[发明专利]PT断线及单相接地故障模拟装置及方法

说明书

本发明公开了PT断线及单相接地故障模拟装置，包括：所述继电器1K1、开关A、A相TV、开关C和继电器2K1串联构成A相电压互感单元；且继电器1K1高压端接三相线路的A相，继电器2K1低压端接交流变送单元和负序单元；所述继电器1K2、开关A、B相TV、开关C和继电器2K2串联构成B相电压互感单元。本发明还公开了PT断线及单相接地故障模拟方法。本发明PT断线及单相接地故障模拟装置及方法，通过设置上述装置，针对电力系统中经常发生、易误判的PT断线和单相接地故障进行故障模拟及数据采集分析，针对性强，并且可自动或手动选择两种电力系统典型的电压互感器：三相五柱式及单相式电压互感器，电压互感器类型更具代表性。

技术领域

本发明涉及电力工程技术领域，具体涉及PT断线及单相接地故障模拟装置及方法。

背景技术

电力系统发电厂、变电站、输电及配电线路中，遍布大量的各种类型的电压互感器(PT)，用于采集各输电线路/电气设备的相电压/线电压。一旦电压采集回路中任意一点出现断开、接线松动或接触不良，都可能导致PT断线故障发生。PT断线故障一般可以分为PT一次侧断线和二次侧断线，无论是哪一侧的断线，都将会使PT二次回路的电压异常。

除PT断线外，还有一种单相接地故障也时有发生。所谓单相接地，是指三相电力系统中，仅一相导线与地之间出现绝缘破坏/击穿，造成对地短路。单相接地故障多发生在潮湿、多雨天气，是最常见的短路故障，占短路故障的70％。电力系统中性点不接地系统，特别是6kV、10kV系统发生单相接地故障时，单相接地时电流较小，不形成短路回路，电力系统安全运行规程规定接地故障后可继续运行1～2小时，但整个系统非故障相对地电压升高，若不及时处理，可能导致非故障相绝缘击穿发展成相间短路，使故障扩大。

这两类故障对电力系统及电网的安全稳定运行意义重大，且容易发生误判、漏判，如果不能及时发现并准确判别出故障的性质及位置，就不能快速处理，使故障处理时间延长，甚至造成事故扩大。由于故障分析定位是否精准和快速，主要取决于运行人员的经验和技术水平，因此如何通过有效培训提升运行人员的技术水平就成为重中之重。

术语解释如下：

(1)PT：即电压互感器，也称TV，用来测量电网高电压的特殊变压器，它能将高电压按规定比例转换为较低的电压后，再连接到仪器、仪表等装置上进行采集或测量，电压互感器高压侧(亦称一次侧或原边)电压为额定电压时，低压侧(亦称二次侧或副边)电压一般为100伏。

(2)PT断线：PT断线就是电压互感器高压侧或低压侧保险熔断、或者电压互感器回路接头松动、断线、接触不良等，造成电压信号无法正确采集进来，分为高压侧PT断线和低压侧PT断线。其中，每一侧PT断线，又因断线发生在一相、两相还是三相而分为PT单相、两相和三相断线。

(3)单相接地：三相电力系统中，仅一相导线与地之间出现绝缘破坏/击穿，造成对地短路。单相接地短路是最常见的短路故障，在短路故障中占70％。单相接地故障是发电、配电系统最常见的故障，多发生在潮湿、多雨天气。

(4)中性点直接接地：(三相交流电力系统的中性点与大地之间的电气连接方式，被称为电网中性点接地方式。中性点接地方式涉及到电网的安全可靠性和经济性，同时直接影响到系统设备绝缘水平的选择、过电压水平以及继电保护方式等，一般来说，电网中性点接地方式也就是变电所中变压器的各级电压中性点接地方式。)三相交流电力系统的中性点与大地之间直接通过导线有效连接的电气连接方式，即中性点直接接地。我国110kV及以上电网一般采用大电流接地方式，这样中性点电位固定为地电位，发生单相接地故障时，非故障相电压升高不会超过1.4倍运行相电压；暂态过电压水平也较低；故障电流很大，漏电保护能迅速动作于跳闸，切除故障，系统设备承受过电压时间较短。因此，大电流接地系统可使整个系统设备绝缘要求水平降低，从而大幅降低造价。

(5)中性点不接地：三相交流电力系统的中性点与大地之间不相连，即中性点不接地。