CN103616598A - 一种保护通道故障与线路故障联动的动态模拟试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种保护通道故障与线路故障联动的动态模拟试验方法，所述方法包括以下步骤：建立动态模拟系统，并设置线路故障开关回路；建立光纤直连通道和SDH复用通道，并配置光纤差动线路保护装置；模拟通道故障与线路故障的联动；记录线路故障与通道故障中断的联动时序。本发明提供的动态模拟试验方法，联动时序可精确控制到毫秒级，解决了线路保护的双通道适应性试验及研究需求。通过试验，可确保单通道故障伴随线路故障发生的情况下，接入双通道的线路保护的主保护功能不受单通道故障影响，仍可快速可靠切除线路故障，确保电力设备安全运行，尽可能减小电网所受冲击，进而确保电网系统的安全，提高电力用户的用电可靠性。

Description

一种保护通道故障与线路故障联动的动态模拟试验方法
技术领域
本发明涉及一种试验方法，具体涉及一种保护通道故障与线路故障联动的动态模拟试验方法。
背景技术
近年来，随着光纤技术的迅猛发展，光纤通道凭借其传输中介距离长、抗干扰能力强、传输容量大及安全可靠性高等优点，已成为超、特高压输电线路纵联保护通道的最佳选择。对于应用于220kV及以上线路的双重化主保护，两套保护分别一对一接入相对独立的通道，确保双重化保护的独立性。在这种方式下，由于每套保护只有一个通道，一旦通道故障则需要将主保护退出运行，当复用通道经过的站点较多、距离较长时，保护受通道影响退出的几率也成倍增加。近年来，为了增强通道故障情况下保护装置的可用性，继电保护运行管理部门更提出了单套保护装置接入双通道的要求。随着电力主干光纤通信网建设的不断完善，目前，220kV及以上线路保护可接入SDH网络，采用复用光纤通道的方式实现双通道传输。因此，双通道线路保护逐渐成为线路纵联保护的主要发展趋势。
双通道线路保护应按装置设置通道识别码，保护装置自动区分不同通道，当一个通道发生故障中断时，以及通道中断后再恢复过程中，线路保护应不受影响，保护功能不能退出，发生线路区内故障时，双通道线路保护应正确动作。因此，需要进行保护通道故障与模拟线路故障的联动试验，充分验证通道故障情况下双通道线路保护的动作性能。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种保护通道故障与线路故障联动的动态模拟试验方法，为验证双通道线路保护性能提供了试验手段，有利于提高线路保护可用性，确保电网系统的安全。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种保护通道故障与线路故障联动的动态模拟试验方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：建立动态模拟系统，并设置线路故障开关回路；
步骤2：建立光纤直连通道和SDH复用通道，并配置光纤差动线路保护装置；
步骤3：模拟通道故障与线路故障的联动；
步骤4：记录线路故障与通道故障中断的联动时序。
所述步骤1的动态模拟系统包括无穷大电源、母线、输电线路和负荷。
在所述动态模拟系统中设置线路故障点和线路故障控制开关，进而设置经PLC输出控制的线路故障开关回路。
所述步骤2中，建立光纤直连通道和SDH复用通道，并在所述SDH复用通道中设置经PLC输出控制的通道故障中断回路。
在所述输电线路两侧配置所述光纤差动线路保护装置，并将光纤差动线路保护装置接入用于交换两侧信息的光纤直连通道和SDH复用通道。
所述步骤3中，通过PLC输出多路时序控制信号控制所述线路故障开关回路和通道故障中断回路，进而实现通道故障与线路故障联动的动态模拟，使得通道故障中断时刻分别超前与滞后线路故障发生时刻10ms、20ms和30ms。
所述线路故障开关回路包括PLC开出模块、电磁式继电器、线路故障开关和电源模块；所述PLC开出模块与电磁式继电器的控制线圈均接于弱电回路中，PLC开出模块控制所述电磁式继电器触点的分合；所述电磁式继电器触点及线路故障开关的控制线圈均接于交流回路中，所述电磁式继电器触点用于控制线路故障开关；所述线路故障开关回路的控制序列为PLC开出——>电磁式继电器触点闭合——>线路故障开关的控制线圈励磁——>线路故障开关闭合。
所述通道故障中断回路包括PLC开出模块、媒介开关、SDH复用通道回路和电源模块；所述PLC开出模块控制媒介开关的分合；媒介开关辅助触点接于SDH复用通道回路中；所述通道故障中断回路的控制序列为PLC开出——>媒介开关闭合——>媒介开关辅助触点闭合——>通道故障中断。
采用录波系统监视并比较线路故障发生时刻与通道故障中断时刻，记录线路故障与通道故障中断的联动时序，记录光纤差动线路保护装置是否可靠动作。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供了保护通道故障和线路故障联动的动态模拟试验方法，联动时序可精确控制到毫秒级，解决了线路保护的双通道适应性试验及研究需求。通过试验，可确保单通道故障伴随线路故障发生的情况下，接入双通道的线路保护的主保护功能不受单通道故障影响，仍可快速可靠切除线路故障，确保电力设备安全运行，尽可能减小电网所受冲击，进而确保电网系统的安全，提高电力用户的用电可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例中100km无互感双回输电线路动态模拟系统示意图；
图2是本发明实施例中通过N侧光纤差动线路保护装置和L侧光纤差动线路保护装置相连的双路双向光纤通道示意图；
图3是本发明实施例中线路故障开关回路和通道故障中断回路结构示意图；
图4是本发明实施例中采用录波系统监视线路故障与通道故障的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
建立如图1所示的100km无互感双回输电线路动态模拟系统。采用模拟发电机G模拟N侧发电厂等值系统、采用无穷大变压器W模拟L侧电网等值系统，两侧通过100km无互感双回输电线路相连，L侧接有负荷。线路2作为被保护线，两侧配置了光纤差动线路保护装置。光纤差动线路保护装置采集TA_N、TV_N、TA_L、TV_L的电压量和电流量。线路1设置了线路故障点FD1，线路2设置了线路故障点FD2，每一个故障点都用于模拟各种类型的金属性或经过渡电阻短路的故障。
建立N侧光纤差动线路保护装置和L侧光纤差动线路保护装置相连的双路双向光纤通道，如图2所示，包括光纤直连通道和SDH复用通道。光纤直连通道采用两根直联光纤模拟，SDH复用通道为保护装置通过电接口与SDH设备相连，在N侧光纤差动线路保护装置与SDH网元设备的电连接回路中设置开断点。
线路上故障点FD1及FD2的故障开关经PLC输出控制，其控制回路如图3中线路故障开关回路虚线框所示。PLC开出1及电磁式继电器K线圈接于24V回路中，PLC开出1控制FD继电器的控制线圈，FD继电器触点及接于220V交流回路中，FD继电器触点控制故障开关。PLC开出1发出指令后，FD继电器线圈通流，其辅助触点闭合，故障开关闭合，线路故障发生。FD1及FD2的控制原理相同。
SDH复用通道开断经PLC输出控制，通道故障中断回路如图3中SDH通道通断控制回路虚线框所示。PLC开出2及通道继电器K线圈接于24V回路中，PLC开出2控制通道继电器K线圈，通道继电器触点及媒介开关接于220V交流回路中，媒介开关辅助接点接于保护装置与SDH设备的电连接回路中，通道继电器触点控制媒介开关的常闭辅助接点。PLC开出2发出指令后，通道继电器线圈通流，其辅助触点闭合，媒介开关闭合，媒介开关的常闭辅助接点断开，通道中断发生。
如图3所示，PLC输出多路控制通道，控制通道中断与线路故障的联动时序，PLC开出1对应控制线路故障的控制通道，PLC开出2对应控制通道中断的控制通道，每通道可以分别设定启动时序（相对于零点的启动时间及保持时间）和复位时序（在接到复位信号后的需要执行的复位动作时序）。
如图4所示，采用录波系统采集线路电流量和媒介开关的辅助接点状态量，记录保护通道中断与线路故障联动时序，记录两侧保护装置动作行为。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种保护通道故障与线路故障联动的动态模拟试验方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1：建立动态模拟系统，并设置线路故障开关回路；
步骤2：建立光纤直连通道和SDH复用通道，并配置光纤差动线路保护装置；
步骤3：模拟通道故障与线路故障的联动；
步骤4：记录线路故障与通道故障中断的联动时序。
2.根据权利要求1所述的保护通道故障与线路故障联动的动态模拟试验方法，其特征在于：所述步骤1的动态模拟系统包括无穷大电源、母线、输电线路和负荷。
3.根据权利要求2所述的保护通道故障与线路故障联动的动态模拟试验方法，其特征在于：在所述动态模拟系统中设置线路故障点和线路故障控制开关，进而设置经PLC输出控制的线路故障开关回路。
4.根据权利要求1所述的保护通道故障与线路故障联动的动态模拟试验方法，其特征在于：所述步骤2中，建立光纤直连通道和SDH复用通道，并在所述SDH复用通道中设置经PLC输出控制的通道故障中断回路。
5.根据权利要求4所述的保护通道故障与线路故障联动的动态模拟试验方法，其特征在于：在所述输电线路两侧配置所述光纤差动线路保护装置，并将光纤差动线路保护装置接入用于交换两侧信息的光纤直连通道和SDH复用通道。
6.根据权利要求1所述的保护通道故障与线路故障联动的动态模拟试验方法，其特征在于：所述步骤3中，通过PLC输出多路时序控制信号控制所述线路故障开关回路和通道故障中断回路，进而实现通道故障与线路故障联动的动态模拟，使得通道故障中断时刻分别超前与滞后线路故障发生时刻10ms、20ms和30ms。
7.根据权利要求3、4或6任一所述的保护通道故障与线路故障联动的动态模拟试验方法，其特征在于：所述线路故障开关回路包括PLC开出模块、电磁式继电器、线路故障开关和电源模块；所述PLC开出模块与电磁式继电器的控制线圈均接于弱电回路中，PLC开出模块控制所述电磁式继电器触点的分合；所述电磁式继电器触点及线路故障开关的控制线圈均接于交流回路中，所述电磁式继电器触点用于控制线路故障开关；所述线路故障开关回路的控制序列为PLC开出——>电磁式继电器触点闭合——>线路故障开关的控制线圈励磁——>线路故障开关闭合。
8.根据权利要求3、4或6任一所述的保护通道故障与线路故障联动的动态模拟试验方法，其特征在于：所述通道故障中断回路包括PLC开出模块、媒介开关、SDH复用通道回路和电源模块；所述PLC开出模块控制媒介开关的分合；媒介开关辅助触点接于SDH复用通道回路中；所述通道故障中断回路的控制序列为PLC开出——>媒介开关闭合——>媒介开关辅助触点闭合——>通道故障中断。
9.根据权利要求1所述的保护通道故障与线路故障联动的动态模拟试验方法，其特征在于：采用录波系统监视并比较线路故障发生时刻与通道故障中断时刻，记录线路故障与通道故障中断的联动时序，记录光纤差动线路保护装置是否可靠动作。
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