CN105116360A - 基于adpss的小电流接地选线装置的测试系统及该系统的测试方法 - Google Patents
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Abstract
基于ADPSS的小电流接地选线装置的测试系统及该系统的测试方法，涉及小电流接地测试领域。目的在于能够在供电系统投入使用前，对供电系统进行故障测试，以确保供电系统的可靠运行。该系统包括ADPSS仿真系统、物理接口箱和功率放大器，所述ADPSS仿真系统用于搭建系统模型并模拟故障，ADPSS仿真系统的测试信号输出端与功率放大器的测试信号输入端连接，功率放大器的测试信号输出端经物理接口箱接入待测系统。本发明通过ADPSS仿真系统搭建典型的35KV系统配网线路模型进行故障模拟仿真，并对相应保护装置进行故障测试，能够将仿真所模拟出的实时电流和电压直接输入到待测系统，实现对待测系统的动态检测。
Description
技术领域
本发明涉及小电流接地测试领域。
背景技术
我国大多数配电网均采用中性点不直接接地系统，即小电流接地系统，它包括中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统、中性点经电阻接地系统。采用小电流接地系统最大的优点是当系统发生单相接地故障时，并不破坏系统电压的对称性，且故障电流较小，对供电设备不致造成很大的危害，允许故障线路或设备继续运行一段时间，不影响正常供电。但是单相接地故障如果不做及时的处理，由于非故障相的两相对地电压升高，可能引起绝缘薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响电网安全运行。故当发生第一次单相接地故障时，必须正确及时地把故障线路检测出来并加以切除。国内多家风场曾发生过由于35kV系统单相故障没有及时切除，诱发风电场内部复杂故障，从而导致区域内低电压穿越失败的风电机群连锁反应切出事故，大大影响了电网安全性。由此可见，小电流接地选线装置对提高供电可靠性起着重要的作用，小电流接地选线装置的检测具有重要意义。
发明内容
本发明提出了一种基于ADPSS的小电流接地选线装置的测试系统及该系统的测试方法，目的在于能够在供电系统投入使用前，对供电系统进行故障测试，以确保供电系统的可靠运行。
基于ADPSS的小电流接地选线装置的测试系统包括ADPSS仿真系统、物理接口箱和功率放大器，所述ADPSS仿真系统用于搭建系统模型并模拟故障，ADPSS仿真系统的测试信号输出端与功率放大器的测试信号输入端连接，功率放大器的测试信号输出端经物理接口箱接入待测系统。
上述基于ADPSS的小电流接地选线装置的测试系统的测试方法通过以下步骤实现：
步骤一、通过ADPSS仿真系统搭建系统模型，同时模拟各线路区内的故障，并通过该模型和故障模拟实时电流和电压；
步骤二、将模拟实时电流和电压输入到系统模型；
步骤三、系统模型中，无穷大系统经降压变对四条线路供电，其中，一号线为8kM电缆线路，二号线为10kM架空线路，三号线和四号线均为10kM电缆架空混合线路；
步骤四、降压变采用不接地、经消弧线圈接地或小电阻接地方式。
有益效果：本发明中，ADPSS仿真系统搭建典型的35KV系统配网线路模型进行故障模拟仿真，并对相应保护装置进行故障测试，对比分析各保护装置的性能。ADPSS仿真系统与功率放大器和物理接口箱连接后，能够将仿真所模拟出的实时电流和电压直接输入到待测系统，实现对待测系统的动态检测。
在实际应用中，由于接地故障的复杂性、线路不平衡电流及零序电流互感器的误差，以及电网中谐波分量，小电流选线装置的动作准确性会受到一定影响，所以小电流选线装置应根据实际应用情况将工作原理进行有机结合，这样才能达到满意的效果。
通过试验证明，基于ADPSS仿真系统实现的小电流接地选线装置检测方法实用、有效，能够检测装置的各项性能指标。
附图说明
图1为基于ADPSS的小电流接地选线装置的测试系统的原理图；
图2为35kV为不接地系统下1号线0％处A相金属性永久接地时的实时电压电流曲线图；
图3为35kV为不接地系统下2号线100％处AB相金属性永久接地时的实时电压电流曲线图；
图4为35kV为不接地系统下3号线0％处AB相经100Ω过渡电阻永久接地时的实时电压电流曲线图；
图5为35kV为不接地系统下4号线100％处A相经100Ω过渡电阻永久接地时的实时电压电流曲线图；
图6为35kV为经800Ω电阻接地系统下1号线0％处A相金属性永久接地时的实时电压电流曲线图；
图7为35kV为经800Ω电阻接地系统下2号线100％处AB相金属性永久接地时的实时电压电流曲线图；
图8为35kV为经800Ω电阻接地系统下3号线0％处AB相经80Ω过渡电阻永久接地时的实时电压电流曲线图；
图9为35kV为经800Ω电阻接地系统下4号线100％处AB相经80Ω过渡电阻永久接地时的实时电压电流曲线图；
图10为35kV为经0.8712H消弧线圈接地系统下1号线0％处A相金属性永久接地时的实时电压电流曲线图；
图11为35kV为经0.8712H消弧线圈接地系统下2号线100％处AB相经80Ω过渡电阻永久接地时的实时电压电流曲线图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，本具体实施方式所述的基于ADPSS的小电流接地选线装置的测试系统包括ADPSS仿真系统、物理接口箱和功率放大器，所述ADPSS仿真系统用于搭建系统模型并模拟故障，ADPSS仿真系统的测试信号输出端与功率放大器的测试信号输入端连接，功率放大器的测试信号输出端经物理接口箱接入待测系统。
本实施方式中，ADPSS仿真系统搭建典型的35KV系统配网线路模型进行故障模拟仿真，并对相应保护装置进行故障测试，对比分析各保护装置的性能。ADPSS系统是由中国电科院研发的基于高性能PC机群的全数字仿真系统。该仿真系统利用机群的多节点结构和高速本地通讯网络，实现了大规模复杂交直流电力系统机电暂态和电磁暂态的实时和超实时仿真以及外界物理装置试验，ADPSS仿真系统与功率放大器和物理接口箱连接后，能够将仿真所模拟出的实时电流和电压直接输入到待测系统，实现对待测系统的动态检测，利用ADPSS无穷大电压源来进行等值，对系统进行建模，模型如图1所示。
具体实施方式二、结合图1和图2说明本具体实施方式，本具体实施方式为具体实施方式一所述的基于ADPSS的小电流接地选线装置的测试系统的测试方法，该方法通过以下步骤实现：
步骤一、通过ADPSS仿真系统搭建系统模型，同时模拟各线路区内的故障，并通过该模型和故障模拟实时电流和电压；
步骤二、将模拟实时电流和电压输入到系统模型；
步骤三、系统模型中，无穷大系统经降压变对四条线路供电，其中，一号线为8kM电缆线路，二号线为10kM架空线路，三号线和四号线均为10kM电缆架空混合线路；
步骤四、降压变采用不接地、经消弧线圈接地或小电阻接地方式。
具体实施方式三、本具体实施方式与具体实施方式二所述的基于ADPSS的小电流接地选线装置的测试系统的测试方法的区别在于，ADPSS仿真系统模拟各线路区内的故障包括：
各线路区内0％、50％、100％处金属性单相接地故障；
各线路区内0％、50％、100％处金属性两相相间故障；
各线路区内0％、50％、100％处金属性两相接地故障；
各线路区内0％、50％、100％处金属性三相相间故障；
各线路区内0％、50％、100％处金属性三相接地故障；
各线路区内0％、50％、100％处经过渡电阻单相接地故障；
各线路区内0％、50％、100％处经过渡电阻两相相间故障；
各线路区内0％、50％、100％处经过渡电阻两相接地故障；
各线路区内0％、50％、100％处经过渡电阻三相相间故障；
各线路区内0％、50％、100％处经过渡电阻三相接地故障；
各线路区外各种类型故障；
多线路区内故障；
各线路发展性故障。
利用本发明的测试系统和测试方法对四家小电流选线装置进行测试，试验分为以下工况：
(1)35kV为不接地系统情况下1～4号线路故障。
(2)35kV为经0.8712H消弧线圈(过补偿)接地系统情况下1～4号线路故障。
(3)35kV为经800Ω电阻接地系统情况下1、2号线路故障。
试验录取数据如表1～表3所示，表、图中UA、UB、UC为35kV三相母线电压，UL为母线零序电压，I01、I02、I03、I04分别为1～4号线路零序电流。其中35kV母线的PT变比为35kV/100V，线路零序电流采用三相电流相量和的方式，CT变比为300A/5A。
表1
表2
表3
其中，表1为35kV不接地系统时试验数据，表2为35kV为经800Ω电阻接地系统时试验数据，表3为35kV为经0.8712H消弧线圈(过补偿)接地系统时试验数据。图2至图11分别为各种模拟故障时输出的实时电压电流曲线图。通过表格以及附图可以看出，四台装置在不接地系统、电阻接地系统测试中动作正确，没有发生误动情况。同时，在在消弧线圈接地系统测试中，各小电流选线装置采用的原理不同。有两家装置采用5次谐波法，其中一台装置需要判断零序电压及零序电流的5次谐波含量及它们之间的相位关系，另一台装置只需要判断零序电压及零序电流的5次谐波含量，不判相位关系。第三家装置则采用有效域的技术，即把多种方法如5次谐波法、有功分量法、小波法等相结合，各方法界定了有效域。在实际试验中，如故障量存在5次谐波含量，采用5次谐波法的装置能够可靠动作，但由于其中一台需要判断谐波相位，所以对含量要求会更高一些。采用有效域技术的装置则无论故障量有没有谐波含量，都能动作。
Claims (3)
1.基于ADPSS的小电流接地选线装置的测试系统，其特征在于，它包括ADPSS仿真系统、物理接口箱和功率放大器，所述ADPSS仿真系统用于搭建系统模型并模拟故障，ADPSS仿真系统的测试信号输出端与功率放大器的测试信号输入端连接，功率放大器的测试信号输出端经物理接口箱接入待测系统。
2.权利要求1所述的基于ADPSS的小电流接地选线装置的测试系统的测试方法，其特征在于，该方法通过以下步骤实现：
步骤一、通过ADPSS仿真系统搭建系统模型，同时模拟各线路区内的故障，并通过该模型和故障模拟实时电流和电压；
步骤二、将模拟实时电流和电压输入到系统模型；
步骤三、系统模型中，无穷大系统经降压变对四条线路供电，其中，一号线为8kM电缆线路，二号线为10kM架空线路，三号线和四号线均为10kM电缆架空混合线路；
步骤四、降压变采用不接地、经消弧线圈接地或小电阻接地方式。
3.根据权利要求2所述的基于ADPSS的小电流接地选线装置的测试系统的测试方法，其特征在于，ADPSS仿真系统模拟各线路区内的故障包括：
各线路区内0％、50％、100％处金属性单相接地故障；
各线路区内0％、50％、100％处金属性两相相间故障；
各线路区内0％、50％、100％处金属性两相接地故障；
各线路区内0％、50％、100％处金属性三相相间故障；
各线路区内0％、50％、100％处金属性三相接地故障；
各线路区内0％、50％、100％处经过渡电阻单相接地故障；
各线路区内0％、50％、100％处经过渡电阻两相相间故障；
各线路区内0％、50％、100％处经过渡电阻两相接地故障；
各线路区内0％、50％、100％处经过渡电阻三相相间故障；
各线路区内0％、50％、100％处经过渡电阻三相接地故障；
各线路区外各种类型故障；
多线路区内故障；
各线路发展性故障。
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