种接地方式即:不接地、经销弧线圈(欠补偿、过补偿)接地、经电阻接地。如图1中10kV线右端部分所示，建立各种架空线路或电缆线路模型，并在每条线路上预设故障点，在线路末端增加各种类型模拟负荷。
[0029]其次利用已建立的配电变压器模型和架空线路或电缆线路模型以及负荷模型组网搭建10kV低压配电网模型，在该10kV低压配电网模型中配电变压器、各种输电线路和消弧线圈等元件的精确模拟参数均已知。
[0030]最后在模拟架空线路、模拟电缆线路首端上三相串接加装磁平衡法绕线式零序电流互感器，绕线式零序电流互感器的付方绕组接继电保护装置和故障录波装置由此完成含线路零序电流检测的10kv或35kV配电网模型。
[0031]本发明提供的一种基于配电网物理模型中的线路零序电流模拟与检测方法，其具体构建过程为:
[0032]第1步，如图1中10kV线左端部分所示，建立配电变压器模型，其中变压器24T中性点设计为不接地、经消弧线圈接地、经电阻接地三种接地方式。
[0033]第2步，如图1中10kV线右端部分所示，建立各种线路模型，并在每一条线路接入故障模拟单元和模拟负载，使每一条线路的可进行各种短路实验，各种线路模型的建立方式如图2中所示的方式建立，其中线路建模的各参数包括:Z1为模拟线路的正序阻抗；Zn为模拟线路的中线阻抗；C1为模拟线路的正序电容；Cn为模拟线路的中线电容。
[0034]第2.1步模拟架空线路或电缆线路的参数计算，根据原型配电网系统中的各输电线路类型，计算出原型线路参数，依据原型系统与模型系统的各种模拟比计算出模型系统的各种线路参数。
[0035]第2.2步建立架空线路模型，包括31型接线及同杆并架线路。
[0036]第2.3步建立电缆线路模型，包括31型接线线路。
[0037]第2.4步建立各种负荷模型，包含模拟旋转负荷、模拟静止负荷以及不同大小的各种工况。
[0038]第2.5步建立母线、线路开关模型。
[0039]第2.6步在每一条线路接入故障模拟单元，包含单相接地故障、相间短路故障、两相短路接地故障、三相短路故障等。
[0040]第3步利用已建立的无穷大电源和配电变压器模型和各种线路模型组网搭建如附图1所示的10kv配电网模型，该10kV模型网络由5条架空输电线路和1条电缆线路接成辐射状，带6组负载运行；变压器、输电线和消弧线圈等元件的精确模拟参数已知，该精确参数是指模拟配电网额定运行电压、额定电流、基准功率、线路阻抗、线路容抗等系统参数及相关设备参数如模拟负荷的参数、模拟变压器的参数、模拟消弧线圈等设备的参数。
[0041]当然在实际的模拟应用需求中，架空输电线路和电缆线路的分支的条数可以为多条，并且负载的数目也可以根据实际需求设置成多组。
[0042]第4步在模拟架空线路、模拟电缆线路首端上三相串接加装磁平衡法绕线式零序电流互感器(如图1中CT0)，绕线式零序电流互感器的付方绕组接继电保护装置和故障录波装置由此完成含线路零序电流检测的10kV配电网模型。其零序电流测试如图3中所示。
[0043]在另外的实施例中，可以对配电变压器中性点经消弧线圈或者电阻接地的变压器中性点零序电流进行具有检测，零序电流互感器接入中性点的示意图如图4所示。
[0044]本发明通过改变模拟变压器中性点各种接地方式实现配电网各种运行工况，通过模拟比计算，保证模型架空线路、电缆线路的正序、负序和零序阻抗以及容抗参数和原型线路的系统参数一致，同时也能很好的模拟原型线路运行参数，在单相接地故障时有零序电流产生，为动态测试继电保护装置提供测试源；
[0045]本发明方法考虑到当中性点不接地或者经消弧线圈接地的配电网单相接地故障时产生的零序电流非常小的特点，采用磁平衡法绕线式零序电流互感器，将三相线路和副方绕组绕在同一个环形铁芯上，通过磁平衡原理大大提高了零序电流互感器的二次电流值和测量精度，所构建的模型能够全面真实地反映各种线路各种运行工况，很好地解决了小电流接地系统动态模拟实验出现的问题。
[0046]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于配电网物理模型中的线路零序电流模拟与检测方法，所述配电网包括绕线式零序电流互感器、继电保护装置和故障录波装置，其特征在于，该方法包括以下步骤: (1)建立无穷大电源和配电变压器模型，使所述配电变压器中性点具有不接地、经消弧线圈接地、经电阻接地三种接地方式，其中所述中性点经消弧线圈接地有欠补偿、过补偿运行方式； (2)建立架空线路或电缆线路模型，并在每条线路上预设故障点，在线路末端增加各种类型模拟负荷； (3)利用经过所述步骤(1)中的所述配电变压器和经过所述步骤(2)中获得的架空线路或电缆线路模型以及负荷模型组网搭建10kV或35kV配电网模型； (4)在所述步骤(3)中获得是所述配电网模型中的架空线路模型、电缆线路模型首端上三相串接加装磁平衡法绕线式零序电流互感器，所述绕线式零序电流互感器的付方绕组接继电保护装置和故障录波装置，由此完成含线路零序电流检测的10kV或35kV配电网模型，采用所述配电网模型来实现所述线路零序电流的模拟和所述检测方法。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤⑵包含以下子步骤: (2-1)所述架空线路或所述电缆线路模型的参数计算，根据原型配电网系统中的各输电线路类型，计算出原型线路参数，依据原型系统与模型系统的功率模拟比、电流模拟比、电压模拟比、阻抗模拟比，计算出模型系统的各种线路参数、各种负荷参数； (2-2)根据原型系统建立架空线路模型； (2-3)根据原型系统建立电缆线路模型； (2-4)根据原型系统建立各种负荷模型； (2-5)根据原型系统建立母线、线路开关模型； (2-6)根据试验研究需要接入故障模拟单元。3.—种基于配电网物理模型中的线路零序电流模拟与检测方法，所述配电网包括继电保护装置、故障录波装置和绕线式零序电流互感器，所述方法包括步骤(1)建立10kV或35kV配电网模型；其特征在于，该方法还包括步骤(2)所述绕线式零序电流互感器的付方绕组接继电保护装置和故障录波装置。
【专利摘要】本发明公开了一种基于配电网物理模型中的线路零序电流模拟与检测方法，属于电力系统配电自动化领域；现有的检测方法实际负载阻抗和零序电流互感器的容量不一致时将会出现较大的误差；本发明提供的方法将三相线路和副方绕组绕在同一个环形铁芯上，通过磁平衡原理大大提高了零序电流互感器的二次电流值和测量精度。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN105372521
【申请号】CN201510712909
【发明人】张凤鸽, 杨德先
【申请人】华中科技大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月28日