一種暫態(tài)行波小電流接地選線裝置及其測試方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬電力系統(tǒng)選線功能測試技術領域，具體涉及一種暫態(tài)行波小電流接地選 線裝置及其測試方法。
【背景技術】
[0002] 目前，我國6~66kV中低壓配電網(wǎng)普遍采用配電網(wǎng)非直接接地系統(tǒng)，配電網(wǎng)非直 接接地方式的主要優(yōu)點在于：單相接地故障時未形成短路回路，系統(tǒng)中只產(chǎn)生很小的零序 電流，三相線電壓依然對稱，并不影響系統(tǒng)的正常工作；當發(fā)生單相接地故障時，配電網(wǎng)非 直接接地系統(tǒng)可帶故障繼續(xù)運行1~2h，這樣能夠提高供電的可靠性，因而得到了廣泛的 應用；但是，系統(tǒng)帶單相接地故障運行時，在金屬性短路的情況下，接地相對地電壓降為零， 但非故障相對地電壓升高為線電壓，若長期運行，電壓的升高將使非故障相絕緣薄弱處發(fā) 生對地擊穿，造成兩相接地短路故障，引起故障的進一步擴大，因此必須及時找出故障線路 并盡快排除故障，從技術上保證電網(wǎng)的安全運行，提高供電可靠性，但是，由于配電網(wǎng)非直 接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，故障電流非常小，加之配電網(wǎng)結構的復雜，運行方式的多變， 使配電網(wǎng)的單相接地系統(tǒng)故障選線準確性受到諸多限制，給故障選線造成困難，采用常規(guī) 繼電保護裝置根本無法準確檢測出故障線路，導致長期以來配電網(wǎng)非直接單相接地選線成 為一個技術難題。
[0003] 為此，許多廠家研宄出各種型號與性能不一的小電流接地選線裝置，以期能夠解 決配電網(wǎng)選線的難題，然而，目前安裝或運行于配電網(wǎng)的配電網(wǎng)非直接接地系統(tǒng)故障選線 裝置依然總體效果不佳，亦無法對小電流接地選線裝置進行一個有效的評價，為此大部分 供電部門不得不仍然采用傳統(tǒng)的人工試拉路方法選擇故障線路、登桿搖測等辦法查找故障 點，與配電網(wǎng)供電可靠性及自動化水平不斷提高的局面嚴重不適應；由于歷史原因，對于配 電網(wǎng)非直接接地系統(tǒng)故障選線技術和裝置一直缺乏有效的行業(yè)標準和檢驗準則，使得供電 企業(yè)在產(chǎn)品選型時無規(guī)則可依，同時也不能準確把握產(chǎn)品的特點，這是造成選線效果不佳 的一個重要原因?？紤]到未來智能配電網(wǎng)將提出更高的要求，提高配電網(wǎng)非直接接地系統(tǒng) 故障選線準確率已成為一個迫切而重要的課題；因此，研宄分析配電網(wǎng)非直接接地系統(tǒng)故 障選線技術特點、構建技術和產(chǎn)品的測試方法，對認可度較高的暫態(tài)行波小電流選線裝置 進行測試，是供電企業(yè)提高選線效果的一個必須且最有效的途徑，為此，發(fā)明一種檢測暫態(tài) 行波小電流接地選線裝置的測試方案，測試行內(nèi)認可度較高的暫態(tài)行波小電流接地選線裝 置顯得尤為重要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的為解決現(xiàn)有技術的上述問題，提供了一種暫態(tài)行波小電流接地選線 裝置及其測試方法，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：
[0005] -種暫態(tài)行波小電流接地選線裝置，其特征在于：一種暫態(tài)行波小電流接地選線 裝置，其特征在于：包括數(shù)據(jù)生成模塊、任意波形發(fā)生模塊、高頻功率放大器和選線裝置，所 述數(shù)據(jù)生成模塊用于生成各種故障數(shù)據(jù)，所述任意波形發(fā)生模塊讀取故障數(shù)據(jù)并無差別產(chǎn) 生相應的模擬信號，任意波形模塊產(chǎn)生的模擬信號通過同軸線輸入到高頻功率放大器進行 無差別地進行放大后，輸出至被測設備所需的選線裝置。
[0006] 優(yōu)選地，所述高頻功率放大器具有12路電壓和24路電流的高頻通道。
[0007] 優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)生成模塊生成的數(shù)據(jù)為電磁暫態(tài)故障數(shù)據(jù)信號或現(xiàn)場錄波數(shù)據(jù) 信號。
[0008] 優(yōu)選地，所述任意波形發(fā)生模塊的模擬信號最高轉化率為0~20MHz，信號輸出帶 寬為0~3MHz。
[0009] 一種暫態(tài)行波小電流接地選線裝置的測試方法，其特征在于：包括以下步驟：
[0010] ⑴建立數(shù)據(jù)輸出模塊模型，使用PSCAD仿真軟件對典型變電站進行仿真建模， 并設置采樣頻率為1MHz，生成電磁暫態(tài)故障數(shù)據(jù)輸出模塊，同時設置配電網(wǎng)中各種故障情 況，并輸出各種故障情況下的零序電流信號、三相電壓信號和母線上的零序電壓信號波形， 并將將輸出波形保存為comtrade格式的故障數(shù)據(jù)文本；
[0011] 當配電網(wǎng)故障發(fā)生時，此時配電網(wǎng)中故障路的電氣量如下：
【主權項】
1. 一種暫態(tài)行波小電流接地選線裝置，其特征在于：一種暫態(tài)行波小電流接地選線裝 置，其特征在于：包括數(shù)據(jù)生成模塊、任意波形發(fā)生模塊、高頻功率放大器和選線裝置，所述 數(shù)據(jù)生成模塊用于生成各種故障數(shù)據(jù)，所述任意波形發(fā)生模塊讀取故障數(shù)據(jù)并無差別產(chǎn)生 相應的模擬信號，任意波形模塊產(chǎn)生的模擬信號通過同軸線輸入到高頻功率放大器進行無 差別地進行放大后，輸出至被測設備所需的選線裝置。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種暫態(tài)行波小電流接地選線裝置，其特征在于：所述高頻 功率放大器具有12路電壓和24路電流的高頻通道。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種暫態(tài)行波小電流接地選線裝置，其特征在于：所述數(shù)據(jù) 生成模塊生成的數(shù)據(jù)為電磁暫態(tài)故障數(shù)據(jù)信號或現(xiàn)場錄波數(shù)據(jù)信號。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種暫態(tài)行波小電流接地選線裝置，其特征在于：所述任意 波形發(fā)生模塊的模擬信號最高轉化率為0~20MHz，信號輸出帶寬為0~3MHz。
5. -種暫態(tài)行波小電流接地選線裝置的測試方法，其特征在于：包括W下步驟： (1) 建立數(shù)據(jù)輸出模塊模型，使用PSCAD仿真軟件對典型變電站進行仿真建模，并設置 采樣頻率為IMHz，生成電磁暫態(tài)故障數(shù)據(jù)輸出模塊，同時設置配電網(wǎng)中各種故障情況，并 輸出各種故障情況下的零序電流信號、=相電壓信號和母線上的零序電壓信號波形，并將 將輸出波形保存為comtrade格式的故障數(shù)據(jù)文本； 當配電網(wǎng)故障發(fā)生時，此時配電網(wǎng)中故障路的電氣量如下：
式①中，Uw為故障點的電壓，而Uf為未發(fā)生故障時的初始電壓行波，iW和iW為電流 行波，而對于分量網(wǎng)絡而言，電氣量滿足：
式②中，U。為故障的零模電壓行波，U1和U2為線模電壓行波；i。為故障點兩側的零模，ii和i2為故障點兩側的線模電流行波；而Z。為零模，和Z1和Z2為線模波阻抗，其中：
其中，L。，L2,L2為線路對地電感，C。，。，C2為線路對地電容； (2) 建立生成測試信號模型；任意波形發(fā)生模塊將comtrade格式的波形數(shù)據(jù)文本不失 真的轉換為相應的模擬信號； (3) 建立測試信號轉換模型；任意波形發(fā)生模塊用于實現(xiàn)仿真波形數(shù)據(jù)的存儲W及控 制數(shù)據(jù)類型的輸出控制，實現(xiàn)現(xiàn)場試驗的便捷進行； (4) 信號測試；功率放大器模塊將任意波形發(fā)生模塊輸出的模擬信號放大后，生成滿 足設備對輸入信號要求的模擬量，并接入選線設備進行測試。
【專利摘要】本發(fā)明屬電力系統(tǒng)選線功能測試技術領域，具體涉及一種暫態(tài)行波小電流接地選線裝置及其測試方法，包括數(shù)據(jù)生成模塊、任意波形發(fā)生模塊、高頻功率放大器和選線裝置，所述數(shù)據(jù)生成模塊用于生成各種故障數(shù)據(jù)，所述任意波形發(fā)生模塊讀取故障數(shù)據(jù)并無差別產(chǎn)生相應的模擬信號，任意波形模塊產(chǎn)生的模擬信號通過同軸線輸入到高頻功率放大器進行無差別地進行放大后，輸出至被測設備所需的選線裝置，其中測試方法包括建立數(shù)據(jù)輸出模塊建模、生成測試信號、測試信號轉換和信號測試，本發(fā)明測試方案能對配電網(wǎng)中常用的暫態(tài)行波小電流接地選線裝置進行準確檢測，對不同接地方式及故障類型的形式均具有通用性。
【IPC分類】G01R35-00, G01R31-08
【公開號】CN104793101
【申請?zhí)枴緾N201510055427
【發(fā)明人】周楊珺, 俞小勇, 高立克, 歐世鋒, 梁朔, 吳麗芳, 李克文, 祝文姬, 李珊, 吳劍豪
【申請人】廣西電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年2月3日