CN102073027B - 一种故障指示器动作性能的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种配电线路短路故障指示器动作可靠性的检测方法，属于电力配电系统领域。本发明基于35kV及以下配电线路在发生短路故障和一些扰动特点，通过模拟配电线路发生短路和扰动时的特征波形，检验短路故障指示器能否在线路发生短路故障和扰动时正确动作与防误动的试验方法。试验项目包括：短路故障性能试验、重合闸最小识别时间功能试验、临近干扰试验、负荷波动防误报警试验、变压器空载合闸涌流防误报警试验、线路突合负载涌流防误报警试验、人工投切大负荷防误报警试验、非故障相重合闸合闸涌流防误报警试验。
Description
技术领域
本发明提出了一种配电线路短路故障指示器动作可靠性的检测方法，属于电力配电系统领域。
背景技术
随着国民经济的发展，全国用电负荷持续增长，尤其在配电网系统中，线路分支越来越多、运行情况复杂，发生短路的情况时有发生，在发生故障后故障区段(位置)难以确定，给检修工作带来不小的困难，尤其是偏远地区，查找起来更是费时费力，影响了供电可靠性，给国民生产和人民生活带来的很大的损失。为了转变这种情况，一种可以确定故障区段的短路线路故障指示器正被广泛应用到了配电系统当中。短路线路故障指示器可以做到在配电线路发生短路故障时及时确定故障区段、并发出故障报警指示(或信息)，大大缩短了故障区段查找时间，为快速排除故障、恢复正常供电，提供了有力保障。然而现在市场中短路型线路故障指示器种类繁多、鱼龙混杂，产品功能性能参差不齐。而配电线路发生故障时又十分复杂，各种参数量具有很大的随机性，短路线路故障指示器拒动、误动的现象时有发生，为了确保故障指示器的可靠和稳定运行，要求检测工作能够完成对故障指示器的各种功能性能参数的测定，根据国家电网公司的要求，按照国网公司企标规定的短路故障指示器入网条件，本发明研发出来一套能够模拟配电线路短路故障和扰动波形的试验方法，为确保配电线路故障指示器在配网系统发生短路故障时能够做出及时正确动作提供了有利保证。
发明内容
为了实现上述背景技术中的目的，本发明提出了一种配电线路短路故障指示器动作可靠性的检测方法，包括以下第一和第二部分：
第一部分：试验回路模拟配电线路发生短路时的故障电流波形，验证短路故障指示器动作性能试验，试验项目包括：
(1)短路故障性能试验：
(A)报警电流动作值试验：在模拟线路中通入正常运行状态下的负荷电流，经过一段时间后，电流突变到故障指示器报警设定值，电流持续时间为20-200ms；
(B)短路故障电流最短持续时间识别试验：在模拟线路中通入正常运行状态下的负荷电流，经过一段时间后，电流突变到故障指示器报警设定值，电流持续时间为20-40ms；
(2)重合闸最小识别时间功能试验：在模拟线路中通入正常运行状态下的负荷电流，当回路中的电流值变化超过设定的故障电流报警动作值，在大于规定的动作延时后又下降为零，停电0.2秒后，重合闸成功，电流恢复到故障前的负荷水平；
(3)临近干扰试验：在距离发生短路模拟线路400mm的模拟线路上安装故障指示器，测试发生短路故障线路对临近未发生短路故障线路上的故障指示器状态的影响；
第二部分：试验回路模拟配电线路发生扰动时的电流波形，验证短路故障指示防误动功能，试验项目包括：
(4)负荷波动防误报警试验：在模拟线路中通入正常运行状态下的负荷电流，回路中的电流变化超过设定的故障电流报警动作值，并在大于规定的动作延时后又下降为电流变化前的负荷电流值；
(5)变压器空载合闸涌流防误报警试验：模拟试验线路中的电流值从零突变并超过设定的故障电流报警动作值，且在大于规定的动作延时后又下降为零；
(6)线路突合负载涌流防误报警试验：模拟试验线路中的电流值从零突变并超过设定的故障电流报警动作值，且在大于规定的动作延时后又下降为正常负荷电流值；
(7)人工投切大负荷防误报警试验：在模拟试验线路中通入正常运行状态下的负荷电流，回路中的电流值变化超过设定的故障电流报警动作值，且在大于规定的最长动作延时后又下降为零；
(8)非故障相重合闸合闸涌流防误报警试验：在模拟试验线路中通入正常运行状态下的负荷电流，停电0.2秒后，回路中的电流值又从零突变并超过设定的故障电流报警动作值，且在大于规定的动作延时后又下降为零。
本发明的有益效果是：
本发明的方法可用于验证以电流作为动作判据的短路型故障指示器，在35kV线路发生短路故障时能否正确发出指示报警，以及线路扰动情况下是否发出误报警的试验方法。为规范市场、控制产品质量、统一产品标准要求，为电力企业采购和验收配电线路短路型故障指示器提供技术了重要依据。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1是依据本发明的检测方法的线路短路波形示意图；
附图2是依据本发明的检测方法的线路重合闸最小识别时间0.2秒波形示意图；
附图3是依据本发明的检测方法的负荷波动防误报警试验波形示意图；
附图4是依据本发明的检测方法的变压器空载合闸涌流防误报警试验波形示意图；
附图5是依据本发明的检测方法的线路突合负载涌流防误报警试验波形示意图；
附图6是依据本发明的检测方法的人工投切大负荷防误报警试验波形示意图；
附图7是依据本发明的检测方法的非故障相重合闸合闸涌流防误报警试验波形示意图；
附图8是依据本发明的检测方法的模拟回路接线图；
附图9是依据本发明的检测方法的试验流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明是基于35kV及以下配电线路在发生短路故障和一些扰动特点，通过模拟配电线路发生短路和扰动时的特征波形，检验短路故障指示器能否在线路发生短路故障和扰动时正确动作与防误动的试验方法。
模拟回路包括特征波形输出装置、波形记录仪、测量型互感器。特征波形输出装置包括程序控制器、可调电阻和电流线圈，程序控制器可以设定继电器动作顺序和时间，控制器外接端子串联接入可调电阻、电流线圈可输出试验电流。
根据35kV及以下配电线路的故障和扰动特点，使用短路故障指示器检测装置，此装置可以模拟配电线路短路故障以及扰动波形，此检测装置包含9个外接端子，K11、K12～K81、K82端子可以外接可调电阻，通过改变电阻值的大小来调试短路电流，K11、K12～K81、K82端子可任意选定，选定后可以设置动作时间和动作间隔时间，最后经K91、K92端子电流线圈输出电流。采样回路有电路互感器和波形记录仪组成，电流互感器串入电流线圈，两种型号变比分别为1000A/1V、3000A/1V。
本发明的试验方法真实模拟了以下配电线路故障参数：
1、配电线路短路故障电流(0～1000)A
2、配电线路短路跳闸最短动作时间在20ms～40ms；
3、配电线路重合闸的时间一般为0.2s左右；
试验项目：
1、短路性能试验
1.1报警电流动作值试验：
试验内容：模拟配电系统线路在正常的负荷方式下运行时突然发生短路的情况电流波形。此试验在常温下进行，实验室温度保持在20℃±2℃。在模拟回路中，将故障指示器安装在电流线圈上(检查卡线是否紧固)，施加正常负荷电流，在K11、K12端子之间接入电阻R1，施加短路报警电流，在K21、K22之间接入电阻R2，在K91、K92端子之间接入电流线圈，根据短路报警电流设定值调整R2改变短路报警电流，用波形记录仪记录试验波形，测出指示器短路报警电流值。此试验共进行三次，记录好原始数据。重复上述设定步骤，改变负荷电流值和短路电流值，其它参数不变，进行试验，记录好数据。
试验参数见表1-1。波形示意图如附图1所示
试验要求：短路电流报警值动作误差应不大于±20％，指示器应能根据负荷电流的变化自动调整短路电流报警值。
表1-1
1.2、短路故障电流最短持续时间识别试验：
试验内容：模拟配电系统线路在正常的负荷方式下运行时突然发生短路的情况电流波形如图1所示，此试验在常温下进行，实验室温度保持在20℃±2℃。将故障指示器安装在电流线圈上(检查卡线是否紧固)，施加正常负荷电流，在K11、K12端子之间接入电阻R1，施加短路报警电流，在K21、K22之间接入电阻R2，在K91、K92端子之间接入电流线圈。调整短路电流持续时间，用波形记录仪记录试验波形，测出指示器短路报警电流持续时间。此试验共进行三次，记录好原始数据。
表1-2
试验要求：可识别的短路电流持续时间应在(20ms～40ms)之间；
2、重合闸最小识别时间功能试验：
试验内容：此试验在常温下进行，实验室温度保持在20℃±2℃。模拟配电系统线路在正常的负荷方式下运行，线路突然发生短路，线路跳闸，经0.2s后线路重合闸成功，恢复到故障前正常负荷下运行。在K11、K12之间接入电阻R1，K21、K22之间接入R2，K31、K22之间不接电阻，K41、K42之间接入电阻R3，电流经K91、K92接电流线圈输出。用波形记录仪记录试验波形，检查负荷电流和报警电流、时间参数是否达到波形要求，如没有达到预期波形，继续调整试验参数，直至达到为止。记录三次预期波形，确保特征试验波形的稳定性。之后在电流线圈上安装好三个同型号试品(检查卡线是否紧固)，开始进行测试，，并同时用波形记录仪记录试验波形此试验共进行三次，记录好原始数据。试验参数见表1-5，波形示意图如附图2所示。
表1-3
试验要求：故障指示器应能报警。
3、邻近干扰试验：
试验内容：在试验台上放置两个相同的试验电流线圈，将指示器固定在其中的一号线圈上，二号线圈水平放在距1号线圈400mm的位置上，一号线圈通模拟回路通以正常的负荷电流，指示器此时处于不报警工作状态。二号线圈试验模拟回路中，模拟发生短路故障，线路跳闸。试验参数参见表1-4，波形示意图如附图1所示。
试验要求：指示器不应动作。
表1-4
4、负荷波动防误报警试验：
试验内容：此试验在常温下进行，实验室温度保持在20℃±2℃。模拟配电系统线路在正常的负荷下运行，线路突然发生波动超过指示器设定的故障电流报警动作值，电流持续时间大于动作延时时间，之后恢复到故障前正常负荷下运行。在K11、K12之间接入电阻R1，K21、K22之间接入R2，K31、K22之间不接电阻，K41、K42之间接入电阻R3，电流经K91、K92接电流线圈输出。用波形记录仪记录试验波形，检查负荷电流和报警电流、时间参数是否达到波形要求，如没有达到预期波形，继续调整试验参数，直至达到为止。记录三次预期波形，确保特征试验波形的稳定性。之后在电流线圈上安装好指示器(检查卡线是否紧固)，开始进行测试，，并同时用波形记录仪记录试验波形此试验共进行三次，记录好原始数据。试验参数参见表1-5，波形示意图如附图3所示。
表1-5
试验要求：指示器不应误动。
5、变压器空载合闸涌流防误报警试验：
试验内容：此试验在常温下进行，实验室温度保持在20℃±2℃。模拟线路中的电流值从零突变并超过指示器设定的故障电流报警动作值，且在大于规定的动作延时后又下降为零时发生波动电流。在K11、K12之间不接电阻，K21、K22之间接入电阻R，电流经K91、K92接电流线圈输出。用波形记录仪记录试验波形，检查负荷电流和报警电流、时间参数是否达到波形要求，如没有达到预期波形，继续调整试验参数，直至达到为止。记录三次预期波形，确保特征试验波形的稳定性。之后在电流线圈上安装好指示器(检查卡线是否紧固)，开始进行测试，，并同时用波形记录仪记录试验波形此试验共进行三次，记录好原始数据。试验参数参见表1-6，波形示意图如附图4所示。
表1-6
试验要求：指示器不应发出误报警。
6、线路突合负载涌流防误报警试验：
试验内容：此试验在常温下进行，实验室温度保持在20℃±2℃。模拟线路中的电流值从零突变并超过指示器设定的故障电流报警动作值，且在大于规定的动作延时后又下降为正常负荷水平。在K11、K12之间不接电阻，K21、K22之间接入电阻R1，K31、K32之间接入电阻R2，电流经K91、K92接电流线圈输出。用波形记录仪记录试验波形，检查负荷电流和报警电流、时间参数是否达到波形要求，如没有达到预期波形，继续调整试验参数，直至达到为止。记录三次预期波形，确保特征试验波形的稳定性。之后在电流线圈上安装好指示器(检查卡线是否紧固)，开始进行测试，，并同时用波形记录仪记录试验波形此试验共进行三次，记录好原始数据。试验参数参见表1-7，波形示意图如附图5所示。
表1-7
试验要求：指示器不应发出误报警。
7、人工投切大负荷防误报警试验：
试验内容：此试验在常温下进行，实验室温度保持在20℃±2℃。模拟试验回路施加负荷电流，回路中的电流值变化超过指示器设定的故障电流报警动作值，且在大于规定的最长动作延时后又下降为零。在K11、K12之间接入电阻R1，K21、K22之间接入电阻R2，电流经K91、K92接电流线圈输出。用波形记录仪记录试验波形，检查负荷电流和报警电流、时间参数是否达到波形要求，如没有达到预期波形，继续调整试验参数，直至达到为止。记录三次预期波形，确保特征试验波形的稳定性。之后在电流线圈上安装好指示器(检查卡线是否紧固)，开始进行测试，，并同时用波形记录仪记录试验波形此试验共进行三次，记录好原始数据。试验参数参见表1-8，波形示意图如附图6所示。
表1-8
试验要求：指示器不应发出误报警。
8、非故障相重合闸合闸涌流防误报警试验：
试验内容：此试验在常温下进行，实验室温度保持在20℃±2℃。试验模拟回路中施加正常负荷电流，停电0.2秒后，回路中的电流值又从零突变并超过设定的故障电流报警动作值，且在大于规定的动作延时后又下降为零。在K11、K12之间接入电阻R1，K21、K22之间不接电阻，K31、K32之间接入电阻R2，电流经K91、K92接电流线圈输出。用波形记录仪记录试验波形，检查负荷电流和报警电流、时间参数是否达到波形要求，如没有达到预期波形，继续调整试验参数，直至达到为止。记录三次预期波形，确保特征试验波形的稳定性。之后在电流线圈上安装好指示器(检查卡线是否紧固)，开始进行测试，，并同时用波形记录仪记录试验波形此试验共进行三次，记录好原始数据。试验参数参见表1-9，波形示意图如附图7所示。
表1-9
试验要求：指示器不应发出误报警。
所有试验项目均选三只同型号的指示器进行试验。根据国网公司企标对送检短路型故障指示器进行检测，满足标准的通过试验，不满足标准的不通过试验，修改后进行复测。
此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。
Claims (1)
1.一种配电线路短路故障指示器动作可靠性的检测方法，其特征在于包括以下第一和第二部分：
第一部分：通过模拟线路模拟配电线路发生短路时的故障电流波形，验证短路故障指示器动作性能试验，试验项目包括：
（1） 短路故障性能试验：
（A）报警电流动作值试验：在模拟线路中通入正常运行状态下的负荷电流，经过一段时间后，电流突变到故障指示器报警设定值，电流持续时间为20-200ms；
（B）短路故障电流最短持续时间识别试验：在模拟线路中通入正常运行状态下的负荷电流，经过一段时间后，电流突变到故障指示器报警设定值，电流持续时间为20-40ms；
（2） 重合闸最小识别时间功能试验：在模拟线路中通入正常运行状态下的负荷电流，当回路中的电流值变化超过设定的故障电流报警动作值，在大于规定的动作延时后又下降为零，停电0.2秒后，重合闸成功，电流恢复到故障前的负荷水平；
（3） 临近干扰试验：在距离发生短路的二号试验电流线圈400mm的一号试验电流线圈上安装故障指示器，测试发生短路故障线路对临近未发生短路故障线路上的故障指示器状态的影响；
第二部分：通过模拟线路模拟配电线路发生扰动时的电流波形，验证短路故障指示器防误动功能，试验项目包括：
（4） 负荷波动防误报警试验：在模拟线路中通入正常运行状态下的负荷电流，回路中的电流变化超过设定的故障电流报警动作值，并在大于规定的动作延时后又下降为电流变化前的负荷电流值；
（5） 变压器空载合闸涌流防误报警试验：模拟线路中的电流值从零突变并超过设定的故障电流报警动作值，且在大于规定的动作延时后又下降为零；
（6） 线路突合负载涌流防误报警试验：模拟线路中的电流值从零突变并超过设定的故障电流报警动作值，且在大于规定的动作延时后又下降为正常负荷电流值；
（7） 人工投切大负荷防误报警试验：在模拟线路中通入正常运行状态下的负荷电流，回路中的电流值变化超过设定的故障电流报警动作值，且在大于规定的最长动作延时后又下降为零；
（8） 非故障相重合闸合闸涌流防误报警试验：在模拟线路中通入正常运行状态下的负荷电流，停电0.2秒后，回路中的电流值又从零突变并超过设定的故障电流报警动作值，且在大于规定的动作延时后又下降为零。
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2010
- 2010-11-04 CN CN201010531559.9A patent/CN102073027B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201156070Y (zh) * | 2007-11-30 | 2008-11-26 | 北京市电力公司 | 电缆故障指示器 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| JP特开2006－211756A 2006.08.10 |
| 单相接地故障指示器检测原理分析;孙镇华等;《供用电》;20041031;第21卷(第05期);30-32 * |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102073027A (zh) | 2011-05-25 |
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