配电网故障模拟装置的制作方法

本实用新型涉及配电网技术领域，特别是涉及一种配电网故障模拟装置。

背景技术：

配电网作为电网中主要起分配电能作用的网络，它可以将从输电网或发电厂接收到的电能通过配电设施就地或逐级分配给各类设备。然而，在实际工作中配电网会出现短路和接地等多种故障，严重影响电网运行，因此，需采用故障模拟装置对配电网的故障进行模拟，以便于分析研究各种故障。

目前，在对配电网的故障模拟中，尤其是在配网实验室系统中，通常是将传统的故障模拟装置接入配网线路中以模拟各种故障类型。而为了模拟各种故障类型，传统的故障模拟装置是将具有不同模拟功能的设备组合起来形成的成套装置。

如上所述，传统的故障模拟装置是将多个设备组合起来形成的成套装置，因此导致传统的故障模拟装置的成本较高。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述问题，提供一种可以降低成本的配电网故障模拟装置。

一种配电网故障模拟装置，包括：三相隔离开关、测量模块和故障模拟模块；

所述故障模拟模块包括接地断路器、第一单相断路器、第二单相断路器以及第三单相断路器；

所述测量模块包括与所述第一单相断路器、所述第二单相断路器、所述第三单相断路器分别对应的第一电流电压检测仪、第二电流电压检测仪和第三电流电压检测仪；

所述第一电流电压检测仪通过所述三相隔离开关与电缆的A线连接，所述第二电流电压检测仪通过所述三相隔离开关与电缆的B线连接，所述第三电流电压检测仪通过所述三相隔离开关与电缆的C线连接；

所述第一单相断路器与所述第一电流电压检测仪串联后与所述接地断路器并联，所述第二单相断路器与所述第二电流电压检测仪串联后与所述接地断路器并联，所述第三单相断路器与所述第三电流电压检测仪串联后与所述接地断路器并联。

上述的配电网故障模拟装置通过使所述电缆的A线通过所述三相隔离开关与所述第一电流电压检测仪、所述第一单相断路器串联后与所述接地断路器并联，使所述电缆的B线通过所述三相隔离开关与所述第二电流电压检测仪、所述第二单相断路器串联后与所述接地断路器并联，所述电缆的C线通过所述三相隔离开关与所述第三电流电压检测仪、所述第三单相断路器串联后与所述接地断路器并联，如此，可通过分别控制所述第一单相断路器、所述第二单相断路器、所述第三单相断路器以及所述接地断路器的闭合，可以方便对所述电缆的单相接地故障、两相短路故障、两相短路接地故障、三相短路故障以及三相短路接地故障等多种故障进行模拟。而由于所述第一单相断路器、所述第二单相断路器、所述第三单相断路器以及所述接地断路器均为简单设备，因此可以降低所述配电网故障模拟装置的成本。

附图说明

图1为一个实施例中配电网故障模拟装置的电路结构示意图；

图2为一个实施例中配电网故障模拟装置的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本实用新型实施例的技术方案，进行清楚和完整的描述。

如图1所示，在一个实施例中，一种配电网故障模拟装置包括三相隔离开关100、测量模块200和故障模拟模块300。其中，所述三相隔离开关100可以用于电力线路的分合转换，示例性的，所述三相隔离开关100可以采用安全性高的隔离刀闸。而所述故障模拟模块300可以用于故障类型的选取，所述故障模拟模块300可以包括接地断路器QF1、第一单相断路器QF2、第二单相断路器QF3以及第三单相断路器QF4。所述测量模块200可以对故障线路的电流电压进行监测，它可以包括与所述第一单相断路器QF2、所述第二单相断路器QF3、所述第三单相断路器QF4分别对应的第一电流电压检测仪LHa、第二电流电压检测仪LHb和第三电流电压检测仪LHc。

所述三相隔离开关100可以通过其一侧的三个接线端分别与电缆的A线、B线和C线连接，而所述电缆的A线、B线和C线分别对应电缆的三相。示例性的，所述电缆可以通过图2所示的配电网故障模拟装置的机箱600外壁的接口601与所述三相隔离开关100连接，其中所述机箱600的长宽高分别为1600mm、800mm和800mm，当然也可以是其他尺寸，具体根据实际情况调整。所述三相隔离开关100另一侧的三个接线端分别与所述第一电流电压检测仪LHa、所述第二电流电压检测仪LHb和所述第三电流电压检测仪LHc，并使所述第一电流电压检测仪LHa可以通过所述三相隔离开关100与电缆的A线连接，所述第二电流电压检测仪LHb可以通过所述三相隔离开关100与电缆的B线连接，所述第三电流电压检测仪LHc可以通过所述三相隔离开关100与电缆的C线连接。而所述第一单相断路器QF2与所述第一电流电压检测仪LHa串联后与所述接地断路器QF1并联，所述第二单相断路器QF3与所述第二电流电压检测仪LHb串联后与所述接地断路器QF1并联，所述第三单相断路器QF4与所述第三电流电压检测仪LHc串联后与所述接地断路器QF1并联。

通过上述设置，可以使所述第一单相断路器QF2、所述第一电流电压检测仪LHa和所述电缆的A线连接成第一串联支路，所述第二单相断路器QF3、所述第二电流电压检测仪LHb和所述电缆的B线连接成第二串联支路，所述第二单相断路器QF3、所述第二电流电压检测仪LHb和所述电缆的C线连接成第三串联支路，并且使所述第一串联支路、所述第二串联支路、所述第三串联支路均与所述接地断路器QF1的一端连接，而所述接地断路器QF1的另一端接地。因此，通过分别控制所述第一单相断路器QF2、所述第二单相断路器QF3、所述第三单相断路器QF4、所述三相隔离开关100以及所述接地断路器QF1的闭合，即可以采用简单的设备方便实现所述电缆的A线或B线或C线的单相接地故障，以及A线和B线、B线和C线、A线和C线中的其中一对的两相短路故障或两相短路接地故障，以及A、B、C线的三相短路故障或三相短路接地故障等故障模拟，大大降低了成本。此外，采用上述设置的配电网故障模拟装置在调试和维护过程中也可以降低工作量，并提高该装置的适用性。

为了实现所述电缆的A线、或B线、或C线的单相接地故障模拟，在操作时，可以通过控制所述第一串联支路、所述第二串联支路和所述第三串联支路单独与所述接地断路器QF1连接来实现。

为了实现所述电缆的A线的单相接地故障模拟，在一个实施例中，可以关闭所述第一单相断路器QF2、所述接地断路器QF1和所述三相隔离开关100，并断开所述第二单相断路器QF3和所述第三单相断路器QF4，使所述第一单相断路器QF2、所述接地断路器QF1和所述三相隔离开关100处于关闭状态，且所述第二单相断路器QF3和所述第三单相断路器QF4处于断开状态；如此，可使所述第一单相断路器QF2通过所述接地断路器QF1接地，从而使A线所在的所述第一串联支路接地，而所述第一串联支路中的所述第一电流电压检测仪LHa可以对A线的单相接地故障电路中的电流和电压进行监测，以便于对所述电缆的A线的单相接地故障进行研究。

相应的，为了实现所述电缆的B线的单相接地故障模拟，在一个实施例中，可以关闭所述第二单相断路器QF3、所述接地断路器QF1和所述三相隔离开关100，并断开所述第一单相断路器QF2和所述第三单相断路器QF4，使所述第二单相断路器QF3、所述接地断路器QF1和所述三相隔离开关100处于关闭状态，且所述第一单相断路器QF2和所述第三单相断路器QF4处于断开状态；如此，可使所述第二单相断路器QF3通过所述接地断路器QF1接地，从而使B线所在的所述第二串联支路接地，而所述第二串联支路中的所述第二电流电压检测仪LHb可以对B线的单相接地故障电路中的电流和电压进行监测，以便于对所述电缆的B线的单相接地故障进行研究。

此外，为了实现所述电缆的C线的单相接地故障模拟，在一个实施例中，还可以关闭所述第三单相断路器QF4、所述接地断路器QF1和所述三个隔离开关，并断开所述第一单相断路器QF2和所述第二单相断路器QF3，使所述第三单相断路器QF4、所述接地断路器QF1和所述三相隔离开关100处于关闭状态，且所述第一单相断路器QF2和所述第二单相断路器QF3处于断开状态；如此，可使所述第二单相断路器QF3通过所述接地断路器QF1接地，从而使C线所在的所述第二串联支路接地，而所述第二串联支路中的所述第二电流电压检测仪LHb可以对C线的单相接地故障电路中的电流和电压进行监测，以便于对所述电缆的C线的单相接地故障进行研究。

为了实现所述电缆的A线和B线、B线和C线、A线和C线中的其中一对的两相短路故障模拟，在操作时，可以通过分别控制所述第一串联支路与所述第二串联支路并联、所述第一串联支路和所述第三串联支路并联、以及所述第二串联支路与所述第三串联支路并联来实现。

为了实现所述电缆的A线和B线的两相短路故障模拟，在一个实施例中，可以关闭所述第一单相断路器QF2、所述第二单相断路器QF3和所述三相隔离开关100，并断开所述接地断路器QF1和所述第三单相断路器QF4，使所述第一单相断路器QF2、所述第二单相断路器QF3和所述三相隔离开关100处于闭合状态，且所述接地断路器QF1和所述第三单相断路器QF4处于断开状态；如此，可使所述第一单相断路器QF2与所述第二单相断路器QF3连接，从而使所述第一串联支路与所述第二串联支路形成闭合回路，而所述第一电流电压检测仪LHa和所述第二电流电压检测仪LHb可以对A线和B线形成的两相短路故障电路中的电流和电压进行监测，以便于研究所述电缆的A线和B线的两相短路故障。进一步的，为了模拟所述电缆的A线和B线的两相短路接地故障，在一个实施例中，还可以使所述第一单相断路器QF2、所述第二单相断路器QF3、所述三相隔离开关100、以及所述接地断路器QF1处于闭合状态，且所述第三单相断路器QF4处于断开状态。

相应的，为了实现所述电缆的A线和C线的两相短路故障模拟，在一个实施例中，可以关闭所述第一单相断路器QF2、所述第三单相断路器QF4和所述三相隔离开关100，并断开所述接地断路器QF1和所述第二单相断路器QF3，使所述第一单相断路器QF2、所述第三单相断路器QF4和所述三相隔离开关100处于闭合状态，且所述接地断路器QF1和所述第二单相断路器QF3处于断开状态；如此，可使所述第一单相断路器QF2与所述第三单相断路器QF4连接，从而使所述第一串联支路与所述第三串联支路形成闭合回路，而所述第一电流电压检测仪LHa和所述第三电流电压检测仪LHc可以对A线和C线形成的两相短路故障电路中的电流和电压进行监测，以便于研究所述电缆的A线和C线的两相短路故障。进一步的，为了模拟所述电缆的A线和C线的两相短路接地故障，在一个实施例中，还可以使所述第一单相断路器QF2、所述第三单相断路器QF4、所述三相隔离开关100、以及所述接地断路器QF1处于闭合状态，且所述第二单相断路器QF3处于断开状态。

此外，为了实现所述电缆的B线和C线的两相短路故障模拟，在一个实施例中，还可以关闭所述第二单相断路器QF3、所述第三单相断路器QF4和所述三相隔离开关100，并断开所述接地断路器QF1和所述第一单相断路器QF2，使所述第二单相断路器QF3、所述第三单相断路器QF4和所述三相隔离开关100处于闭合状态，且所述接地断路器QF1和所述第一单相断路器QF2处于断开状态；如此，可使所述第二单相断路器QF3与所述第三单相断路器QF4连接，从而使所述第二串联支路与所述第三串联支路形成闭合回路，而所述第二电流电压检测仪LHb和所述第三电流电压检测仪LHc可以对B线和C线形成的两相短路故障电路中的电流和电压进行监测，以便于研究所述电缆的B线和C线的两相短路故障。进一步的，为了模拟所述电缆的B线和C线的两相短路接地故障，在一个实施例中，还可以使所述第二单相断路器QF3、所述第三单相断路器QF4、所述三相隔离开关100、以及所述接地断路器QF1处于闭合状态，且所述第一单相断路器QF2处于断开状态。

进一步的，为了实现所述电缆的A线、B线和C线的三相短路故障模拟，在一个实施例中，可以关闭所述第一单相断路器QF2、所述第二单相断路器QF3、所述第三单相断路器QF4以及所述三相隔离开关100，并断开所述接地断路器QF1，使所述第一单相断路器QF2、所述第二单相断路器QF3、所述第三单相断路器QF4以及所述三相隔离开关100处于闭合状态，且所述接地断路器QF1处于断开状态；如此，可使所述电缆的A线所在的所述第一串联支路、所述电缆的B线所在的所述第二串联支路、和所述电缆的C线所在的所述第三串联支路相互并联，从而实现所述电缆的A线、B线和C线的三相短路故障，而所述第一电流电压检测仪LHa、所述第二电流电压检测仪LHb和所述第三电流电压检测仪LHc可以对A线、B线和C线形成的三相短路故障电路中的电流和电压进行监测，以便于研究所述电缆的A线、B线和C线的三相短路故障。进一步的，为了研究所述电缆的A线、B线和C线的三相短路接地故障，在一个实施例中，还可以使所述第一单相断路器QF2、所述第二单相断路器QF3、所述第三单相断路器QF4、所述三相隔离开关100、以及所述接地断路器QF1均处于闭合状态。

为了对各配网线路长短不同时的故障进行模拟，在一个实施例中，还可以增设可调阻抗模块400，并使所述可调阻抗模块400包括第一可变电阻器R1、第二可变电阻器R2和第三可变电阻器R3，并使所述第一可变电阻器R1连接于所述第一单相断路器QF2与所述接地断路器QF1之间，所述第二可变电阻器R2连接于所述第二单相断路器QF3与所述接地断路器QF1之间，所述第三可变电阻器R3连接于所述第一单相断路器QF2与所述接地断路器QF1之间。由于各配网线路的长短不同时会直接影响各配网线路的阻抗，进而改变电路的电流。因此在进行故障模拟时，尤其是在进行所述两相短路故障或者所述三相短路故障模拟时，可以通过在所述电缆的A线、B线和C线所在的所述第一串联支路、所述第二串联支路和所述第三串联支路上增设可以调整电阻大小的所述第一可变电阻器R1、所述第二可变电阻器R2和所述第三可变电阻器R3，从而限制短路电流大小，以对不同长度的配电线路进行模拟。

进一步的，为了对电缆架空混合组网的故障进行模拟，在一个实施例中，还可以在所述可调阻抗模块400中增设第一可调电抗器DK1、第二可调电抗器DK2和第三可调电抗器DK3，并使所述第一可调电抗器DK1连接于所述第一可变电阻器R1与所述接地断路器QF1之间，所述第二可调电抗器DK2连接于所述第二可变电阻器R2与所述接地断路器QF1之间，所述第二可调电抗器DK2连接于所述第二可变电阻器R2与所述接地断路器QF1之间。当出现电缆架空混合组网时，会影响配电线路的阻抗。因此，在进行故障模拟时，尤其是在进行所述两相短路故障或者所述三相短路故障模拟时，可以通过在所述电缆的A线、B线和C线所在的所述第一串联支路、所述第二串联支路和所述第三串联支路上增设可以调整电阻大小的所述第一可调电抗器DK1、所述第二可调电抗器DK2和所述第三可调电抗器DK3，以对电缆架空混合组网故障进行模拟。

而为了提高所述配电网故障模拟装置的安全性，在一个实施例中，还可以增设三相断路器500，并使所述三相断路器500的一端分别与所述第一可调电抗器DK1、所述第二可调电抗器DK2、所述第三可调电抗器DK3连接，所述三相断路器500的另一端与所述接地断路器QF1连接。进一步的，在一个实施例中，还可以增设与所述三相断路器500连接的遥控电路，从而对所述三相断路器500的闭合进行远程控制，从而避免操作人员触电，进一步提高所述配电网故障模拟装置的安全性和可控性。

为了进行接地保护，在一个实施例中，还可以增设与所述三相隔离开关100连接的接地开关。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。