一种对在线接地故障报警装置的检测方法与流程

本发明涉及配电网故障检测装置检验领域，特别涉及一种对在线接地故障报警装置的检测方法。

背景技术：

目前，配网中单相接地故障仍然为配网线路发生频率最高的故障之一。由于我国配网多采用小电流接地系统，发生单相接地故障时仍可带故障运行1至2个小时，但若长期运行，非故障相升高的电压将存在较大的安全隐患。且配电网网架结构较为薄弱，配网线路分支线路较多、设备较为分散，配网故障定位和原因查找所需时间较长。因此，为解决上述存在问题，众多厂家致力于研制可实现配网运行信号采集及分析的线路状态在线采集成套装置，该类装置可对线路的运行电流、电压进行采集，并通过主站系统甄别线路的异常状态并进行报警，且该类装置采用在主站分析的方式对线路单相接地故障进行识别判断，优于现有普通配网故障指示器。

现阶段，国内常见在线接地故障报警装置对单相接地故障进行判别的计算方法各不相同，目前已安装至供电局的在线接地故障报警装置总体使用效果不佳，且现有基于不带录波功能故障指示器测试平台并未具备有效的技术手段对该类装置的单相接地报警定位功能进行测试，因此，发明一种以实时数字仿真测试仪为基础的接地故障测试方案，对在线接地故障报警装置进行测试显得尤为重要。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种对在线接地故障报警装置的检测方法，该包括以下步骤：

一种对在线接地故障报警装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将在线接地故障报警装置安装到三相绕组上；

（2）在仿真器中搭建模型并根据电压、电流关系模拟生成不同故障数据；

（3）通过模拟信号输出板卡输出仿真的故障模拟信号；

（4）功率放大器对模拟信号进行放大；

（5）将放大后的信号送入三相绕组；

（6）在线接地故障报警装置感应到三相绕组电量变化并自动采集；

（7）通过无线传送方式将采集到的信号传送给计算机；

（8）计算机将接收到的信号与仿真故障信号进行对比；

（9）完成在线接地故障报警装置的检测。

优选地，步骤（2）所述电压、电流关系包括故障点的零序电压U_K0为：其中，U_AG、U_BG、U_CG分别为A、B、C三相的对地电压；流过故障点k的电流I_K为：其中，U_AG、U_BG、U_CG分别为A、B、C三相的对地电压， 为正常运行时A相对地的电容电流之和；当线路发生故障，非故障相线路始端所流过的电流为，其中C_0I为线路I相的对地电容；故障线路始端的所流过的电流为，其中其中C_0II为线路II相的对地电容。

优选地，步骤（4）所述功率放大器可实现三相电流、电压信号无相角差放大输出。

本发明能对现在配电网中常用的在线接地故障报警装置单相接地故障报警定位功能进行准确检测，对采用不同方法对单相接地故障进行判别的在线接地故障报警装置具有通用性，本发明还具有以下有益效果：

(1).能够对波形要求严格的在线接地故障报警装置进行单相接地故障报警功能测试，也可对不带录波功能的普通架空型故障指示器的单相接地故障报警功能进行测试。

(2).具有多通道功率放大器能够对带多出线的常规电站的仿真波形进行放大输出。

(3).仿真出不同类型的接地故障，能够对在线接地故障报警装置进行单相接地故障的系统性测试。

(4).能够实现对多套在线接地故障报警装置同时进行闭环测试，操作简便。

附图说明

图1为本发明提供的方法流程示意图。

图2为本发明实施例提供的系统结构示意图。

图3为本发明实施例提供的单支路故障接地示意图。

图4为本发明实施例提供的单支路故障接地相量图。

图5为本发明实施例提供的多支路故障接地示意图。

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，如图2所示构建在线接地故障报警装置的检测系统，包括实时数字仿真仪（Real Time Digital Simulator）、功率放大器、三相绕组、被测设备、无线数据传输通道、计算机，对在线接地故障报警装置进行检测时按照如下步骤进行，如图1所示：

步骤S1、将在线接地故障报警装置安装到三相绕组上：

如图2所示将被测在线接地故障报警装置安装到三相绕组上。

步骤S2、在仿真器中搭建模型并根据电压、电流关系模拟生成不同故障数据：

使用实时数字仿真仪（Real Time Digital Simulator）的RSCAD（Real system computer aided design）仿真软件对不同类别的中性点接地类型的变电站出线单相接地故障进行仿真建模，设置配电网中常见单相故障情况，并将仿真生成的三相电流、电压模拟信号通过GTAO（Giga transform analog output）模拟信号输出板卡进行输出。仿真建模并得到三相电流、电压依据原理如下，以线路发生A相单相接地为例进行说明。

当该种接地方式的配电网正常运行时，三相对地分布电容相同，均为C₀，三相电压对称，对地电容电流之和等于零。当A相发生故障后，如图3所示，对地电压变为零，对地电容被短接，其他两个非故障相（B相及C相）电压变为该相对A相的线电压，数值升高为倍，相量关系图如图4所示。此时，故障点的零序电压U_K0为，流过故障点k的电流I_K为。其中，U_AG、U_BG、U_CG分别为A、B、C三相的对地电压， 为正常运行时A相对地的电容电流之和。

图5为故障线路及非故障线路零序电流之间的关系图，如图5所示，线路I与线路I的相对地电容分别为C_0I、C_0II，母线及系统电源的每相对地等效电容为C_0s，当线路A相发生故障，非故障线路始端所流过的电流为，故障线路始端的所流过的电流为。

由上述可知，故障线路零序电流数值等于所有非故障线路的对地的电容电流之和，其方向由线路流向母线，与非故障线路相反。

步骤S3、通过模拟信号输出板卡输出仿真的故障模拟信号；

仿真仪将步骤2所述的电压电流关系模拟仿真后通过模拟信号输出板卡GTAO输出，送到功率放大器中。

步骤S4、功率放大器对模拟信号进行放大：

功率放大器接收到步骤3送来的模拟信号后对其进行放大，该放大器可实现三相电流、电压信号无相角差放大输出。

步骤S5、将放大后的信号送入三相绕组：

经过步骤4的模拟信号放大后，该模拟信号被送入三相绕组中。

步骤S6、在线接地故障报警装置感应到三相绕组电量变化并自动采集：

在线接地故障报警装置检测到三相绕组中电信号的变化后自动进行采集和记录，然后将记录的信息传送给监控单位。

步骤S7、通过无线传送方式将采集到的信号传送给计算机：

在线接地故障报警装置通过无线网络将数据传送到用于分析对比的计算机上。

步骤S8、计算机将接收到的信号与仿真故障信号进行对比：

计算机接收到在线接地故障报警装置发送来的信号后，将接收到的信号与仿真故障相进行对比，如果在线接地故障报警装置发送的故障相与仿真的故障相相同，证明该在线接地故障报警装置能够正常工作，否则表面该装置存在问题。

步骤S9、完成在线接地故障报警装置的检测。

本发明能对现在配电网中常用的在线接地故障报警装置单相接地故障报警定位功能进行准确检测，对采用不同方法对单相接地故障进行判别的在线接地故障报警装置具有通用性，本发明还具有以下有益效果：

(1).能够对波形要求严格的在线接地故障报警装置进行单相接地故障报警功能测试，也可对不带录波功能的普通架空型故障指示器的单相接地故障报警功能进行测试。

(2).具有多通道功率放大器能够对带多出线的常规电站的仿真波形进行放大输出。

(3).仿真出不同类型的接地故障，能够对在线接地故障报警装置进行单相接地故障的系统性测试。

(4).能够实现对多套在线接地故障报警装置同时进行闭环测试，操作简便。