一種小電流選線裝置性能試驗平臺的應用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種小電流選線裝置性能試驗平臺的應用方法，包括方法有：（1）瞬時性故障模擬應用：（2）永久性故障模擬應用：（3）電弧接地模擬應用：（4）高阻接地模擬應用：（5）故障合閘角模擬應用：（6）各相對地電容偏差模擬應用：（7）零序CT變比不一致模擬應用：（8）兩CT并聯(lián)試驗模擬應用：（9）負荷影響模擬應用：（10）PT斷線模擬應用：（11）CT斷線模擬應用。按照本發(fā)明所提出的方法可在實驗室開展小電流選線裝置性能試驗及評價工作，全面對小電流選線裝置進行性能測試，測試效果良好，大大節(jié)省了時間成本，測試精度滿足要求。
【專利說明】 一種小電流選線裝置性能試驗平臺的應用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真試驗【技術領域】，尤其是一種小電流選線裝置性能試驗平臺的應用方法。
【背景技術】
[0002]小電流接地選線裝置既無國家標準也無行業(yè)標準，國家權威檢測部門在檢測時，功能及性能按企業(yè)標準或技術條件進行測試，其他項目如電磁兼容、絕緣性能、機械影響、溫度影響等按繼電保護行業(yè)標準和相關的國家標準進行檢驗，而無法對該類產(chǎn)品進行動模試驗。
[0003]因為現(xiàn)場運行中影響小電流接地選線準確性的因素很多，而該類產(chǎn)品又無國家標準和行業(yè)標準，目前對接地選線的檢測方法主要集中于現(xiàn)場檢測，可以說現(xiàn)場接地試驗是檢驗裝置能否滿足現(xiàn)場需求的惟一方法。通過現(xiàn)場接地試驗，可以發(fā)現(xiàn)接線錯誤、零序電流互感器精度是否滿足要求及裝置針對該變電站選線的準確性，必要時針對現(xiàn)場工況可以采用最適合該工況的選線方法，以提高選線的準確率。
[0004]目前我們已經(jīng)研發(fā)出一種小電流接地選線裝置性能試驗與評價平臺，如圖1所示，該平臺包括工作站及與工作站以太網(wǎng)連接的實時仿真器(RTDS)，實時仿真器(RTDS)與功率放大器連接，功率放大器采集實時仿真器(RTDS)內的各電流互感器(CT)的電流信號及電壓互感器(PT)的電壓信號后進行放大，功率放大器與小電流選線裝置的輸入連接，將放大后的電流及電壓信號二次值輸入給小電流選線裝置，小電流選線裝置的另一路輸入直接與實時仿真器(RTDS)的位置信號輸出端連接，小電流選線裝置的輸出與性能評價模塊連接，向性能評價模塊輸出故障判別信號，同時性能評價模塊與實時仿真器(RTDS)的故障位置信號輸出端連接，接收實時仿真器(RTDS)的故障位置信號。
[0005]如圖2所示，在所述實時仿真器(RTDS)中設置有配電網(wǎng)等效電源SI，母線M，在母線M與電網(wǎng)等效電源S1之間由變壓器T連接，在母線M上安裝電壓互感器PT，在母線M上并列引出由斷路器DLl串聯(lián)電流互感器CTI構成的架空線路1、由斷路器DL2串聯(lián)電流互感器CT2構成的架空線路2、由斷路器DL3串聯(lián)電流互感器CT3構成的架空線路3及由斷路器DL4串聯(lián)電流互感器CT4構成的架空線路4。
[0006]目前，上述的小電流接地選線裝置性能試驗與評價平臺所對應的軟件評價方法很多，但都不是十分完整，各具特色但又各有不足，尋找出更為優(yōu)選的方法始終是該領域技術人員努力的方向。
【發(fā)明內容】
[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種小電流選線裝置性能試驗平臺的應用方法。
[0008]本發(fā)明解決其技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的:
[0009]一種小電流選線裝置性能試驗平臺的應用方法，包括方法如下:[0010](I)瞬時性故障模擬應用:在各架空線路、電纜線路的首端、中端、末端模擬單相金屬性接地故障，故障相別分別為A、B、C相，故障持續(xù)時間為30ms?200ms ；
[0011](2)永久性故障模擬應用:在各架空線路、電纜線路的首端、中端、末端模擬單相永久性接地故障，故障相別分別為A、B、C相，故障持續(xù)時間大于IOs ；
[0012](3)電弧接地模擬應用:在各架空線路、電纜線路的首端、中端、末端模擬單相電弧接地故障，故障相別分別為A、B、C相，故障持續(xù)時間為30ms?200ms ；
[0013](4)高阻接地模擬應用:在各架空線路、電纜線路的首端、中端、末端模擬單相經(jīng)高阻接地故障，故障相別分別為A、B、C相，故障持續(xù)時間為30ms?200ms，電阻值為I?50 Ω ；
[0014](5)故障合閘角模擬應用:在各架空線路、電纜線路的首端、中端、末端模擬單相金屬性接地故障，故障合閘角為O?360度，每次試驗以10度遞增，觀察選線裝置在不同故障合閘角下的性能影響；
[0015](6)各相對地電容偏差模擬應用:模擬各架空線、電纜線路各相別對地電容不平衡條件下發(fā)生各種接地故障，偏差度為O至30% ；
[0016](7)零序CT變比不一致模擬應用:模擬各架空線、電纜線路的零序CT變比差異，偏差度為O?10%，模擬各種接地故障；
[0017](8)兩CT并聯(lián)試驗模擬應用:將兩架空線或兩電纜線路的CT輸出的電流信號并接入選線裝置，在其中一條線路模擬各種接地故障，觀察選線裝置動作情況；
[0018](9)負荷影響模擬應用:線路末端分別帶電阻性負荷、電感性負荷和電動機負荷，模擬線路各種接地故障，觀察不同負荷對裝置性能影響；
[0019](IO)PT斷線模擬應用:模擬PT斷線或斷相且發(fā)生各種接地故障，驗證選線裝置電壓啟動條件；
[0020](Il)CT斷線模擬應用:模擬CT斷線或斷相切發(fā)生各種接地故障，觀察選線裝置動作情況。
[0021 ] 本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:
[0022](I)瞬時性故障的模擬應用項目:考慮電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中瞬時性故障頻繁發(fā)生，且對選線裝置動作的靈敏度和準確度影響十分嚴重，本發(fā)明中設計此應用項目可以模擬電纜、架空線上任意位置發(fā)生瞬時性故障，達到驗證各種原理選線裝置選線功能正確性的目的。
[0023](2)永久性故障模擬應用:有些原理的選線裝置要經(jīng)過足夠長的故障時間才能獲得較好的選線效果，這樣當故障持續(xù)時間較短如瞬時性短路故障發(fā)生時，其選線效果將會受到很大影響，所以故障持續(xù)時間也是影響選線準確性的重要指標。本發(fā)明中設計此應用項目可以任意調節(jié)故障持續(xù)時間，以區(qū)分不同原理選線快速性和準確性。
[0024](3)電弧接地模擬應用:配電系統(tǒng)中的電纜線路，因絕緣破壞所導致的弧光間歇性接地對一些原理的選線裝置的選線功能影響最為嚴重。本發(fā)明中設計此應用項目可以任意調節(jié)故障間歇時間和產(chǎn)生時刻，以驗證各種原理的選線裝置選線功能是否能不受接地穩(wěn)定程度影響。
[0025](4)高阻接地模擬應用:因大風、施工誤碰等不確定因素，配電系統(tǒng)中的架空線路時常會發(fā)生經(jīng)高阻接地，一些選線功能的監(jiān)測信號對接地電阻阻值的大小極為敏感，達到一定程度的接地電阻會削減監(jiān)測信號，從而影響選線功能。本發(fā)明中設計此應用項目可以任意調節(jié)接地電阻的大小，以驗證各種原理選線裝置選線功能是否受接地電阻大小的影響。
[0026](5)故障合閘角模擬應用:若在相電壓波峰時刻發(fā)生故障，即合閘角為90°，線路中獲得的零序電流值比較大，對一些選線方法有利；但是，當合閘角較小接近0°時發(fā)生短路故障，部分選線方法所利用的信號幅值將會非常小，從而選線效果受到很大影響。本發(fā)明中設計此應用項目可以任意設置故障觸發(fā)時刻，以驗證各種原理選線裝置選線功能是否受合閘角的影響。
[0027](6)各相對地電容偏差模擬應用:配電系統(tǒng)中線路三相參數(shù)不平衡所造成的各相對地電容偏差不一致，發(fā)生短路故障時，電容電流分布不平衡，造成一些選線功能的誤動或拒動。本發(fā)明中設計此應用項目可以任意各相對地電容偏差度，以驗證各種原理選線裝置選線功能是否受電容偏差大小的影響。
[0028](7)零序CT變比不一致模擬應用:因設備選型、施工建設等原因，配電系統(tǒng)中使用的零序CT變比存在誤差。本發(fā)明中設計此應用項目，旨在驗證TA變比不統(tǒng)一或者極性不統(tǒng)一的情況下，選線產(chǎn)品能否通過其他手段(軟件補償?shù)?實現(xiàn)準確選線。
[0029](8)兩CT并聯(lián)試驗模擬應用:本發(fā)明中設計此應用項目，模擬并聯(lián)運行的兩段母線，其中母線一發(fā)生單相接地故障，母線二沒有發(fā)生故障，此時若選線產(chǎn)品判定母線二為無故障或母線接地故障，則該選線動作正確。
[0030](9)負荷影響模擬應用:配電系統(tǒng)中負荷種類繁多,如民用負荷、商用負荷、工業(yè)負荷等等，工業(yè)負荷中的大型電動機頻繁啟停對系統(tǒng)的沖擊巨大，對選線裝置的影響也十分嚴重。本發(fā)明中設計此應用項目，模擬線路末端分別帶電阻性負荷、電感性負荷、電動機負荷或各種負荷的組合，并模擬線路各種接地故障，驗證不同負荷對裝置性能影響。
[0031](IO)PT斷線模擬應用:模擬PT斷線或斷相且發(fā)生各種接地故障，驗證選線裝置電壓啟動條件；
[0032](Il)CT斷線模擬應用:模擬CT斷線或斷相切發(fā)生各種接地故障，觀察選線裝置動作情況。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1是小電流選線裝置性能試驗平臺接線示意圖；
[0034]圖2是小電流選線裝置性能試驗平臺時仿真器(RTDS)內的接線示意圖。
【具體實施方式】
[0035]以下結合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述，需要強調的是，以下實施方式是說明性的，而不是限定性的，不能以此實施方式作為對本發(fā)明的限定。
[0036]一種小電流接地選線裝置性能試驗平臺，如圖1所示，該平臺包括工作站及與工作站以太網(wǎng)連接的實時仿真器(RTDS )，實時仿真器(RTDS )與功率放大器連接，功率放大器采集實時仿真器(RTDS)內的各電流互感器(CT)的電流信號及電壓互感器(PT)的電壓信號后進行放大，功率放大器與小電流選線裝置的輸入連接，將放大后的電流及電壓信號二次值輸入給小電流選線裝置，小電流選線裝置的另一路輸入直接與實時仿真器(RTDS)的位置信號輸出端連接，小電流選線裝置的輸出與性能評價模塊連接，向性能評價模塊輸出故障判別信號，同時性能評價模塊與實時仿真器(RTDS)的故障位置信號輸出端連接，接收實時仿真器(RTDS)的故障位置信號。
[0037]如圖2所示，在所述實時仿真器(RTDS)中設置有配電網(wǎng)等效電源SI，母線M，在母線M與電網(wǎng)等效電源S1之間由變壓器T連接，在母線M上安裝電壓互感器PT，在母線M上并列引出由斷路器DLI串聯(lián)電流互感器CTI構成的架空線路1、由斷路器DL2串聯(lián)電流互感器CT2構成的架空線路2、由斷路器DL3串聯(lián)電流互感器CT3構成的架空線路3及由斷路器DL4串聯(lián)電流互感器CT4構成的架空線路4。
[0038]本發(fā)明的創(chuàng)新點是:
[0039]一種小電流選線裝置性能試驗平臺的應用方法，包括方法如下:
[0040](I)瞬時性故障模擬應用:在各架空線路、電纜線路的首端、中端、末端模擬單相金屬性接地故障，故障相別分別為A、B、C相，故障持續(xù)時間為30ms?200ms ；
[0041](2)永久性故障模擬應用:在各架空線路、電纜線路的首端、中端、末端模擬單相永久性接地故障，故障相別分別為A、B、C相，故障持續(xù)時間大于IOs ；
[0042](3)電弧接地模擬應用:在各架空線路、電纜線路的首端、中端、末端模擬單相電弧接地故障，故障相別分別為A、B、C相，故障持續(xù)時間為30ms?200ms ；
[0043](4)高阻接地模擬應用:在各架空線路、電纜線路的首端、中端、末端模擬單相經(jīng)高阻接地故障，故障相別分別為A、B、C相，故障持續(xù)時間為30ms?200ms，電阻值為I?50 Ω ；
[0044](5)故障合閘角模擬應用:在各架空線路、電纜線路的首端、中端、末端模擬單相金屬性接地故障，故障合閘角為O?360度，每次試驗以10度遞增，觀察選線裝置在不同故障合閘角下的性能影響；
[0045](6)各相對地電容偏差模擬應用:模擬各架空線、電纜線路各相別對地電容不平衡條件下發(fā)生各種接地故障，偏差度為O至30% ；
[0046](7)零序CT變比不一致模擬應用:模擬各架空線、電纜線路的零序CT變比差異，偏差度為O?10%，模擬各種接地故障；
[0047](8)兩CT并聯(lián)試驗模擬應用:將兩架空線或兩電纜線路的CT輸出的電流信號并接入選線裝置，在其中一條線路模擬各種接地故障，觀察選線裝置動作情況；
[0048](9)負荷影響模擬應用:線路末端分別帶電阻性負荷、電感性負荷和電動機負荷，模擬線路各種接地故障，觀察不同負荷對裝置性能影響；
[0049]( 10)PT斷線模擬應用:模擬PT斷線或斷相且發(fā)生各種接地故障，驗證選線裝置電壓啟動條件；
[0050](Il)CT斷線模擬應用:模擬CT斷線或斷相切發(fā)生各種接地故障，觀察選線裝置動作情況。
【權利要求】
1.一種小電流選線裝置性能試驗平臺的應用方法，其特征在于包括方法如下: (1)瞬時性故障模擬應用:在各架空線路、電纜線路的首端、中端、末端模擬單相金屬性接地故障，故障相別分別為A、B、C相，故障持續(xù)時間為30ms~200ms ； (2)永久性故障模擬應用:在各架空線路、電纜線路的首端、中端、末端模擬單相永久性接地故障，故障相別分別為A、B、C相，故障持續(xù)時間大于IOs ； (3)電弧接地模擬應用:在各架空線路、電纜線路的首端、中端、末端模擬單相電弧接地故障，故障相別分別為A、B、C相，故障持續(xù)時間為30ms~200ms ； (4)高阻接地模擬應用:在各架空線路、電纜線路的首端、中端、末端模擬單相經(jīng)高阻接地故障，故障相別分別為A、B、C相,故障持續(xù)時間為30ms~200ms，電阻值為I~50 Ω ； (5)故障合閘角模擬應用:在各架空線路、電纜線路的首端、中端、末端模擬單相金屬性接地故障，故障合閘角為O~360度，每次試驗以10度遞增，觀察選線裝置在不同故障合閘角下的性能影響； (6)各相對地電容偏差模擬應用:模擬各架空線、電纜線路各相別對地電容不平衡條件下發(fā)生各種接地故障，偏差度為O至30% ； (7)零序CT變比不一致模擬應用:模擬各架空線、電纜線路的零序CT變比差異，偏差度為O~10%，模擬各種接地故障； (8)兩CT并聯(lián)試驗模擬應用:將兩架空線或兩電纜線路的CT輸出的電流信號并接入選線裝置，在其中一條線路模擬各種接地故障，觀察選線裝置動作情況； (9)負荷影響模擬應用:線路末端分別帶電阻性負荷、電感性負荷和電動機負荷，模擬線路各種接地故障，觀察不同負荷對裝置性能影響； (10)PT斷線模擬應用:模擬PT斷線或斷相且發(fā)生各種接地故障，驗證選線裝置電壓啟動條件； (11)CT斷線模擬應用:模擬CT斷線或斷相切發(fā)生各種接地故障，觀察選線裝置動作情況。
【文檔編號】G01R35/00GK103472425SQ201310425068
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權日:2013年9月17日
【發(fā)明者】劉濤, 李曉輝, 杜明, 王瑤, 趙玉新 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司