一种小电流选线装置性能试验平台的应用方法
【专利摘要】本发明涉及一种小电流选线装置性能试验平台的应用方法，包括方法有：（1）瞬时性故障模拟应用：（2）永久性故障模拟应用：（3）电弧接地模拟应用：（4）高阻接地模拟应用：（5）故障合闸角模拟应用：（6）各相对地电容偏差模拟应用：（7）零序CT变比不一致模拟应用：（8）两CT并联试验模拟应用：（9）负荷影响模拟应用：（10）PT断线模拟应用：（11）CT断线模拟应用。按照本发明所提出的方法可在实验室开展小电流选线装置性能试验及评价工作，全面对小电流选线装置进行性能测试，测试效果良好，大大节省了时间成本，测试精度满足要求。
【专利说明】 一种小电流选线装置性能试验平台的应用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统实时数字仿真试验【技术领域】，尤其是一种小电流选线装置性能试验平台的应用方法。
【背景技术】
[0002]小电流接地选线装置既无国家标准也无行业标准，国家权威检测部门在检测时，功能及性能按企业标准或技术条件进行测试，其他项目如电磁兼容、绝缘性能、机械影响、温度影响等按继电保护行业标准和相关的国家标准进行检验，而无法对该类产品进行动模试验。
[0003]因为现场运行中影响小电流接地选线准确性的因素很多，而该类产品又无国家标准和行业标准，目前对接地选线的检测方法主要集中于现场检测，可以说现场接地试验是检验装置能否满足现场需求的惟一方法。通过现场接地试验，可以发现接线错误、零序电流互感器精度是否满足要求及装置针对该变电站选线的准确性，必要时针对现场工况可以采用最适合该工况的选线方法，以提高选线的准确率。
[0004]目前我们已经研发出一种小电流接地选线装置性能试验与评价平台，如图1所示，该平台包括工作站及与工作站以太网连接的实时仿真器(RTDS)，实时仿真器(RTDS)与功率放大器连接，功率放大器采集实时仿真器(RTDS)内的各电流互感器(CT)的电流信号及电压互感器(PT)的电压信号后进行放大，功率放大器与小电流选线装置的输入连接，将放大后的电流及电压信号二次值输入给小电流选线装置，小电流选线装置的另一路输入直接与实时仿真器(RTDS)的位置信号输出端连接，小电流选线装置的输出与性能评价模块连接，向性能评价模块输出故障判别信号，同时性能评价模块与实时仿真器(RTDS)的故障位置信号输出端连接，接收实时仿真器(RTDS)的故障位置信号。
[0005]如图2所示，在所述实时仿真器(RTDS)中设置有配电网等效电源SI，母线M，在母线M与电网等效电源S1之间由变压器T连接，在母线M上安装电压互感器PT，在母线M上并列引出由断路器DLl串联电流互感器CTI构成的架空线路1、由断路器DL2串联电流互感器CT2构成的架空线路2、由断路器DL3串联电流互感器CT3构成的架空线路3及由断路器DL4串联电流互感器CT4构成的架空线路4。
[0006]目前，上述的小电流接地选线装置性能试验与评价平台所对应的软件评价方法很多，但都不是十分完整，各具特色但又各有不足，寻找出更为优选的方法始终是该领域技术人员努力的方向。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种小电流选线装置性能试验平台的应用方法。
[0008]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0009]一种小电流选线装置性能试验平台的应用方法，包括方法如下:[0010](I)瞬时性故障模拟应用:在各架空线路、电缆线路的首端、中端、末端模拟单相金属性接地故障，故障相别分别为A、B、C相，故障持续时间为30ms?200ms ；
[0011](2)永久性故障模拟应用:在各架空线路、电缆线路的首端、中端、末端模拟单相永久性接地故障，故障相别分别为A、B、C相，故障持续时间大于IOs ；
[0012](3)电弧接地模拟应用:在各架空线路、电缆线路的首端、中端、末端模拟单相电弧接地故障，故障相别分别为A、B、C相，故障持续时间为30ms?200ms ；
[0013](4)高阻接地模拟应用:在各架空线路、电缆线路的首端、中端、末端模拟单相经高阻接地故障，故障相别分别为A、B、C相，故障持续时间为30ms?200ms，电阻值为I?50 Ω ；
[0014](5)故障合闸角模拟应用:在各架空线路、电缆线路的首端、中端、末端模拟单相金属性接地故障，故障合闸角为O?360度，每次试验以10度递增，观察选线装置在不同故障合闸角下的性能影响；
[0015](6)各相对地电容偏差模拟应用:模拟各架空线、电缆线路各相别对地电容不平衡条件下发生各种接地故障，偏差度为O至30% ；
[0016](7)零序CT变比不一致模拟应用:模拟各架空线、电缆线路的零序CT变比差异，偏差度为O?10%，模拟各种接地故障；
[0017](8)两CT并联试验模拟应用:将两架空线或两电缆线路的CT输出的电流信号并接入选线装置，在其中一条线路模拟各种接地故障，观察选线装置动作情况；
[0018](9)负荷影响模拟应用:线路末端分别带电阻性负荷、电感性负荷和电动机负荷，模拟线路各种接地故障，观察不同负荷对装置性能影响；
[0019](IO)PT断线模拟应用:模拟PT断线或断相且发生各种接地故障，验证选线装置电压启动条件；
[0020](Il)CT断线模拟应用:模拟CT断线或断相切发生各种接地故障，观察选线装置动作情况。
[0021 ] 本发明的优点和积极效果是:
[0022](I)瞬时性故障的模拟应用项目:考虑电力系统配电网中瞬时性故障频繁发生，且对选线装置动作的灵敏度和准确度影响十分严重，本发明中设计此应用项目可以模拟电缆、架空线上任意位置发生瞬时性故障，达到验证各种原理选线装置选线功能正确性的目的。
[0023](2)永久性故障模拟应用:有些原理的选线装置要经过足够长的故障时间才能获得较好的选线效果，这样当故障持续时间较短如瞬时性短路故障发生时，其选线效果将会受到很大影响，所以故障持续时间也是影响选线准确性的重要指标。本发明中设计此应用项目可以任意调节故障持续时间，以区分不同原理选线快速性和准确性。
[0024](3)电弧接地模拟应用:配电系统中的电缆线路，因绝缘破坏所导致的弧光间歇性接地对一些原理的选线装置的选线功能影响最为严重。本发明中设计此应用项目可以任意调节故障间歇时间和产生时刻，以验证各种原理的选线装置选线功能是否能不受接地稳定程度影响。
[0025](4)高阻接地模拟应用:因大风、施工误碰等不确定因素，配电系统中的架空线路时常会发生经高阻接地，一些选线功能的监测信号对接地电阻阻值的大小极为敏感，达到一定程度的接地电阻会削减监测信号，从而影响选线功能。本发明中设计此应用项目可以任意调节接地电阻的大小，以验证各种原理选线装置选线功能是否受接地电阻大小的影响。
[0026](5)故障合闸角模拟应用:若在相电压波峰时刻发生故障，即合闸角为90°，线路中获得的零序电流值比较大，对一些选线方法有利；但是，当合闸角较小接近0°时发生短路故障，部分选线方法所利用的信号幅值将会非常小，从而选线效果受到很大影响。本发明中设计此应用项目可以任意设置故障触发时刻，以验证各种原理选线装置选线功能是否受合闸角的影响。
[0027](6)各相对地电容偏差模拟应用:配电系统中线路三相参数不平衡所造成的各相对地电容偏差不一致，发生短路故障时，电容电流分布不平衡，造成一些选线功能的误动或拒动。本发明中设计此应用项目可以任意各相对地电容偏差度，以验证各种原理选线装置选线功能是否受电容偏差大小的影响。
[0028](7)零序CT变比不一致模拟应用:因设备选型、施工建设等原因，配电系统中使用的零序CT变比存在误差。本发明中设计此应用项目，旨在验证TA变比不统一或者极性不统一的情况下，选线产品能否通过其他手段(软件补偿等)实现准确选线。
[0029](8)两CT并联试验模拟应用:本发明中设计此应用项目，模拟并联运行的两段母线，其中母线一发生单相接地故障，母线二没有发生故障，此时若选线产品判定母线二为无故障或母线接地故障，则该选线动作正确。
[0030](9)负荷影响模拟应用:配电系统中负荷种类繁多,如民用负荷、商用负荷、工业负荷等等，工业负荷中的大型电动机频繁启停对系统的冲击巨大，对选线装置的影响也十分严重。本发明中设计此应用项目，模拟线路末端分别带电阻性负荷、电感性负荷、电动机负荷或各种负荷的组合，并模拟线路各种接地故障，验证不同负荷对装置性能影响。
[0031](IO)PT断线模拟应用:模拟PT断线或断相且发生各种接地故障，验证选线装置电压启动条件；
[0032](Il)CT断线模拟应用:模拟CT断线或断相切发生各种接地故障，观察选线装置动作情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1是小电流选线装置性能试验平台接线示意图；
[0034]图2是小电流选线装置性能试验平台时仿真器(RTDS)内的接线示意图。
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图对本发明实施例做进一步详述，需要强调的是，以下实施方式是说明性的，而不是限定性的，不能以此实施方式作为对本发明的限定。
[0036]一种小电流接地选线装置性能试验平台，如图1所示，该平台包括工作站及与工作站以太网连接的实时仿真器(RTDS )，实时仿真器(RTDS )与功率放大器连接，功率放大器采集实时仿真器(RTDS)内的各电流互感器(CT)的电流信号及电压互感器(PT)的电压信号后进行放大，功率放大器与小电流选线装置的输入连接，将放大后的电流及电压信号二次值输入给小电流选线装置，小电流选线装置的另一路输入直接与实时仿真器(RTDS)的位置信号输出端连接，小电流选线装置的输出与性能评价模块连接，向性能评价模块输出故障判别信号，同时性能评价模块与实时仿真器(RTDS)的故障位置信号输出端连接，接收实时仿真器(RTDS)的故障位置信号。
[0037]如图2所示，在所述实时仿真器(RTDS)中设置有配电网等效电源SI，母线M，在母线M与电网等效电源S1之间由变压器T连接，在母线M上安装电压互感器PT，在母线M上并列引出由断路器DLI串联电流互感器CTI构成的架空线路1、由断路器DL2串联电流互感器CT2构成的架空线路2、由断路器DL3串联电流互感器CT3构成的架空线路3及由断路器DL4串联电流互感器CT4构成的架空线路4。
[0038]本发明的创新点是:
[0039]一种小电流选线装置性能试验平台的应用方法，包括方法如下:
[0040](I)瞬时性故障模拟应用:在各架空线路、电缆线路的首端、中端、末端模拟单相金属性接地故障，故障相别分别为A、B、C相，故障持续时间为30ms?200ms ；
[0041](2)永久性故障模拟应用:在各架空线路、电缆线路的首端、中端、末端模拟单相永久性接地故障，故障相别分别为A、B、C相，故障持续时间大于IOs ；
[0042](3)电弧接地模拟应用:在各架空线路、电缆线路的首端、中端、末端模拟单相电弧接地故障，故障相别分别为A、B、C相，故障持续时间为30ms?200ms ；
[0043](4)高阻接地模拟应用:在各架空线路、电缆线路的首端、中端、末端模拟单相经高阻接地故障，故障相别分别为A、B、C相，故障持续时间为30ms?200ms，电阻值为I?50 Ω ；
[0044](5)故障合闸角模拟应用:在各架空线路、电缆线路的首端、中端、末端模拟单相金属性接地故障，故障合闸角为O?360度，每次试验以10度递增，观察选线装置在不同故障合闸角下的性能影响；
[0045](6)各相对地电容偏差模拟应用:模拟各架空线、电缆线路各相别对地电容不平衡条件下发生各种接地故障，偏差度为O至30% ；
[0046](7)零序CT变比不一致模拟应用:模拟各架空线、电缆线路的零序CT变比差异，偏差度为O?10%，模拟各种接地故障；
[0047](8)两CT并联试验模拟应用:将两架空线或两电缆线路的CT输出的电流信号并接入选线装置，在其中一条线路模拟各种接地故障，观察选线装置动作情况；
[0048](9)负荷影响模拟应用:线路末端分别带电阻性负荷、电感性负荷和电动机负荷，模拟线路各种接地故障，观察不同负荷对装置性能影响；
[0049]( 10)PT断线模拟应用:模拟PT断线或断相且发生各种接地故障，验证选线装置电压启动条件；
[0050](Il)CT断线模拟应用:模拟CT断线或断相切发生各种接地故障，观察选线装置动作情况。
【权利要求】
1.一种小电流选线装置性能试验平台的应用方法，其特征在于包括方法如下: (1)瞬时性故障模拟应用:在各架空线路、电缆线路的首端、中端、末端模拟单相金属性接地故障，故障相别分别为A、B、C相，故障持续时间为30ms~200ms ； (2)永久性故障模拟应用:在各架空线路、电缆线路的首端、中端、末端模拟单相永久性接地故障，故障相别分别为A、B、C相，故障持续时间大于IOs ； (3)电弧接地模拟应用:在各架空线路、电缆线路的首端、中端、末端模拟单相电弧接地故障，故障相别分别为A、B、C相，故障持续时间为30ms~200ms ； (4)高阻接地模拟应用:在各架空线路、电缆线路的首端、中端、末端模拟单相经高阻接地故障，故障相别分别为A、B、C相,故障持续时间为30ms~200ms，电阻值为I~50 Ω ； (5)故障合闸角模拟应用:在各架空线路、电缆线路的首端、中端、末端模拟单相金属性接地故障，故障合闸角为O~360度，每次试验以10度递增，观察选线装置在不同故障合闸角下的性能影响； (6)各相对地电容偏差模拟应用:模拟各架空线、电缆线路各相别对地电容不平衡条件下发生各种接地故障，偏差度为O至30% ； (7)零序CT变比不一致模拟应用:模拟各架空线、电缆线路的零序CT变比差异，偏差度为O~10%，模拟各种接地故障； (8)两CT并联试验模拟应用:将两架空线或两电缆线路的CT输出的电流信号并接入选线装置，在其中一条线路模拟各种接地故障，观察选线装置动作情况； (9)负荷影响模拟应用:线路末端分别带电阻性负荷、电感性负荷和电动机负荷，模拟线路各种接地故障，观察不同负荷对装置性能影响； (10)PT断线模拟应用:模拟PT断线或断相且发生各种接地故障，验证选线装置电压启动条件； (11)CT断线模拟应用:模拟CT断线或断相切发生各种接地故障，观察选线装置动作情况。
【文档编号】G01R35/00GK103472425SQ201310425068
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】刘涛, 李晓辉, 杜明, 王瑶, 赵玉新 申请人:国家电网公司, 国网天津市电力公司