CN102306953A - 配电自动化系统二次注入测试法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种配电自动化系统二次注入的测试方法。通过在各个配电自动化终端，以配电网故障模拟发生器产生的测试电压电流替代馈线终端单元的实测电压电流，模拟配电网系统的实际故障，能够对完整的互联馈线进行故障模拟和故障检测、判断、隔离等功能的测试，能够对配电自动化主站、子站、终端、通信、开关设备、继电保护、备用电源等各个环节在故障处理过程中的相互配合进行测试。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术试验研究领域，具体来说是一种配电自动化系统二次注入测试方法
现有技术
对配网自动化工程的测试，目前可以做到遥测、遥控、遥信等功能测试及单一的一台开关过电流的故障模拟测试，但难以预先对一条完整的互联馈线进行故障模拟和故障检测、故障判断、故障隔离等功能的测试，对配电网自动化的网络重构、网络优化等功能也没有很好的测试设备和手段，只能待现场发生事故后才能验证配电网自动化系统功能的正确性和有效性。
上海交通大学刘东教授对配电自动化系统测试技术进行了研究，曾出版《配电自动化系统试验》一书，但主要侧重制造企业各个生产流程的测试技术和出厂试验方法，但是不适合于进行现场系统测试。
陕西电力科学研究院刘健教对配电自动化系统测试技术开展了一定研究，研制了馈线自动化试验测试台，但是该测试台也是面向实验室，难于进行现场测试。
国外在配电自动化系统测试方面的研究成果也未见报道，从调研和学术交流的渠道了解到的情况是：国外有采用继电保护测试仪模拟馈线故障的作法，但都是在实验室进行，难于进行现场测试。
综上所述，目前配电网自动化尚缺乏有效的系统测试手段。
发明内容
本发明的目的是针对目前配电网自动化缺乏有效的系统测试手段，提供一种配电网自动化系统的测试方法。在各个配电自动化终端处，配电网故障模拟发生器根据测试指挥计算机下发的测试方案，模拟配电网系统故障过程，对配电自动化系统主站、子站、终端、通信、开关设备、继电保护、备用电源等各个环节在故障处理过程中的相互配合进行测试。
本发明的技术方案是这样解决的：
在各个配电自动化终端处，测试信号源模拟产生配电网正常及故障状态下的负荷电流大小、故障电流大小、故障持续时间、故障切除后等待时间、故障切除判据、以及各判据相应的定值相关测试数据，并由指挥计算机控制同步注入到各个配电自动化终端处，测试信号源读取并记录各个配电终端反馈的电压、电流及开关动作时间，并将其作为事件记录发送至指挥计算机，由指挥计算机对试验的正确性进行判断，实现对配电自动化系统终端、子站、主站、通信、开关设备、继电保护、备用电源各个环节在故障处理过程中的相互配合的测试。
测试指挥计算机下发的测试方案包括各个故障模拟发生器产生测试电压电流所需的负荷电流大小、故障电流大小、故障持续时间、故障切除后等待时间、采用判据、各判据相应的定值等相关数据。
模拟配电网系统故障过程是利用配电网故障模拟发生器产生的测试电压电流替代馈线终端单元的实测电压电流，并根据测试指挥计算机下发的测试方案，同步输出相应的测试电压电流。
本发明的优点是：1)提供了对完整的互联馈线进行故障模拟和故障检测、判断、隔离等功能的测试手段。2)提供了对配电自动化主站、子站、终端、通信、开关设备、继电保护、备用电源等各个环节在故障处理过程中的相互配合的测试手段。3)提供了适合于配电网自动化系统测试的现场测试手段。
附图说明
图1为瞬时故障试验流程图；
图2为全负荷开关型配电自动化系统永久故障试验流程图；
图3为全断路器或断路器负荷开关混合型配电自动化系统永久故障试验流程图。
具体实施方式
二次注入测试法包括瞬时故障测试法和永久故障测试法。
1瞬时故障测试法
1.1试验准备：
由指挥计算机通过无线/有线网络下发试验方案数据，含负荷电流大小、故障电流大小、故障持续时间、故障切除后等待时间、采用判据(无判据、电压判据、电流判据、开入量判据中的一个或电压判据+电流判据+开入量判据)、各判据相应的定值，判据根据各个配电自动化终端实际的情况来定，如有无PT、可否用卡钳式电流互感器测出馈线电缆的一次电流等。
1.1试验过程：
1)试验前，由指挥计算机通过通信网络下发试验开始时刻、故障开始时刻及执行的试验方案编号(1-16个试验方案编号)，发生器收到此命令后即进入试验状态(可随时人为终止)。
2)发生器等待试验开始时刻，试验开始时刻到，发生器发生设置的负荷电流电压并持续。
3)发生器待故障开始时刻到，发生故障电流电压，并开始故障持续时间计时。若发生器在故障持续时间内检测到馈线失压、或馈线电流小于设定的电流值、或开入量变位，即认为馈线出线开关保护动作切除故障，此时发生器关断电流电压输出，否则发生器保持故障电流电压输出，待故障持续时间到，发生器关断电流电压输出。
4)故障持续时间到，发生器按设定好的故障切除后等待时间开始计时。
5)故障切除后等待时间到，完成瞬时故障模拟。
6)瞬时故障试验完成后，各发生器将故障电流电压发生关断、负荷电流发生关断、开关动作、馈线电压失压、馈线电压恢复事件记录发至指挥计算机，由指挥计算机或人为完成试验的正确性判断。
7)若瞬时故障采用无判据方式进行，则各发生器按照设定好的顺序发生或关断电流电压输出。瞬时故障完成后，各发生器上发相关事件记录。
试验流程见附图1瞬时故障试验流程图。
2永久故障测试法
2.1试验准备：
由指挥计算机通过无线/有线网络下发试验方案数据，含负荷电流大小、负荷持续时间、故障电流大小、故障持续时间、开关切断故障电流后的重合时间、重合后故障持续时间、故障切除后等待时间(等待故障隔离及自愈的操作完成)、采用判据(无判据、电压判据、谐波电流判据)电压失压定值、电压恢复定值、谐波电流启动值。
2.2试验过程：
由于配电网的复杂性，将永久故障模拟方案分为针对全负荷开关型和全断路器或断路器负荷开关混合使用型配电自动化系统的两种情况进行。
2.2.1全负荷开关型配电自动化系统
1)由指挥计算机通过通信网络下发试验开始时刻、故障开始时刻及执行的试验方案编号(1-16个试验方案编号)，发生器收到此命令后即进入试验状态。
2)发生器等待试验开始时刻，试验开始时刻到，发生器发生设置的负荷电流电压并持续。
3)故障开始时刻到，发生器发生故障电流电压，并开始故障持续时间计时。若发生器在故障持续时间内检测到馈线失压、或馈线电流小于设定的电流值、或开入量变位，即认为馈线出线开关保护动作切除故障，此时发生器关断电流电压输出，否则发生器保持故障电流电压输出。
4)故障持续时间到，发生器关断电流电压输出。开始开关切断故障电流后的重合时间计时。
5)在重合时间内，发生器检测馈线电压恢复、或馈线电流大于设定的电流值、或开入量变位时，即认为馈线出线重合，则发生器发生故障电流电压，并开始重合后故障持续时间计时，否则重合时间到，发生器发生故障电流电压。
6)发生器开始重合后故障持续时间计时。发生器在重合后故障持续时间内检测到馈线失压、或馈线电流小于设定的电流值、或开入量变位，即认为馈线出线开关保护动作切除故障，此时发生器关断电流电压输出，否则保持故障电流电压输出。
7)重合后故障电流持续时间到，发生器关断电流电压输出。开始故障切除后等待时间计时。
8)故障切除后等待时间到，完成永久故障模拟。
9)永久故障试验完成后，各发生器将故障电流电压发生关断、负荷电流发生关断、开关动作、馈线电压失压或恢复、馈线电流小于设定的电流值、馈线电流大于设定的电流值、开入量变位事件记录发至指挥计算机，由指挥计算机完成试验的正确性判断。
10)若永久故障采用无判据方式进行，则各发生器按照设定好的顺序发生或关断电流电压输出。永久故障完成后，各发生器上发相关事件记录。
试验流程见附图2全负荷开关型配电自动化系统永久故障试验流程图
2.2.2全断路器或断路器负荷开关混合使用型配电自动化系统
1)由指挥计算机通过通信网络下发试验开始时刻及执行的试验方案编号(1-16个试验方案编号)，保护发生器收到此命令后即进入试验状态。
2)发生器等待试验开始时刻，发生负荷电流电压并持续。
3)故障开始时刻到，发生器发生故障电流电压，并开始故障持续时间计时。若发生器在故障持续时间内检测到馈线失压、或馈线电流小于设定的电流值、或开入量变位，即认为馈线出线开关保护动作切除故障，此时发生器关断电流电压输出，否则发生器保持故障电流电压输出。
4)故障持续时间到，则发生器关断电流电压输出。开始开关切断故障电流后的重合时间计时。
5)各发生器检测本地开关状态(在50ms内检测，时间可设定)，并通过通信网络上传至指挥计算机。指挥计算机在150ms收集齐全各开关状态(网络拓扑)，并根据网络拓扑、各发生器本地开关处于馈线中的位置、故障设定位置进行分析，确定发生器需经几次开关合闸操作合于故障点上，并在随后的100ms内将对应的合闸次数下传至各发生器。对于集中型配电自动化系统，若配电自动化系统处理错误，不是从电源侧依次合开关至故障点，发生器必须检测本地开关状态，在开关状态发生改变而本地没有检测到2次谐波电流时，发生器即刻将本地开关状态发送至指挥计算机，指挥计算机调整对应的合闸次数并下发至各发生器，各发生器将得到的合闸次数与已检测到的2次谐波电流次数之差，作为判断发生故障电流的条件。
6)各发生器检测馈线电流和电压，若检测到馈线电压正常且2次谐波电流达到谐波判据启动值，则将判断开关合闸次数减1。当判断开关合闸次数为0时，发生器发生对应的故障电流电压，否则，待重合时间到，各发生器发生对应的故障电流电压。并开始重合后故障电流持续时间计时。
7)在重合后故障电流持续时间内，若发生器检测到馈线失压、或馈线电流小于设定的电流值、或开入量变位，即认为馈线出线开关保护动作切除故障，此时发生器关断电流电压输出，否则发生器保持故障电流电压输出。待重合后故障电流持续时间到，发生器关断电流电压输出。
8)开始故障切除后等待时间计时。
9)故障切除后等待时间到，完成永久故障模拟。
10)永久故障试验完成后，各发生器将故障电流电压发生关断、负荷电流发生关断、开关动作、馈线电压失压或恢复、馈线电流小于设定的电流值、馈线电流大于设定的电流值、开入量变位、检测到2次谐波电流事件记录发至指挥计算机，由指挥计算机完成试验的正确性判断。
11)若永久故障采用无判据方式进行，则各发生器按照设定好的顺序发生或关断电流电压输出。永久故障完成后，各发生器上发相关事件记录。
试验流程见附图3全断路器或断路器负荷开关混合型配电自动化系统永久故障试验流程图
Claims (1)
1.一种配电自动化系统二次注入测试方法，其特征在于，在各个配电自动化终端处，测试信号源模拟产生配电网正常及故障状态下的负荷电流大小、故障电流大小、故障持续时间、故障切除后等待时间、故障切除判据、以及各判据相应的定值相关测试数据，并由指挥计算机控制同步注入到各个配电自动化终端处，测试信号源读取并记录各个配电终端反馈的电压、电流及开关动作时间，并将其作为事件记录发送至指挥计算机，由指挥计算机对试验的正确性进行判断，实现对配电自动化系统终端、子站、主站、通信、开关设备、继电保护、备用电源各个环节在故障处理过程中的相互配合的测试。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Effective date: 20121109 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20121109 Address after: 710054 No. 308 Youyi East Road, Shaanxi, Xi'an Applicant after: Shaanxi Electric Power Research Institute Applicant after: State Grid Corporation of China Address before: 710054 No. 308 Youyi East Road, Shaanxi, Xi'an Applicant before: Shaanxi Electric Power Research Institute |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 710054 No. 308 Youyi East Road, Shaanxi, Xi'an Patentee after: SHAANXI ELECTRIC POWER Research Institute Patentee after: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Address before: 710054 No. 308 Youyi East Road, Shaanxi, Xi'an Patentee before: SHAANXI ELECTRIC POWER Research Institute Patentee before: State Grid Corporation of China |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200929 Address after: 710054 Aerospace Middle Road 669, Chang'an District, Xi'an City, Shaanxi Province Patentee after: STATE GRID SHAANXI ELECTRIC POWER Research Institute Patentee after: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Patentee after: National Network (Xi'an) Environmental Protection Technology Center Co.,Ltd. Address before: 710054 No. 308 Youyi East Road, Shaanxi, Xi'an Patentee before: SHAANXI ELECTRIC POWER Research Institute Patentee before: STATE GRID CORPORATION OF CHINA |
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| TR01 | Transfer of patent right |