专利名称：一种合成试验回路用低压模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力系统合成试验技术领域，尤其是针对合成试验回路的低压模 拟装置。
背景技术：
随着高压电器行业的发展，对高压电器合成试验技术的要求也不断提高。原先的 一些试验回路参数不能完全满足现在试验需要。为了满足日益增长的试验技术要求，不断 的推出新的试验方法、新的试验回路和新的试验回路参数是必然的。因此研制一套低压模 拟装置在实际回路中确定试验回路的预期TRV(瞬态恢复电压)波形，验证试验参数，保证 合成试验回路试验参数的正确性和准确性，从而满足大容量试验合成试验技术发展的要求 已显得至关重要。在高压交流断路器开断试验中，开断短路电流产生的TRV(瞬态恢复电压)取决于 两个方面主要因素，第一，试验回路参数(电感、电容、电阻、波阻抗等)决定的因素。第二， 断路器特性(电弧电压、弧后电导、电容和开合电阻等)决定的因素。根据IEC 62271以及 GB1984的相关标准规定必须给出仅由回路参数决定的瞬态恢复电压波形，即预期TRV(瞬 态恢复电压)波形。
实用新型内容本实用新型的目的在于满足大容量试验合成试验技术发展的要求，提供一种合成 试验回路用低压模拟装置，该装置能够解决计算机仿真得出的TRV波形与实际预期TRV波 形不同的问题，能排除断路器自身特性对预期TRV的影响，并且能够全面分析各种合成试 验回路以及相关的回路参数，适用于大部分合成回路参数。本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的这种合成试验回路用低压模拟装置，包括并联电容组，所述并联电容组由多个电 容支路并联组成，所述电容支路由一电容和一单刀双掷式的储能电容选择开关串联而成， 所述储能电容选择开关的闸刀开关端连接到电容的一端；所述多个电容支路上的每个储能 电容选择开关的左侧接触片相互连接在一起，每个储能电容选择开关的右侧接触片相互连 接后还连接到一单刀双掷式的充放电选择开关的闸刀开关端，所述充放电选择开关的左侧 接触片连接有一电容充电器，所述电容充电器的低电位端与并联电容组的低电位端连接后 接地；所述多个电容支路还并联有一放电电阻，所述放电电阻一端接地，另一端连接到储能 电容选择开关的左侧接触片；所述并联电容组的低电位端连接有分流器，所述分流器的输 出端连接有第一快恢复二极管；所述充放电选择开关的右侧接触片连接有一主放电电子开 关，所述主放电电子开关还连接有一驱动电路，主放电电子开关的输出端连接有第二快恢 复二极管。进一步的，上述并联电容组由八个电容支路并联组成。上述驱动电路设置有一放电触发控制开关。[0009]上述驱动电路还连接有一辅助电源，所述辅助电源连接到220V交流电源上。上述第二快恢复二极管的一端和分流器的一端构成近区故障链路低压模拟接线 端子。上述第一快恢复二极管的两端以及主放电电子开关的引出端构成瞬态恢复电压 低压模拟接线端子。上述主放电电子开关的并联有一二极管，所述主放电电子开关的两端外接水银开关。本实用新型具有以下有益效果该种合成试验回路用低压模拟装置不用引入任何高压电源就可以得到试验回路 的预期TRV，并且等价性良好，能够用很低的成本进行新试验回路和新试验参数的研究工 作，大大提高了科研中的效率，降低了研究过程中的能耗，并且使用简便。
图1为本实用新型的电路连接示意图；图2为试验中TRV波形；图3为低压模拟TRV波形。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述参见图1，这种合成试验回路用低压模拟装置包括一并联电容组，该并联电容组由 多个电容支路并联组成，在本实用新型的较佳方案中，并联电容组是由八个电容支路并联 组成，如图中所示。所述电容支路由一电容和一单刀双掷式的储能电容选择开关串联而成， 各电容支路上的储能电容选择开关S1-S8的闸刀开关端分别连接到电容C1-C8的一端；并 且多个电容支路上的每个储能电容选择开关S1-S8的左侧接触片相互连接在一起，每个储 能电容选择开关S1-S8的右侧接触片相互连接后还连接到一单刀双掷式的充放电选择开 关SO的闸刀开关端。充放电选择开关SO的左侧接触片连接有一电容充电器，该电容充电 器的输入端连接到220V交流电源上，电容充电器的输出端的低电位端与并联电容组的低 电位端连接后接地，如图中连接点8 ；多个电容支路还并联有一放电电阻R，放电电阻R—端 接在连接点8上后接地，另一端连接到储能电容选择开关的左侧接触片(即连接点9)。并 联电容组的低电位端在连接点7处接有分流器Is，分流器Is的输出端在连接点5处连接第 一快恢复二极管D1。充放电选择开关SO的右侧接触片在连接点1处连接有一主放电电子 开关T，所述主放电电子开关T在连接点3处还连接有一驱动电路，驱动电路设置有一放电 触发控制开关&。主放电电子开关T的输出端(即连接点2或4)连接有第二快恢复二极 管D2的输入端。第二快恢复二极管D2的一端和分流器Is的一端(接触点幻构成近区故障链路 低压模拟接线端子SLF。第一快恢复二极管Dl的两端(即Dl的外接端和连接点6)以及主 放电电子开关T的引出端(连接点4)构成瞬态恢复电压低压模拟接线端子TRV。主放电电 子开关T在连接点1和2上并联有一二极管，并且主放电电子开关T的两端(连接点1和 2)外接水银开关。
4[0021]另外上述驱动电路还连接有一辅助电源，该辅助电源同电容充电器一起连接到 220V交流电源上。综上所述，本实用新型采用“电容电流注入”即通过低压下给电容充电模拟主回路 (即并联电容组)的主电容器(多个电容支路形成的总电容)。为防止弹跳，回路接通用 无触点的半导体开关或者外接水银开关。本实用新型的数据采集可以用高采样速率的数字 示波器。本实用新型可以根据需要模拟的各种工况确定主电容的最大选取值、最小选取值 和电容值调节精度。选取一组Cyclri = 2的等比数列作为每个电容的电容值，这样可以通
过多个电容支路上的电容的并联接出C1......QCn-C1)的任意值。使得C1 <最小实接值，
OCn-C1) >最大实接值，其中最小调节精度为=C1。本实用新型最优方案中，实际电容值分别 ^ =C1 = 0. 25 μ F, C2 = 0. 5 μ F, C3 = 1 μ F, C4 = 2 μ F, C5 = 4 μ F C6 = 8 μ F, C7 = 16 μ F, C8 = 32 μ F。电容选择CBB无感电容，耐压> 400V。附图中D1, D2选用快恢复二极管，恢复 时间< 100ns，耐压1000V，瞬态耐受电流lOOA/lOms。图中电容充电器选用2D220型电容充 电模块，辅助电源选用普通AC-DC电源模块。本实用新型解决了计算机仿真得出的TRV波形与实际预期TRV波形不同的问题， 排除了断路器自身特性对预期TRV的影响。下面用试验中TRV波形(如图2)和低压模拟TRV的波形(如图3)进行对比，对 比结果说明了低压模拟装置的可靠性和等价性。本实用新型在低压模拟装置中用快速二极管来模拟理想断路器，排除了普通断路 器特性(电弧电压、弧后电导、电容和开合电阻等)对TRV的影响。并且能够用低成本进行 新试验回路和新试验参数的研究工作，提高了科研效率，并且使用简便。
权利要求1.一种合成试验回路用低压模拟装置，其特征在于包括并联电容组，所述并联电容 组由多个电容支路并联组成，所述电容支路由一电容和一单刀双掷式的储能电容选择开关 串联而成，所述储能电容选择开关的闸刀开关端连接到电容的一端；所述多个电容支路上 的每个储能电容选择开关的左侧接触片相互连接在一起，每个储能电容选择开关的右侧接 触片相互连接后还连接到一单刀双掷式的充放电选择开关(so)的闸刀开关端，所述充放 电选择开关(so)的左侧接触片连接有一电容充电器，所述电容充电器的低电位端与并联 电容组的低电位端连接后接地；所述多个电容支路还并联有一放电电阻(R)，所述放电电 阻(R) —端接地，另一端连接到储能电容选择开关的左侧接触片；所述并联电容组的低电 位端连接有分流器(Is)，所述分流器(Is)的输出端连接有第一快恢复二极管(Dl)；所述充 放电选择开关(SO)的右侧接触片连接有一主放电电子开关(T)，所述主放电电子开关(T) 还连接有一驱动电路，主放电电子开关(T)的输出端连接有第二快恢复二极管(D2)。
2.根据权利要求1所述的合成试验回路用低压模拟装置，其特征在于所述并联电容 组由八个电容支路并联组成。
3.根据权利要求1所述的合成试验回路用低压模拟装置，其特征在于所述驱动电路 设置有一放电触发控制开关(Sc)。
4.根据权利要求1所述的合成试验回路用低压模拟装置，其特征在于所述驱动电路 还连接有一辅助电源，所述辅助电源连接到220V交流电源上。
5.根据权利要求1所述的合成试验回路用低压模拟装置，其特征在于所述第二快恢 复二极管(拟)的一端和分流器(Is)的一端构成近区故障链路低压模拟接线端子(SLF)。
6.根据权利要求1所述的合成试验回路用低压模拟装置，其特征在于所述第一快恢 复二极管(Dl)的两端以及主放电电子开关(T)的引出端构成瞬态恢复电压低压模拟接线 端子(TRV)。
7.根据权利要求1所述的合成试验回路用低压模拟装置，其特征在于所述主放电电 子开关(T)的并联有一二极管，所述主放电电子开关(T)的两端选择外接水银开关。
专利摘要本实用新型涉及一种合成试验回路用低压模拟装置，包括并联电容组，其由多个电容支路并联，电容支路由电容和单刀双掷式储能电容选择开关串联，每个储能电容选择开关的右侧接触片相互连接后连接到充放电选择开关的闸刀开关端，充放电选择开关的左侧接触片连接有一电容充电器，电容充电器的低电位端与并联电容组连接后接地；并联电容组的低电位端连接有分流器，分流器的输出端连接有第一快恢复二极管；充放电选择开关连接有主放电电子开关，其还连接有驱动电路，主放电电子开关的输出端连接第二快恢复二极管。该装置能够用很低的成本进行新试验回路和新试验参数的研究工作，大大提高了科研中的效率，降低了研究过程中的能耗，并且使用简便。
文档编号G01R31/00GK201886093SQ20102029934
公开日2011年6月29日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者刘平, 高飞 申请人:中国西电电气股份有限公司