一种小电流接地系统选线装置通用测试系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种小电流接地系统选线装置通用测试系统及方法。
【背景技术】
[0002] 小电流接地系统单相接地选线装置（W下简称选线装置），用于变压器中性点非 有效接地的供电系统接地故障选线定位。当发生单相接地故障时，选线装置应能够准确、可 靠地选出故障线路及故障相，W便运行人员及时消除故障，防止单相接地发展成为两点或 多点接地，有效避免停电范围扩大，促进电网安全稳定运行。
[0003] 小电流接地选线技术发展迅速，众多工作方式不同、选线原理不同、硬件结构和软 件算法各异的装置选线性能也不尽相同，对准确把握选线技术的发展和各类型装置的性能 造成了较大困难。国内对于小电流接地故障选线的技术和装置一直缺乏系统性的测试技术 手段，现有技术不能全面、准确模拟小电流接地故障时的特征，并且很多现场测试项目仅仅 对少数常见简单故障类型进行测试，不具有普遍性。
[0004] 目前安装或运行于配电网中的小电流接地选线装置设及到数十个厂家及产品型 号，亟需一种针对不同类型装置进行测试的通用测试方法，对配电网可能发生的各种故障 类型进行综合、全面的测试和评估。
【发明内容】
[0005] 本发明为了解决上述问题，提出了一种小电流接地系统选线装置通用测试系统及 方法，本方法基于RTDS实时数字仿真系统，能够对被动型选线装置、中电阻型选线装置进 行通用测试，可应用于选线装置选线功能性能测试、不同类型选线装置故障选线功能性能 比对测试。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] 一种小电流接地系统选线装置通用测试系统，包括RTDS系统运算板卡、GTDI开 关量输入模块、GTA0模拟量输出模块和功率放大器，其中，RTDS系统运算板卡进行仿真运 算，仿真模拟得到二次电压值、电流值，通过GTA0模拟量输出模块实时输出为小电压信号， 小电压信号通过功率放大器放大成为与仿真计算结果一致的模拟二次交流电压、电流量， 传输到选线装置上，选线装置经自身算法判定故障线路，给出选线跳闽信号，选线结果通过 GTDI开关量输入模块反馈开关量给RTDS系统运算板卡。
[0008] 一种小电流接地系统选线装置通用测试方法，包括W下步骤：
[0009] (1)建立功能电路仿真模型，利用若干个不同阻抗值的电容器模拟若干条配电网 出线的对地电容，单相电压源模拟配电网发生单相接地故障时刻的二次零序电压源，并连 接接地消弧线圈和并联中值电阻；
[0010] 似利用功能电路仿真模型，对被测装置进行初步的选线功能测试；
[0011] (3)根据真实参数建立配电网仿真模型，仿真不同类型馈线线路接地故障，并根据 配电网仿真模型对被测装置详细进行全面的选线性能测试；
[0012] (4)采集配电网现场接地故障录波数据，按照故障类型分类，利用RTDS系统再现 故障工况，构建故障录波回放仿真模型；
[0013] (5)根据故障录波回放仿真模型对被测装置进行选线性能测试。
[0014] 所述步骤（1)中，建立功能电路仿真模型，采用若干个不同阻抗值的电容器模拟 若干条配电网出线的对地电容，采用单相电压源模拟配电网发生单相接地故障时刻的二次 零序电压源，电感L模拟中性点经消弧线圈接地，并联中值电阻按比例折算至二次值并与 电感L并联。
[001引所述步骤似中，依次设定二次零序电压源谐波含量为不同值，分别开展测试，测 试包括：
[0016] (a)调节线路电阻使得接入电容器组的零序电压值为设定值，调整电容器阻抗值 保证工作电流为设定电流值；
[0017] 化）调节电感L阻抗值分别模拟过补偿、全补偿、欠补偿补偿方式下，通过控制模 拟二次零序电压源接入点模拟不同支路上发生稳定接地故障、间歇弧光接地故障；
[0018] (C)每种故障类型反复进行多次测试，记录设定电压值条件下各被测装置故障启 动性能测试结果；
[0019] (d)调节线路电阻使得接入电容器组的零序电压值为第二设定值，调整电容器阻 抗值保证工作电流为第二设定电流值；
[0020] (e)调节电感L阻抗值分别模拟过补偿、全补偿、欠补偿补偿方式下，不同支路上 发生稳定接地故障、间歇弧光接地故障；
[0021] (f)每种故障类型反复进行多次测试，记录第二设定值条件下各被测装置故障启 动性能测试结果。
[0022] 所述步骤（3)，建立配网仿真模型，根据相应的配电网典型参数，建立架空线路仿 真模型和电缆线路仿真模型，组成配电网仿真模型。
[0023] 所述步骤（3)中，利用配电网仿真模型，依次设定二次零序电压源谐波含量为不 同值，分别开展如下测试：
[0024] (3-1)调节消弧线圈补偿方式为过补偿方式，脱谐度为-5%~-10% ;
[00巧](3-2)调节故障控制旋钮，分别在线路首端、线路中段、线路末端不同位置进行金 属性接地、弧光接地、间歇金属性接地、间歇弧光接地四类故障测试；
[00%] (3-3)调节故障接地参数，分别在线路首端、线路中段、线路末端不同位置进行高 阻接地故障测试；
[0027] (3-4)调节故障控制逻辑，进行转换性故障、发展性故障和多点接地故障的复杂故 障类型测试；
[0028] (3-5)调节配电网系统参数，模拟系统Ξ相不平衡工况条件下，分别在线路首端、 线路中段、线路末端不同位置进行单相接地故障测试；
[0029] (3-6)调节消弧线圈补偿方式为欠补偿方式，脱谐度为5%~10%，重复 (3-2)-(3-5)步骤进行测试；
[0030] (3-7)调节消弧线圈补偿方式为全补偿方式，脱谐度为-0.5%~+0.5%，重复 (3-2)-(3-4)步骤进行测试；
[0031] (3-8)W上所有测试项目中，每种故障类型反复进行多次，记录被测装置故障启动 性能、故障选线性能。
[0032]所述步骤（4)中，建立故障录波回放仿真模型，提前收集配电网现场接地故障录 波数据，利用RTDS系统的回放功能真实再现故障工况，借助现场数据对被测装置进行现场 复杂运行工况下选线能力测试测试。 阳03；3] 所述步骤妨中，测试方法包括：
[0034] (5-1)对所收集到的配电网现场接地故障录波数据进行分析，对应被动型、中电阻 型两大类，分别筛选典型的故障录波数据；
[0035] (5-2)按照金属性接地、弧光接地、间歇金属性接地、间歇弧光接地、高阻接地、多 点接地、发展性故障等类别对故障录波数据进行分类；
[0036] (5-3)对录波数据进行整理，选出故障线路及与之同母线线路的零序电流、母线电 压通道，并形成统计表格文档；
[0037] 巧-4)依次回放各录波波形文件，每次回放重复多次，记录测试结果。
[00測所述步骤（5)中，按照表1的方式记录测试结果：
[0039] 表1不同类型装置故障录波数据回放测试点
[0040]
阳041] 本发明的有益效果为：
[0042] (1)提出的小电流接地系统被动型、中电阻型选线装置通用测试方法能够同时进 行被动型选线装置、中电阻型选线装置的选线功能性能测试，便于实现同种故障条件下两 类型装置测试结果的比对；
[0043] (2)测试项目包括不同系统工况、不同运行条件、不同故障类型的选线定位功能性 能比对测试，基本涵盖了配电网可能发生的小电流接地系统接地故障类型；
[0044] (3)故障录波回放测试部分真实再现接地故障发生时刻的系统运行情况，最大程 度地还原配电网现场接地故障真实工况，同时避免了人工接地等试验项目对电网安全产生 的影响； W45] (4)功能电路测试、小型配电网测试和故障录波回放测试S个模块分别采用不同 的仿真建模原理进行测试，能够达到测试结果互相验证的目的，有效增强了测试结果的可 靠性；
[0046] 妨设及到的故障类型繁多，测试项目次数多，大量的测试项目能够实现对各选线 装置故障选线定位功能性能稳定性的测试。
【附图说明】
[0047] 图1为本发明的功能电路仿真模型示意图；
[0048] 图2为本发明的配电网仿真模型示意图；
[0049] 图3为本发明的故障录波回放仿真模型示意图；
[0050] 图4为本发明的闭环测试平台示意图