[发明专利]一种基于电弧发生器的配电网故障测试系统

说明书

本发明提供一种基于电弧发生器的配电网故障测试系统，包括数据分析系统、上位机控制系统、数据采集卡、数据采集系统、控制系统、信号反馈系统、电弧发生器、开关切换系统、配电网模拟系统，所述配电网模拟系统包括多类型负载系统、多馈线配电网架。本发明通过电弧发生器复现电网中发生的电弧故障，配电网模拟系统模拟由多类型负载和多回路组成的电网，通过开关切换系统将电弧发生器接入配电网模拟系统的不同节点中来模拟配电网中不同线路和各干/支路的电弧故障的情况，同时通过控制开关切换系统中开关动作时间的先后顺序来模拟电弧故障在配电网中的发生阶段，通过闭环模糊控制电弧发生装置，能够依据燃弧电压对燃弧间距进行自适应智能控制。

技术领域

本发明涉及配电网故障测试领域，具体是一种基于电弧发生器的配电网故障测试系统。

背景技术

电弧故障在城市配电网中是非常常见的，这些故障主要由接触不良和电缆老化等原因引起的。一旦发生电弧故障，需要在第一时间切断电气线路的故障支路避免进一步引发电气火灾，特别是火灾对于人民聚集的区域往往是非常致命的危险，严重影响着用电质量和人身安全。配电网中电弧故障的隐蔽性和随机性是检测该故障的困难问题之一，这样引起了大量学者的关注。随着配电网络的大力发展，近年来多家研究结构建设了多个大功率测试实验室，主要用于获取电弧故障特征，验证电弧故障保护电器相应的动作特性与检测能力。虽然实际电力系统或大功率测试实验室下的电弧故障记录数据具有很高的可信度，但这些实验需要大量的人力、物力和财力来进行测试。由于上述实验中的电弧故障测试系统是不可变的，因此不能获得不同城市配电网电弧故障的故障特征。电弧故障模拟试验是研究电弧故障特征的有效途径。

随着电力建设的大力发展，配电网相对传统配电网越发的复杂化。由于缺乏实验数据，很难获得配电网中与不同故障情况相关的准确电弧故障特征。而现有的电弧发生器通常集成一个简化的系统戴维宁等效电路来研究动态电弧行为，但是它不能用于配电系统的电弧故障检测和定位研究，因为它忽略了电弧故障与复杂的配电系统之间的相互作用。因此，针对配电网的电弧故障检测与定位的算法，需要在可控的实验环境下使用智能化的电弧发生器和按比例缩小的配电网模拟系统融合而成的测试系统来验证，而电弧故障发生器应再现动态电弧特性，并可以方便地连接到按比例缩小的配电网测试系统中，以执行不同电弧故障的暂态过程；同时，电弧故障发生器和按比例缩小的配电网模拟系统应该是可控的，以便在远程设置命令下应用电弧故障。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于电弧发生器的配电网故障测试系统。

一种基于电弧发生器的配电网故障测试系统，包括数据分析系统、上位机控制系统、数据采集卡、数据采集系统、控制系统、信号反馈系统、电弧发生器、开关切换系统、配电网模拟系统，所述配电网模拟系统包括多类型负载系统、多馈线配电网架；

所述上位机控制系统，用于通过数据采集卡发送控制指令至控制系统来控制开关切换系统，以使开关切换系统在不同时间将电弧发生器、多类型负载系统接入多馈线模拟配电网架；

所述电弧发生器，用于复现电网中发生的电弧故障；

所述电网模拟系统，用于模拟由多类型负载和多回路组成的电网；

所述数据采集系统，用于实时采集电弧发生器运行状态时的电极位置、两电极之间的电弧电压与电弧电流、配电网模拟系统中各干路与支路的电压与电流；

所述信号反馈系统，用于将开关切换系统中各开关通断状态信息、电弧发生器中压力传感器、移动电极前后限位开关信息通过数据采集卡实时反馈至上位机控制系统；

所述上位机控制系统，还用于通过数据采集卡获取信号反馈系统和数据采集系统中的信息，以实时采集数据和监测系统运行状态，根据采集的电弧电压反馈值与预设电压的差值和弧隙间距通过模糊推理原则计算出合适的电极移动速度，进而控制电弧发生器中电极运动速度使得弧隙间距随着燃弧状态进行自适应动态调整；