阅读说明：本技术 一种交流电源系统保护开关级差配合测试装置 (Alternating current power supply system protection switch level difference cooperation testing arrangement ) 是由 吕小浩 时运瑞 许崇敏 苗国立 江晓利 詹辉 晋毅 陈维慎 李保全 常小亮 于 2019-12-10 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种交流电源系统保护开关级差配合测试装置,用于验证各级配电开关在不同短路电流下的级差配合,包括：PLC、脉冲施加端口、驱动回路、可调整电阻组、可调整电容电感组,通过将可调整电阻组、可调整电容电感组接在带有多级配电开关的三相交流电源回路上,通过PLC控制的脉冲施加端口及驱动回路对可调整电阻组、可调整电容电感组进行调整,从而对回路中的电流进行调整,进行级差配合试验；通过设置三相交流接触器,当调整后的电流过大时,断开回路,保证安全；通过设置通讯模块,将PLC所收集到的实验数据上传至网络,便于分析处理。(The invention provides a stage difference coordination testing device for a protection switch of an alternating current power supply system, which is used for verifying the stage difference coordination of distribution switches at all stages under different short-circuit currents and comprises the following components: the adjustable resistance group and the adjustable capacitance inductance group are adjusted through the pulse applying port and the driving circuit controlled by the PLC, so that the current in the loop is adjusted, and a level difference matching test is carried out; by arranging the three-phase alternating current contactor, when the adjusted current is overlarge, a loop is disconnected, and the safety is ensured; through setting up communication module, the experimental data that collects PLC uploads the network, the analysis of being convenient for is handled.)

一种交流电源系统保护开关级差配合测试装置

技术领域

本发明属于交流电源保护开关级差配合领域，具体涉及一种交流电源系统保护开关级差配合测试装置。

背景技术

交流断路器是交流系统供电网络的重要元件，变电站交流电源系统中的交流断路器一般为小型空气断路器，它是集操作和保护为一体的开关器件，具有安装维护方便、操作灵活、稳定性高等特点，已被大量应用在变电站供电网络中，断路器级差配合不当或发生故障，将直接影响交流电源系统的安全供电，并给电网安全运行带来极大危害，一般在三相交流电源上配备一级配电开关、二级配电开关、三级配电开关，一级配电开关触发需要的电流大于二级配电开关触发需要的电流，二级配电开关触发需要的电流大于三级配电开关触发需要的电流，例如，三级配电开关在达到一定的电流值后会先跳，若这个电流值达到了能使二级配电开关跳的值时，三级和二级配电开关会同时跳，此为各级配电开关在不同短路电流下的级差配合，但在实际应用中，有可能会出现越级跳闸的情况，这种情况往往是因为配电开关的质量不符合标准或损坏，此时需要工作人员进行检修更换，但由于越级跳闸，工作人员在检修时可能会出现危险，且浪费时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种交流电源系统保护开关级差配合测试装置，用于验证各级配电开关在不同短路电流下的级差配合。

本发明解决其技术问题的技术方案为：一种交流电源系统保护开关级差配合测试装置，包括：PLC、脉冲施加端口、驱动回路、可调整电阻组、用于调整电流和电压方向的可调整电容电感组，所述PLC的输出端与脉冲施加端口的输入端连接，所述脉冲施加端口的输出端与驱动回路的输入端连接，所述驱动回路的输出端分别于可调整电阻、可调整电容电感组的输入端连接，所述三相电源的A相、B相、C相通过可调整电阻与可调整电容电感组的一端串联，可调整电容电感组的另一端与三相电源的N相连接，通过PLC向脉冲施加端口发送命令，控制脉冲施加端口发送脉冲，通过驱动回路对可调整电阻组、可调整电容电感组进行调整，从而对回路中的电流进行调整，进而验证各级配电开关在不同短路电流下的级差配合。

所述可调整电阻包括第一可调电阻、第二可调电阻、第三可调电阻，所述第一可调电阻、第二可调电阻、第三可调电阻串联在三相交流电源的A相、B相、C相上。

所述可调整电容电感组包括第一可调电感、第一可调电容、第二可调电感、第二可调电容、第三可调电感、第三可调电容，所述第一可调电感、第一可调电容并联后一端与三相交流电源的A相连接，另一端接三相交流电源的N相，所述第二可调电感、第二可调电容并联后一端与三相交流电源的B相连接，另一端接三相交流电源的N相，所述第三可调电感、第三可调电容并联后一端与三相交流电源的C相连接，另一端接三相交流电源的N相。

为了测量经调整后的电流电压，还包括用于测量调整后的电压电流的主回路测量模块，所述主回路测量模块包括第一电流互感器、第二电流互感器、第三电流互感器、第一电压互感器、第二电压互感器、第三电压互感器、测量回路、AD转换模块，所述第一电流互感器、第二电流互感器、第三电流互感器分别串联在三相电源与可调整电阻之间的A相、B相、C相上，所述第一电压互感器的一端接三相电源与可调整电阻之间的A相上，另一端接三相电源与可调整电阻之间的N相，所述第二电压互感器的一端接三相电源与可调整电阻之间的B相上，另一端接三相电源与可调整电阻之间的N相，所述第三电压互感器的一端接三相电源与可调整电阻之间的C相上，另一端接三相电源与可调整电阻之间的N相，所述第一电流互感器、第二电流互感器、第三电流互感器、第一电压互感器、第二电压互感器、第三电压互感器的输出端与通过测量回路与AD转换模块连接，所述AD转换模块的输出端与PLC连接。

为了测量未调整前的电流电压，还包括用于测量调整前的电压电流的分支回路测量模块，所述分支回路测量模块包括第四电流互感器、第五电流互感器、第六电流互感器、第四电压互感器、第五电压互感器、第六电压互感器，所述第四电流互感器、第五电流互感器、第六电流互感器分别与第一可调电感、第二可调电感、第三可调电感串联后与第一可调电容、第二可调电容、第三可调电容并联，所述第四电压互感器的一端接可调整电阻与可调整电容电感组之间的A相上，另一端接可调整电阻与可调整电容电感组之间的N相，所述第五电压互感器的一端接可调整电阻与可调整电容电感组之间的B相上，另一端接可调整电阻与可调整电容电感组之间的N相，所述第六电压互感器的一端接可调整电阻与可调整电容电感组之间的C相上，另一端接可调整电阻与可调整电容电感组之间的N相，所述第四电流互感器、第五电流互感器、第六电流互感器、第四电压互感器、第五电压互感器、第六电压互感器的输出端与通过测量回路与AD转换模块连接，所述AD转换模块的输出端与PLC连接。

为了在调整电流过高时断开回路，还包括用于在设定的电压电流值超出规定时，断开回路的三相交流接触器，所述三相交流接触器设置在第一电流互感器、第二电流互感器、第三电流互感器与三相交流电源之间的A相、B相、C相上，所述三相交流接触器的输入端与驱动回路的输出端连接，所述驱动回路的输入端与脉冲施加端口的输出端连接。

为了对实验数据进行收集处理，还包括用于将实验数据发送至网络的通讯模块，所述通讯模块的输入端与PLC的输出端连接。

本发明的有益效果为：通过将可调整电阻组、可调整电容电感组接在带有多级配电开关的三相交流电源回路上，通过PLC控制的脉冲施加端口及驱动回路对可调整电阻组、可调整电容电感组进行调整，从而对回路中的电流进行调整，提供级差试验所需要的不同大小的电流，进行级差配合试验；通过设置分支回路测量模块，再进行级差试验前对调整前的电流电压进行测量；通过设置主回路测量模块，对级差试验时调整后的电流电压进行测量；通过设置三相交流接触器，当进行级差试验时调整后的电流过大时，断开回路，保证安全；通过设置通讯模块，将PLC所收集到的级差实验数据上传至网络，便于分析处理。

附图说明

图1是本发明的原理图。

图2是本发明的使用状态图。

具体实施方式

下面将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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图一所示，本发明包括：PLC、脉冲施加端口、驱动回路、可调整电阻组、用于调整电流和电压方向的可调整电容电感组，所述PLC的输出端与脉冲施加端口的输入端连接，所述脉冲施加端口的输出端与驱动回路的输入端连接，所述驱动回路的输出端分别于可调整电阻、可调整电容电感组的输入端连接，所述三相电源的A相、B相、C相通过可调整电阻与可调整电容电感组的一端串联，可调整电容电感组的另一端与三相电源的N相连接，通过PLC向脉冲施加端口发送命令，控制脉冲施加端口发送脉冲，通过驱动回路对可调整电阻组、可调整电容电感组进行调整，从而对回路中的电流进行调整，进而验证各级配电开关在不同短路电流下的级差配合。

所述可调整电阻包括第一可调电阻R1、第二可调电阻R2、第三可调电阻R3，所述第一可调电阻R1、第二可调电阻R2、第三可调电阻R3串联在三相交流电源的A相、B相、C相上。

所述可调整电容电感组包括第一可调电感L1、第一可调电容C1、第二可调电感L2、第二可调电容C2、第三可调电感L3、第三可调电容C3，所述第一可调电感L1、第一可调电容C1并联后一端与三相交流电源的A相连接，另一端接三相交流电源的N相，所述第二可调电感L2、第二可调电容C2并联后一端与三相交流电源的B相连接，另一端接三相交流电源的N相，所述第三可调电感L3、第三可调电容C3并联后一端与三相交流电源的C相连接，另一端接三相交流电源的N相。

为了测量经调整后的电流电压，还包括用于测量调整后的电压电流的主回路测量模块，所述主回路测量模块包括第一电流互感器A1、第二电流互感器A2、第三电流互感器A3、第一电压互感器V1、第二电压互感器V2、第三电压互感器V3、测量回路、AD转换模块，所述第一电流互感器A1、第二电流互感器A2、第三电流互感器A3分别串联在三相电源与可调整电阻之间的A相、B相、C相上，所述第一电压互感器V1的一端接三相电源与可调整电阻之间的A相上，另一端接三相电源与可调整电阻之间的N相，所述第二电压互感器V2的一端接三相电源与可调整电阻之间的B相上，另一端接三相电源与可调整电阻之间的N相，所述第三电压互感器V3的一端接三相电源与可调整电阻之间的C相上，另一端接三相电源与可调整电阻之间的N相，所述第一电流互感器A1、第二电流互感器A2、第三电流互感器A3、第一电压互感器V1、第二电压互感器V2、第三电压互感器V3的输出端与通过测量回路与AD转换模块连接，所述AD转换模块的输出端与PLC连接。

为了测量未调整前的电流电压，还包括用于测量调整前的电压电流的分支回路测量模块，所述分支回路测量模块包括第四电流互感器A4、第五电流互感器A5、第六电流互感器A6、第四电压互感器V4、第五电压互感器V5、第六电压互感器V6，所述第四电流互感器A4、第五电流互感器A5、第六电流互感器A6分别与第一可调电感L1、第二可调电感L2、第三可调电感L3串联后与第一可调电容C1、第二可调电容C2、第三可调电容C3并联，所述第四电压互感器V4的一端接可调整电阻与可调整电容电感组之间的A相上，另一端接可调整电阻与可调整电容电感组之间的N相，所述第五电压互感器V5的一端接可调整电阻与可调整电容电感组之间的B相上，另一端接可调整电阻与可调整电容电感组之间的N相，所述第六电压互感器V6的一端接可调整电阻与可调整电容电感组之间的C相上，另一端接可调整电阻与可调整电容电感组之间的N相，所述第四电流互感器A4、第五电流互感器A5、第六电流互感器A6、第四电压互感器V4、第五电压互感器V5、第六电压互感器V6的输出端与通过测量回路与AD转换模块连接，所述AD转换模块的输出端与PLC连接。

为了在调整电流过高时断开回路，还包括用于在设定的电压电流值超出规定时，断开回路的三相交流接触器，所述三相交流接触器设置在第一电流互感器A1、第二电流互感器A2、第三电流互感器A3与三相交流电源之间的A相、B相、C相上，所述三相交流接触器的输入端与驱动回路的输出端连接，所述驱动回路的输入端与脉冲施加端口的输出端连接。

为了对实验数据进行收集处理，还包括用于将实验数据发送至网络的通讯模块，所述通讯模块的输入端与PLC的输出端连接。

在使用时，将本装置通过一级配电开关、二级配电开关、三级配电开关与三相交流电源的三相（A、B、C）与N相构成回路，分支测量模块的第四电流互感器A4、第五电流互感器A5、第六电流互感器A6、第四电压互感器V4、第五电压互感器V5、第六电压互感器V6分别测得每一相的电流与电压，通过测量回路发送给AD转换模块，AD转换模块对模拟信号进行转换，转换为数字信号发送至PLC，随后确定级差试验所需要的电流（即触发三级配电开关而不触发一、二级配电开关的电流），PLC控制脉冲施加端口发送脉冲信号对可调整电阻组及可调整电容电感组进行调整，改变回路中的电流，改变后的电流电压通过主回路测量模块测量，并通过测量回路、AD转换模块发送至PLC，从而对级差配合进行试验，随后重复对第二配电开关、第一配电开关进行验证，所有实验的数据都经PLC发送至通讯模块，通讯模块将数据发送至网络便于分析。

当调整后的电流过大时，为了防止危险，当主回路测量模块测得的电流达到危险值时，PLC控制脉冲施加端口，通过驱动回路向三相交流接触器发送信号，断开回路。

通过将可调整电阻组、可调整电容电感组接在带有多级配电开关的三相交流电源回路上，通过PLC控制的脉冲施加端口及驱动回路对可调整电阻组、可调整电容电感组进行调整，从而对回路中的电流进行调整，提供级差试验所需要的不同大小的电流，进行级差配合试验；通过设置分支回路测量模块，再进行级差试验前对调整前的电流电压进行测量；通过设置主回路测量模块，对级差试验时调整后的电流电压进行测量；通过设置三相交流接触器，当进行级差试验时调整后的电流过大时，断开回路，保证安全；通过设置通讯模块，将PLC所收集到的级差实验数据上传至网络，便于分析处理。