单相接地故障下获取一次电流接线切换装置及系统及方法与流程

本发明涉及供电测试技术领域，具体地，涉及单相接地故障下获取一次电流接线切换装置及系统及方法。

背景技术：

我国中压配电网系统大多为中性点绝缘系统，单相接地故障是配电网系统经常发生的故障类型之一，根据电力行业相关制度的规定，发生单相接地故障时，采用中性点绝缘方式的配电网系统仍可带电运行2小时。专利“单相接地故障下获取电能计量装置计量性能的系统及方法”(申请号：201910281485.9)提出了在实验室条件下，搭建单相接地故障实验平台，模拟电能计量装置装在不同位置时对用户的电能计量影响情况。如图1所示，由于发生单相接地时(以c相发生单相接地故障为例)，c相有故障电流从大地流向线路，而a相和b相有电容电流从线路流向大地，因此不同相发生单相接地故障时，线路与大地之间的电流不一样。

专利“单相接地故障下获取电能计量装置计量性能的系统及方法”(申请号：201910281485.9)提出了图2所示的单相接地故障时模拟各相电流的接线电路。在实验室开展单相接地故障的模拟试验中，要模拟不同相发生单相接地故障，按照图2的接线进行接线更换较为繁琐，模拟一相发生单相接地故障后换成另一相发生单相接地故障时需要将各相一次侧的线先解开，然后再重新接线，由于一次线通常为高压绝缘线且电流较大，故一次线通常较重且不方便搬移，同时接线转换过程需要花较多的时间，严重影响试验效率，

技术实现要素：

因此，本发明为了解决上述技术问题，本发明在图2的基础上，在各相增加切换开关，实现模拟一相发生单相接地故障后换成另一相发生单相接地故障时不需要解开各相一次侧的线，仅通过操作切换开关即可实现接线变换，提高试验效率。

为实现上述发明目的，本申请提供了单相接地故障下获取一次电流的接线切换装置，所述装置包括a相结构、b相结构和c相结构中的至少一个，a相结构、b相结构和c相结构相同，其中，所述结构包括模拟接地电阻r、单刀双掷高压开关k1和单刀双掷高压开关k2；k2的动端与对应相电源线连接，k2的不动端在其左连接端和右连接端之间切换；k1的动端与电源侧相关设备连接，k1的不动端在其左连接端和右连接端之间切换；k1的不动端对应的左连接端采用第一接地方式接地，k1的不动端对应的右连接端采用第二接地方式接地。

其中，a相的结构包括模拟接地电阻r、单刀双掷高压开关k1和单刀双掷高压开关k2；k2的动端与a相电源线连接，其他相结构时对应连接其对应的相电源，k2的不动端在其左连接端和右连接端之间切换；k1的动端与电源侧电流互感器t1连接，k1的不动端在其左连接端和右连接端之间切换；模拟接地电阻r一端接地，模拟接地电阻r另一端与k1的不动端对应的左连接端连接，对地电容的高压端与k1的不动端对应的右连接端连接，对地电容的低压端通过相位调节连接后接地。

优选的，对于单相接地故障相，k1的不动端与其左连接端连接，使模拟接地电阻r的高压端与t1连接；k2的不动端与其右连接端连接，使对地电容c的高压端与通过k1与线路连接；对于非单相接地故障相，k1的不动端与其右连接端连接，使模拟接地电阻r处于悬置状态，不与线路连接；k2的不动端与其左连接端连接，使对地电容c的高压端与互感器t1连接。

本发明还提供了一种单相接地故障下获取电能计量装置计量性能的系统，所述系统中设有切换装置，所述切换装置包括a相结构、b相结构和c相结构中的至少一个，a相结构、b相结构和c相结构相同，其中，所述结构包括模拟接地电阻r、单刀双掷高压开关k1和单刀双掷高压开关k2；k2的动端与对应相电源线连接，k2的不动端包括左连接端和右连接端；k1的动端与电源侧相关设备连接，k1的不动端包括左连接端和右连接端，k2的右连接端与k1的右连接端连接；k1的不动端对应的左连接端采用第一接地方式接地，k1的不动端对应的右连接端采用第二接地方式接地。

优选的，所述系统中设有非故障相检测装置和故障相检测装置，非故障相检测装置和故障相检测装置结构相同，且非故障相检测装置包括电源侧电流互感器t1、升流器t2和负荷侧电流互感器t3；所述电源侧电流互感器t1、升流器t2和负荷侧电流互感器t3依次连接并闭合成回路。

优选的，非故障相检测装置中的升流器t2的一端接a相线路；所述电源侧电流互感器t1的一端接接地电容ca的高压端。

优选的，故障相检测装置中的升流器t2的一端接c相线路；所述电源侧电流互感器t1的一端接开关k远离电阻r的一端。

优选的，所述升流器t2的原边设置于故障相或非故障检测相的线路上，所述升流器t2的副边连接电源侧电流互感器t1和负荷侧电流互感器t3。

优选的，所述升流器t2铁芯采用环形结构，且将输入线路穿过所述环形结构的内圈。

本发明还提供了一种单相接地故障下获取一次电流接线切换方法，其特征在于，所述方法基于所述的单相接地故障下获取一次电流的接线切换装置或基于所述的单相接地故障下获取电能计量装置计量性能的系统，所述方法的切换方式为：采用切换所述结构中的单刀双掷高压开关k1和单刀双掷高压开关k2的不动端位置来进行切换。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明在各相增加切换开关，实现模拟一相发生单相接地故障后换成另一相发生单相接地故障时不需要解开各相一次侧的线，仅通过操作切换开关即可实现接线变换，提高试验效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是单相接地故障实验平台示意图；

图2是单相接地故障下获取电能计量装置计量性能的系统的组成示意图；

图3是本发明中装置的组成示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

通过发明人的研究可见，对于不接地相(以图2的a相为例)，对地电容低压端接地，高压端接a相电流互感器t1的一端，a相电流互感器t1的另一端接a相线路；可见，对于接地相(以图2的c相为例)，对地电容低压端接地，高压端接c相线路，模拟故障时的电阻r低压端接地，高压端接c相电流互感器t1的一端，c相电流互感器t1的另一端接c相线路；可见接地相与不接地相的主要区别是电容的接线和电阻的接线(仅接地相有接地电阻)。

通过对单相接地故障下各相电流及接线的分析，本发明的设计方案如图3所示。每相的设计均相同，以a相为例进行说明。每相均设置接地时的故障电阻和对地电容支路，并增加两个单刀双掷高压开关k1和高压开关k2，其连接如图3所示。对于单相接地故障相，k1置左端，使模拟接地电阻r的高压端与t1连接；k2置右端，使对地电容c的高压端与通过k1与线路连接；对于非单相接地故障相，k1置右端，使模拟接地电阻r处于悬置状态，不与线路连接；k2置左端，使对地电容c的高压端与线路连接。通过以上设计，可以实现仅通过开关切换方便的模拟不同相的单相接地情况。

本发明应用是对专利“单相接地故障下获取电能计量装置计量性能的系统及方法”(申请号：201910281485.9)的应用进行的改进，关于与该专利相关的内容介绍可参考该公开专利，本发明不作相应的赘述。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。