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专利名称：一种小电流接地系统单相接地故障选线装置的选线功能测试方案的制作方法
技术领域：
本发明属电力系统选线功能测试方案。具体是一种对小电流接地系统单相接地故障选线装置的选线功能测试方案。
背景技术：
国内大量的小电流接地选线装置，采用的检测原理、功能设计、结构形式存在非常大的差异，性能特点也良莠不齐，给供电企业选择合适的产品带来了较大的困难。因此研究小电流接地选线装置选线功能验证测试方案具有十分重要的意义。配电网的中性点可以为不接地、经大电阻接地、经消弧线圈补偿接地，即小电流接地系统。若发生单相接地故障后，需要及时将故障线路确定，主要由选线装置完成选线功能。目前，对选线装置功能的验证主要利用多路交流电源发生器进行，无法模拟实际小电流接地系统电网的单相故障信号过程，因而不能完全测试选线装置在不同电网结构、不同故障情况下的选线功能。RTDS是加拿大Manitoba直流研究中心开发的、国际上最成熟的电力系统实时仿真系统，已在国内外得到广泛的应用，是一种可靠、有效的实时仿真实验仪器。

发明内容
本发明的目的是提供一种小电流接地系统单相接地故障选线装置的选线功能测试方案，满足对小电流单相故障选线装置功能验证，实现在小电流接地系统电网在不同电网结构、不同故障情况下的选线功能的测试与验证。本发明解决上述技术问题的技术方案是1. 一种小电流接地系统单相接地故障选线装置的选线功能测试方案，其系统结构由实时数字仿真系统RTDS、四路电压/六路电流功率放大器和小电流接地系统单相接地故障选线装置三个单元构成，其中小电流接地故障选线装置共有1 8台。2. 一种小电流接地系统单相接地故障选线装置的选线功能测试方案，包括以下步骤1)通过实时数字仿真系统RTDS设计构成小电流接地电网系统模型，输出相应节点信号，获得该电网的实时运行与故障信号。2)将从实时数字仿真系统RTDS获得的电网系统实时运行信号输给四路电压/六路电流功率放大器，四路电压、六路电流功率放大器将电压、电流信号放大到与实际电网相应节点一致的交流电信号。(3)四路电压/六路电流功率放大器输出的电网相应节点交流信号，输出接入小电流接地系统单相接地故障选线装置进行选线计算，并显示选线结果。上述的实时数字仿真系统RTDS可以通过模型设计构成不同结构的小电流接地电网系统、不同故障类型的单相接地形式。
上述四路电压/六路电流功率放大器，可接入1-8台选线装置，采用电压端口并联，电流端口串联的形式，以同时测试多台选线装置的选线功能。本发明提出的小电流接地系统单相接地故障选线装置选线功能测试方案，借助已有的实时数字仿真系统RTDS，利用其开放的输入、输出功能，将实际配电网模型，S卩小电流接地系统单相接地选线装置的运行环境建立在实时数字仿真系统RTDS之上，形成一套实时混合仿真系统。对于小电流接地故障选线技术和装置一直缺乏有效的行业标准和检验准则，供电企业在产品选型时存在无法可依、不能准确把握产品特点的现象，该测试平台的建立为小电流选择装置设计部门技术研究和运行单位的设备选型提供了技术依据和验证方法。本发明所述的功率放大器输出的四路电压信号、六路电流信号，可以满足8台小电流接地系统单相接地选线装置的功率要求，供多台装置同时进行选线功能测试使用。


图1是本发明方案结构示意图。图2是本发明的实时仿真系统RTDS工作流程示意图。图3是本发明的四路电压/六路电流功率放大器功能示意图。图4是本发明的小电流接地系统单相接地故障选线装置功能示意图。
具体实施例方式本发明提出的小电流接地系统单相接地故障选线装置的选线功能测试方案，包括以下步骤(1)通过实时数字仿真系统RTDS设计构成小电流接地电网系统模型，输出相应节点信号，获得该电网的实时运行与故障信号。本发明采用的实时数字仿真系统RTDS，它是制造厂商生产的一种实时数字仿真系统。在实时数字仿真系统RTDS中建立小电流接地配电网系统，包括电源、变压器、可由电缆或者架空线或者他们混合构成的多条供电出线、用电负荷的仿真计算模型。可设置不同情况的单相故障，可将RTDS仿真系统中电网母线的交流相电压队、队、扎、3倍零序电压3队、各条出线的3倍零序电流31(1」，]_ = 1,2,3....取出，这些输出量经过比例环节被限制在峰-峰值为10伏的电压内。通过RTDS的运行，获得电网实时输出的各种信号。(2)将从RTDS获得的电网系统实时运行信号输给多路电压、电流功率放大器，功率放大器将电压、电流信号放大到与实际电网相应节点一致的交流电信号。本发明所述四路电压/六路电流功率放大器，将RTDS输出的相电压Ua、Ub、U。分别放大为额定值57. 7V (有效值)、3倍零序电压3Uq放大为额定值100V(有效值)；将RTDS输出的六路3倍零序电流 31。(以电压信号输出)，放大为额定电流为IA/或者5A的输出电流。经功率放大器输出的这些电压和电流，即为所仿真的小电流接地电网系统在某种运行条件下的实时电信号，作为故障选线装置的选线输入工作信号。(3)功率放大器输出的电网相应节点交流信号，输出接入小电流接地系统单相接地故障选线装置进行选线计算，并显示选线结果。本发明所述小电流接地系统单相接地选线装置为被测试装置，它是厂商按照选线原理并由硬件和软件组成的具有小电流接地系统单相接地选线功能的设备。以下结合附图对本发明作进一步说明。本发明提出的小电流接地系统单相接地故障选线装置的选线功能测试方案，其系统结构如图1所示，系统结构由实时数字仿真系统RTDS、四路电压/六路电流功率放大器和小电流接地系统单相接地故障选线装置三个单元构成，其中小电流接地故障选线装置共有 1 8台。实时仿真系统RTDS工作流程如图2所示，在实时仿真系统RTDS上构建一个所需的小电流接地电网系统。其工作流程为1)选定电网系统并确定各元件参数，设置某条供电线路的某一相发生某种类型的接地故障建立被仿真电网的模型及故障形式；2)对所建立的电网模型进行编译；3)启动进行实时仿真运行；4)选定电网节点的电压/电流信号经 D/A转换后形成小电压信号(最大峰峰值10V)输出。这些输出信号为电网运行的实时信号，作为功率放大器的输入。四路电压、六路电流功率放大器功能如图3所示，来自实时仿真系统RTDS输出的模拟信号为电压量和电流量的小信号电压。四路电压经过通道隔离5，进入V-V转换放大环节7 ；六路电流通道经过通道隔离6，进入V-I转换放大环节8。各路功率信号均设置了 9 的保护电路。最后形成四路电压输出和六路电流输出。额定值输出时，相电压为57. 7V有效值、3U0为100V有效值、310为IA或5A有效值。这些电压/电流输出信号提供给被测试的1-8台选线装置。小电流接地系统单相接地故障选线装置功能如图4所示，来自功率放大器的电压、电流信号，代表了仿真电网在故障时的信息。选线装置中，安排了如10的多路(例如四路)电压输入与隔离通道，实现V/V变换；安排了如11的多路(例如六路)电流输入与隔离通道，实现I/V变换。经过变换为所要求电压(如峰峰值10V)的输入信号进入到如12 的多路同步数据采集环节，获得模拟/数字转换的数字信号，由13的DSP/ARM微控制器进行数字计算与处理，获得对电网单相接地故障的选线结果，并由LCD显示输出。
权利要求
1.一种小电流接地系统单相接地故障选线装置的选线功能测试方案，其特征在于，其系统结构由实时数字仿真系统RTDS、四路电压/六路电流功率放大器和小电流接地系统单相接地故障选线装置三个单元构成，其中小电流接地故障选线装置共有1 8台。
2.—种小电流接地系统单相接地故障选线装置的选线功能测试方案，其特征在于，包括以下步骤1)通过实时数字仿真系统RTDS设计构成小电流接地电网系统模型，输出相应节点信号，获得该电网的实时运行与故障信号；2)将从实时数字仿真系统RTDS获得的电网系统实时运行信号输给四路电压/六路电流功率放大器，四路电压、六路电流功率放大器将电压、电流信号放大到与实际电网相应节点一致的交流电信号；(3)四路电压/六路电流功率放大器输出的电网相应节点交流信号，输出接入小电流接地系统单相接地故障选线装置进行选线计算，并显示选线结果。
3.根据权利要求1所述的小电流接地系统单相接地故障选线装置的选线功能测试方案，其特征在于实时数字仿真系统RTDS可以通过模型设计构成不同结构的小电流接地电网系统、不同故障类型的单相接地形式。
4.根据权利要求1所述的小电流接地系统单相接地故障选线装置的选线功能测试方案，其特征在于四路电压/六路电流功率放大器，可接入1-8台选线装置，采用电压端口并联，电流端口串联的形式，以同时测试多台选线装置的选线功能。
全文摘要
本发明公开了一种小电流接地系统单相接地故障选线装置的选线功能测试方案。其系统结构包括实时数字仿真系统RTDS，四路电压/六路电流功率放大器和1-8台小电流接地系统单相接地故障选线装置。在实时数字仿真系统RTDS中建立小电流接地配电网系统，设置单相故障类型，通过运行获得配电网相关实时电气信息；通过多路电压、电流功率放大器将信号放大成配电网变电站二次信号值；小电流接地单相故障选线装置接入这些电气信号，形成对选线装置进行功能测试的平台。在该平台上即可对选线装置进行在不同电网结构、不同故障情况下的选线功能的检验测试。还可对同一种、多台选线装置进行功能测试，或者对不同型号和原理的选线装置同时进行功能测试对比检验。
文档编号G01R35/00GK102435970SQ20111027123
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者丁涛, 俞小勇, 张承学, 李克文, 谢雄威, 高立克 申请人:广西电网公司电力科学研究院, 武汉大学