C3、C4; 電纜電容C3、C4 一端接地，另一端與電纜電容輸出端子相連；電纜電容C3、C4通過控制電 路與控制處理單元相連。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述切換開關(guān)單元包括開關(guān)ΚΙ、K2 ；切換開關(guān)Kl 一 端與內(nèi)部電源相連，另一端與輸出母線相連；切換開關(guān)K2 —端與外部電源接入端子相連， 另一端與輸出母線相連。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，內(nèi)部電源的輸出電壓是0-220V可調(diào)直流系統(tǒng)的工 作電源；絕緣電阻R1、R2是0-999ΚΩ可調(diào)電阻；橋電阻R3、R4是0-999K Ω可調(diào)電阻；對地 電容Cl、C2是0-100微法可調(diào)電容；電纜電容C3、C4是0. 1-10微法可調(diào)電容。直流接地引起保護(hù)誤動分析實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟Α.將保護(hù)裝置接入直流接地引起保護(hù)誤動分析試驗(yàn)裝置的輸出端子；B.按實(shí)驗(yàn)要求調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置的參數(shù)；C.按實(shí)驗(yàn)要求將電源正極、負(fù)極或電源回路接地；D.觀察保護(hù)裝置控制回路繼電器的動作情況。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置可系統(tǒng)分析直流接地引起保護(hù)誤動的原 理，再現(xiàn)直流接地引起保護(hù)誤動的事故現(xiàn)象，進(jìn)而提出預(yù)防直流接地引起保護(hù)誤動的有關(guān) 措施，對提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，具有十分重要的意義。本發(fā)明的另一個(gè)有益效果是本發(fā)明實(shí)驗(yàn)方法通過正極接地、負(fù)極接地和控制回 路接地等3種接地故障實(shí)驗(yàn)，輸出不同大小的絕緣電阻、橋電阻、對地電容及電纜電容，實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)為提出直流接地引起保護(hù)誤動防護(hù)措施創(chuàng)造了條件。本實(shí)驗(yàn)方法可廣泛應(yīng)用于繼 電保護(hù)研究、生產(chǎn)企業(yè)；直流接地檢測設(shè)備研究生產(chǎn)企業(yè)；電力系統(tǒng)運(yùn)行事故分析。


圖1是本發(fā)明保護(hù)誤動分析實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明裝置絕緣電阻控制電路圖；圖3是本發(fā)明裝置橋電阻電路圖；圖4是本發(fā)明裝置對地電容輸出電路圖；圖5是本發(fā)明裝置電纜電容輸出電路圖；圖6是本發(fā)明裝置功能切換開關(guān)電路圖；圖7是本發(fā)明裝置接線示意圖；圖8是外接電源回路接地測試的等效電路圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說明
一種直流接地引起保護(hù)誤動分析實(shí)驗(yàn)裝置，包括絕緣電阻單元1、橋電阻單元2、 對地電容單元3、電纜電容單元4、切換開關(guān)單元5、內(nèi)部電源6、顯示單元7、鍵盤8、上位機(jī) 通訊單元9、控制處理單元10、輸出母線11、輸出端子12、電纜電容輸出端子13及外部電源 接入端子14 ；所述絕緣電阻單元1、橋電阻單元2、對地電容單元3 —端連接到公共接地端， 另一端與輸出母線11相連；電纜電容單元4 一端連接到公共接地端，另一端與電纜電容輸 出端子13相連；輸出母線11通過切換開關(guān)單元5與內(nèi)部電源6、外部電源接入端子14相 連；控制處理單元10連接有顯示單元7、鍵盤8、上位機(jī)通訊單元9，并通過控制端口與絕緣 電阻單元1、橋電阻單元2、對地電容單元3、電纜電容單元4、內(nèi)部電源6、切換開關(guān)單元5相 連。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述絕緣電阻單元1包括控制電路1-3、1_4及絕緣 電阻Rl、R2 ；絕緣電阻Rl —端與輸出母線+KM相連，另一端與大地相連；絕緣電阻R2 —端 與輸出母線-KM相連，另一端與大地相連；絕緣電阻R1、R2分別通過控制電路1-3、1-4與控 制處理單元10相連。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述橋電阻單元2包括控制電路2-3、2_4及橋電阻 R3、R4 ；橋電阻R3 —端與輸出母線+KM相連，另一端與大地相連；橋電阻R4 —端與輸出母 線-KM相連，另一端與大地相連；橋電阻R3、R4分別通過控制電路2-3、2-4與控制處理單元 10相連。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述對地電容單元3包括控制電路3-3、3_4及對地 電容Cl、C2 ；對地電容Cl 一端與輸出母線+KM相連，另一端與大地相連；對地電容C2 —端 與輸出母線-KM相連，另一端與大地相連；對地電容C1、C2分別通過控制電路3-3、3-4與控 制處理單元10相連。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述電纜電容單元4包括控制電路4-3、4_4及電纜 電容C3、C4 ；電纜電容C3、C4 一端接地，另一端與電纜電容輸出端子13相連；電纜電容C3、 C4分別通過控制電路4-3、4-4與控制處理單元10相連。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述切換開關(guān)單元5包括開關(guān)ΚΙ、K2 ；切換開關(guān)Kl 一端與內(nèi)部電源6相連，另一端與輸出母線11相連，切換開關(guān)K2 —端與外部電源接入端子 14相連，另一端與輸出母線11相連。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，內(nèi)部電源6的輸出電壓是0-220V可調(diào)直流系統(tǒng)的工 作電源；絕緣電阻R1、R2是0-999ΚΩ可調(diào)電阻；橋電阻R3、R4是0-999K Ω可調(diào)電阻；對地 電容Cl、C2是0-100微法可調(diào)電容；電纜電容C3、C4是0. 1-10微法可調(diào)電容。一種直流接地引起保護(hù)誤動分析實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟Α.將保護(hù)裝置接入直流接地引起保護(hù)誤動分析試驗(yàn)裝置的輸出端子12 ；B.按實(shí)驗(yàn)要求調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置的參數(shù)；C.按實(shí)驗(yàn)要求將電源正極、負(fù)極或電源回路接地；D.觀察保護(hù)裝置控制回路繼電器J的動作情況。結(jié)合圖8，以外接電源回路接地為例來說明，虛線方框內(nèi)為保護(hù)裝置的控制回路， 模擬變電站實(shí)際運(yùn)行情況設(shè)置絕緣電阻Rl、R2，橋電阻R3、R4，對地電容對地電容Cl、C2的 參數(shù)，觀察控制回路中繼電器J的動作情況，則可得出回路接地引起保護(hù)誤動的安全參數(shù) 和危險(xiǎn)參數(shù)閾值，并為模擬接地引起誤動分析提供了可靠的分析數(shù)據(jù)。
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以上是對本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施 例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出種種的等同變形或替 換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
直流接地引起保護(hù)誤動分析實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于包括絕緣電阻單元(1)、橋電阻單元(2)、對地電容單元(3)、電纜電容單元(4)、切換開關(guān)單元(5)、內(nèi)部電源(6)、顯示單元(7)、鍵盤(8)、上位機(jī)通訊單元(9)、控制處理單元(10)、輸出母線(11)、輸出端子(12)、電纜電容輸出端子(13)及外部電源接入端子(14)；所述絕緣電阻單元(1)、橋電阻單元(2)、對地電容單元(3)一端連接到公共接地端，另一端與輸出母線(11)相連；電纜電容單元(4)一端連接到公共接地端，另一端與電纜電容輸出端子(13)相連；輸出母線(11)通過切換開關(guān)單元(5)與內(nèi)部電源(6)、外部電源接入端子(14)相連；控制處理單元(10)連接有顯示單元(7)、鍵盤(8)、上位機(jī)通訊單元(9)，并通過控制端口與絕緣電阻單元(1)、橋電阻單元(2)、對地電容單元(3)、電纜電容單元(4)、內(nèi)部電源(6)、切換開關(guān)單元(5)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述絕緣電阻單元(1)包括控制電 路(1-3、1-4)及絕緣電阻(Rl、R2)；絕緣電阻(Rl) —端與輸出母線(+KM) (11)相連，另一 端與大地相連；絕緣電阻(R2) —端與輸出母線(-KM) (11)相連，另一端大地相連；絕緣電 阻(R1、R2)分別通過控制電路(1-3、1-4)與控制處理單元(10)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述橋電阻單元(2)包括控制電路 (2-3,2-4)及橋電阻(R3、R4)；橋電阻(R3) —端與輸出母線(+KM) (11)相連，另一端與大 地相連；橋電阻(R4) —端與輸出母線(-KM) (11)相連，另一端與大地相連；橋電阻(R3、R4) 分別通過控制電路(2-3、2-4)與控制處理單元(10)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述對地電容單元(3)包括控制電 路(3-3、3-4)及對地電容(Cl、C2)；對地電容(Cl) 一端與輸出母線(+KM) (11)相連，另一 端與大地相連；對地電容(C2) —端與輸出母線(-KM) (11)相連，另一端與大地相連；對地 電容(C 1、C2)分別通過控制電路(3-3、3-4)與控制處理單元(10)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述電纜電容單元(4)包括控制電 路(4-3、4-4)及電纜電容(C3、C4)；電纜電容(C3、C4) 一端接地，另一端與電纜電容輸出端 子(13)相連；電纜電容(C3、C4)分別通過控制電路(4-3、4-4)與控制處理單元(10)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述切換開關(guān)單元(5)包括開關(guān) (KU K2)；切換開關(guān)(Kl) 一端與內(nèi)部電源(6)相連，另一端與輸出母線(11)相連；切換開 關(guān)(K2) —端與外部電源接入端子(14)相連，另一端與輸出母線(11)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于內(nèi)部電源(6)的輸出電壓是0-220V 可調(diào)直流系統(tǒng)的工作電源；絕緣電阻(Rl、R2)是0-999ΚΩ可調(diào)電阻；橋電阻(R3、R4)是 0-999ΚΩ可調(diào)電阻；對地電容(Cl、C2)是0-100微法可調(diào)電容；電纜電容(C3、C4)是 0. 1-10微法可調(diào)電容。
8.直流接地引起保護(hù)誤動分析實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于包括以下步驟A.將保護(hù)裝置接入直流接地引起保護(hù)誤動分析試驗(yàn)裝置的輸出端子(12)；B.按實(shí)驗(yàn)要求調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置的參數(shù)；C.按實(shí)驗(yàn)要求將電源正極、負(fù)極或電源回路接地；D.觀察保護(hù)裝置控制回路繼電器(J)的動作情況。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種直流接地引起保護(hù)誤動分析實(shí)驗(yàn)裝置及方法，本實(shí)驗(yàn)裝置模擬了直流系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的電路狀態(tài)，提供了絕緣電阻、橋電阻、接地電容、電纜電容等實(shí)驗(yàn)參數(shù)，并能對過正極接地、負(fù)極接地和控制回路接地三種接地故障進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提出了具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法，讓研發(fā)、生產(chǎn)、驗(yàn)收、運(yùn)行維護(hù)等各環(huán)節(jié)，都能充分認(rèn)識到一點(diǎn)接地引起保護(hù)誤動的原理及與哪些參數(shù)有關(guān)，以采取防護(hù)措施，預(yù)防一點(diǎn)接地引起保護(hù)誤動事故發(fā)生，有效提高電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。可廣泛應(yīng)用于繼電保護(hù)研究、生產(chǎn)企業(yè)；直流接地檢測設(shè)備研究生產(chǎn)企業(yè)；電力系統(tǒng)運(yùn)行事故分析。
文檔編號G01R1/30GK101982790SQ201010507508
公開日2011年3月2日 申請日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者徐玉鳳, 李秉宇, 王斌, 錢江, 陳曉東 申請人:廣州仟順電子設(shè)備有限公司;山西省電力公司運(yùn)城供電分公司;河北省電力研究院