專利名稱：一種小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置的選線功能測試方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬電力系統(tǒng)選線功能測試方案。具體是一種對小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置的選線功能測試方案。
背景技術(shù)：
國內(nèi)大量的小電流接地選線裝置，采用的檢測原理、功能設(shè)計、結(jié)構(gòu)形式存在非常大的差異，性能特點也良莠不齊，給供電企業(yè)選擇合適的產(chǎn)品帶來了較大的困難。因此研究小電流接地選線裝置選線功能驗證測試方案具有十分重要的意義。配電網(wǎng)的中性點可以為不接地、經(jīng)大電阻接地、經(jīng)消弧線圈補(bǔ)償接地，即小電流接地系統(tǒng)。若發(fā)生單相接地故障后，需要及時將故障線路確定，主要由選線裝置完成選線功能。目前，對選線裝置功能的驗證主要利用多路交流電源發(fā)生器進(jìn)行，無法模擬實際小電流接地系統(tǒng)電網(wǎng)的單相故障信號過程，因而不能完全測試選線裝置在不同電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、不同故障情況下的選線功能。RTDS是加拿大Manitoba直流研究中心開發(fā)的、國際上最成熟的電力系統(tǒng)實時仿真系統(tǒng)，已在國內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用，是一種可靠、有效的實時仿真實驗儀器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置的選線功能測試方案，滿足對小電流單相故障選線裝置功能驗證，實現(xiàn)在小電流接地系統(tǒng)電網(wǎng)在不同電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、不同故障情況下的選線功能的測試與驗證。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是1. 一種小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置的選線功能測試方案，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由實時數(shù)字仿真系統(tǒng)RTDS、四路電壓/六路電流功率放大器和小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置三個單元構(gòu)成，其中小電流接地故障選線裝置共有1 8臺。2. 一種小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置的選線功能測試方案，包括以下步驟1)通過實時數(shù)字仿真系統(tǒng)RTDS設(shè)計構(gòu)成小電流接地電網(wǎng)系統(tǒng)模型，輸出相應(yīng)節(jié)點信號，獲得該電網(wǎng)的實時運行與故障信號。2)將從實時數(shù)字仿真系統(tǒng)RTDS獲得的電網(wǎng)系統(tǒng)實時運行信號輸給四路電壓/六路電流功率放大器，四路電壓、六路電流功率放大器將電壓、電流信號放大到與實際電網(wǎng)相應(yīng)節(jié)點一致的交流電信號。(3)四路電壓/六路電流功率放大器輸出的電網(wǎng)相應(yīng)節(jié)點交流信號，輸出接入小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置進(jìn)行選線計算，并顯示選線結(jié)果。上述的實時數(shù)字仿真系統(tǒng)RTDS可以通過模型設(shè)計構(gòu)成不同結(jié)構(gòu)的小電流接地電網(wǎng)系統(tǒng)、不同故障類型的單相接地形式。
上述四路電壓/六路電流功率放大器，可接入1-8臺選線裝置，采用電壓端口并聯(lián)，電流端口串聯(lián)的形式，以同時測試多臺選線裝置的選線功能。本發(fā)明提出的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置選線功能測試方案，借助已有的實時數(shù)字仿真系統(tǒng)RTDS，利用其開放的輸入、輸出功能，將實際配電網(wǎng)模型，S卩小電流接地系統(tǒng)單相接地選線裝置的運行環(huán)境建立在實時數(shù)字仿真系統(tǒng)RTDS之上，形成一套實時混合仿真系統(tǒng)。對于小電流接地故障選線技術(shù)和裝置一直缺乏有效的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和檢驗準(zhǔn)則，供電企業(yè)在產(chǎn)品選型時存在無法可依、不能準(zhǔn)確把握產(chǎn)品特點的現(xiàn)象，該測試平臺的建立為小電流選擇裝置設(shè)計部門技術(shù)研究和運行單位的設(shè)備選型提供了技術(shù)依據(jù)和驗證方法。本發(fā)明所述的功率放大器輸出的四路電壓信號、六路電流信號，可以滿足8臺小電流接地系統(tǒng)單相接地選線裝置的功率要求，供多臺裝置同時進(jìn)行選線功能測試使用。


圖1是本發(fā)明方案結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的實時仿真系統(tǒng)RTDS工作流程示意圖。圖3是本發(fā)明的四路電壓/六路電流功率放大器功能示意圖。圖4是本發(fā)明的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置功能示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提出的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置的選線功能測試方案，包括以下步驟(1)通過實時數(shù)字仿真系統(tǒng)RTDS設(shè)計構(gòu)成小電流接地電網(wǎng)系統(tǒng)模型，輸出相應(yīng)節(jié)點信號，獲得該電網(wǎng)的實時運行與故障信號。本發(fā)明采用的實時數(shù)字仿真系統(tǒng)RTDS，它是制造廠商生產(chǎn)的一種實時數(shù)字仿真系統(tǒng)。在實時數(shù)字仿真系統(tǒng)RTDS中建立小電流接地配電網(wǎng)系統(tǒng)，包括電源、變壓器、可由電纜或者架空線或者他們混合構(gòu)成的多條供電出線、用電負(fù)荷的仿真計算模型?？稍O(shè)置不同情況的單相故障，可將RTDS仿真系統(tǒng)中電網(wǎng)母線的交流相電壓隊、隊、扎、3倍零序電壓3隊、各條出線的3倍零序電流31(1」，]_ = 1,2,3....取出，這些輸出量經(jīng)過比例環(huán)節(jié)被限制在峰-峰值為10伏的電壓內(nèi)。通過RTDS的運行，獲得電網(wǎng)實時輸出的各種信號。(2)將從RTDS獲得的電網(wǎng)系統(tǒng)實時運行信號輸給多路電壓、電流功率放大器，功率放大器將電壓、電流信號放大到與實際電網(wǎng)相應(yīng)節(jié)點一致的交流電信號。本發(fā)明所述四路電壓/六路電流功率放大器，將RTDS輸出的相電壓Ua、Ub、U。分別放大為額定值57. 7V (有效值)、3倍零序電壓3Uq放大為額定值100V(有效值)；將RTDS輸出的六路3倍零序電流 31。(以電壓信號輸出)，放大為額定電流為IA/或者5A的輸出電流。經(jīng)功率放大器輸出的這些電壓和電流，即為所仿真的小電流接地電網(wǎng)系統(tǒng)在某種運行條件下的實時電信號，作為故障選線裝置的選線輸入工作信號。(3)功率放大器輸出的電網(wǎng)相應(yīng)節(jié)點交流信號，輸出接入小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置進(jìn)行選線計算，并顯示選線結(jié)果。本發(fā)明所述小電流接地系統(tǒng)單相接地選線裝置為被測試裝置，它是廠商按照選線原理并由硬件和軟件組成的具有小電流接地系統(tǒng)單相接地選線功能的設(shè)備。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明提出的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置的選線功能測試方案，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由實時數(shù)字仿真系統(tǒng)RTDS、四路電壓/六路電流功率放大器和小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置三個單元構(gòu)成，其中小電流接地故障選線裝置共有 1 8臺。實時仿真系統(tǒng)RTDS工作流程如圖2所示，在實時仿真系統(tǒng)RTDS上構(gòu)建一個所需的小電流接地電網(wǎng)系統(tǒng)。其工作流程為1)選定電網(wǎng)系統(tǒng)并確定各元件參數(shù)，設(shè)置某條供電線路的某一相發(fā)生某種類型的接地故障建立被仿真電網(wǎng)的模型及故障形式；2)對所建立的電網(wǎng)模型進(jìn)行編譯；3)啟動進(jìn)行實時仿真運行；4)選定電網(wǎng)節(jié)點的電壓/電流信號經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換后形成小電壓信號(最大峰峰值10V)輸出。這些輸出信號為電網(wǎng)運行的實時信號，作為功率放大器的輸入。四路電壓、六路電流功率放大器功能如圖3所示，來自實時仿真系統(tǒng)RTDS輸出的模擬信號為電壓量和電流量的小信號電壓。四路電壓經(jīng)過通道隔離5，進(jìn)入V-V轉(zhuǎn)換放大環(huán)節(jié)7 ；六路電流通道經(jīng)過通道隔離6，進(jìn)入V-I轉(zhuǎn)換放大環(huán)節(jié)8。各路功率信號均設(shè)置了 9 的保護(hù)電路。最后形成四路電壓輸出和六路電流輸出。額定值輸出時，相電壓為57. 7V有效值、3U0為100V有效值、310為IA或5A有效值。這些電壓/電流輸出信號提供給被測試的1-8臺選線裝置。小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置功能如圖4所示，來自功率放大器的電壓、電流信號，代表了仿真電網(wǎng)在故障時的信息。選線裝置中，安排了如10的多路(例如四路)電壓輸入與隔離通道，實現(xiàn)V/V變換；安排了如11的多路(例如六路)電流輸入與隔離通道，實現(xiàn)I/V變換。經(jīng)過變換為所要求電壓(如峰峰值10V)的輸入信號進(jìn)入到如12 的多路同步數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)，獲得模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號，由13的DSP/ARM微控制器進(jìn)行數(shù)字計算與處理，獲得對電網(wǎng)單相接地故障的選線結(jié)果，并由LCD顯示輸出。
權(quán)利要求
1.一種小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置的選線功能測試方案，其特征在于，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由實時數(shù)字仿真系統(tǒng)RTDS、四路電壓/六路電流功率放大器和小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置三個單元構(gòu)成，其中小電流接地故障選線裝置共有1 8臺。
2.—種小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置的選線功能測試方案，其特征在于，包括以下步驟1)通過實時數(shù)字仿真系統(tǒng)RTDS設(shè)計構(gòu)成小電流接地電網(wǎng)系統(tǒng)模型，輸出相應(yīng)節(jié)點信號，獲得該電網(wǎng)的實時運行與故障信號；2)將從實時數(shù)字仿真系統(tǒng)RTDS獲得的電網(wǎng)系統(tǒng)實時運行信號輸給四路電壓/六路電流功率放大器，四路電壓、六路電流功率放大器將電壓、電流信號放大到與實際電網(wǎng)相應(yīng)節(jié)點一致的交流電信號；(3)四路電壓/六路電流功率放大器輸出的電網(wǎng)相應(yīng)節(jié)點交流信號，輸出接入小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置進(jìn)行選線計算，并顯示選線結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置的選線功能測試方案，其特征在于實時數(shù)字仿真系統(tǒng)RTDS可以通過模型設(shè)計構(gòu)成不同結(jié)構(gòu)的小電流接地電網(wǎng)系統(tǒng)、不同故障類型的單相接地形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置的選線功能測試方案，其特征在于四路電壓/六路電流功率放大器，可接入1-8臺選線裝置，采用電壓端口并聯(lián)，電流端口串聯(lián)的形式，以同時測試多臺選線裝置的選線功能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置的選線功能測試方案。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括實時數(shù)字仿真系統(tǒng)RTDS，四路電壓/六路電流功率放大器和1-8臺小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線裝置。在實時數(shù)字仿真系統(tǒng)RTDS中建立小電流接地配電網(wǎng)系統(tǒng)，設(shè)置單相故障類型，通過運行獲得配電網(wǎng)相關(guān)實時電氣信息；通過多路電壓、電流功率放大器將信號放大成配電網(wǎng)變電站二次信號值；小電流接地單相故障選線裝置接入這些電氣信號，形成對選線裝置進(jìn)行功能測試的平臺。在該平臺上即可對選線裝置進(jìn)行在不同電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、不同故障情況下的選線功能的檢驗測試。還可對同一種、多臺選線裝置進(jìn)行功能測試，或者對不同型號和原理的選線裝置同時進(jìn)行功能測試對比檢驗。
文檔編號G01R35/00GK102435970SQ20111027123
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者丁濤, 俞小勇, 張承學(xué), 李克文, 謝雄威, 高立克 申請人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 武漢大學(xué)