CN105259476B - 配电网线路故障定位系统的检测方法及系统 - Google Patents

配电网线路故障定位系统的检测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种配电网线路故障定位系统的检测系统,所述系统包括:主控平台、通讯网络和至少一个三相故障特征发生器;其中,所述主控平台通过所述通讯网络与所述至少一个三相故障特征发生器通信;所述主控平台包括:配电网建模模块、通讯管理模块和测试模块。本发明能够模拟复杂的配电网线路故障,可模块化、灵活、安全地搭建复杂的配电网络,模拟多类型的故障,从而达到对故障指示器和故障定位系统综合检测的效果,实现配网自动化系统故障定位功能的全方位的检测。

Description

配电网线路故障定位系统的检测方法及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及电力设备检测技术领域,尤其涉及一种配电网线路故障定位系统的检 测方法及系统。
背景技术
[0002] 我国10〜35kV配电网广泛采用不接地方式或消弧线圈接地方式,且配网结构复 杂,运行环境恶劣,易发生短路故障和单相接地故障,故障指示器可以帮助运维人员快速地 找到故障点。随着配网自动化技术的发展,故障指示器的故障信息传送到配网自动化主站, 结合地理信息系统,完成故障定位功能,可大大提高配网的供电可靠性。
[0003] 线路故障定位功能离不开配网自动化系统,单个故障指示器接收到故障信息后, 将故障信息发回给配网自动化系统,配网自动化系统在对所有的故障指示器信息进行分 析,通过一系列算法推演,最终实现故障定位功能。
[0004] 例如,当配电网某一点发生接地故障时,同一配电网的故障指示器都会感受到故 障电压和电容电流,故障定位系统必须整体评判全部的故障指示器发来的故障信息,才能 做出正确的定位判断。
[0005] 因此,检测线路故障定位功能时不仅仅只需要检测故障指示器,还需要对配网自 动化系统即故障定位系统进行检测。而传统的故障指示器检测系统仅仅能针对单个故障指 示器进行检测,不能对配网自动化系统进行检测。综上可知,需要一种既能够对故障指示器 进行检测、又能够对配电网线路故障定位系统进行检测的方法及系统,也就是需要能够对 配网自动化系统的故障定位功能进行全方位检测的方法及系统。
发明内容
[0006]为解决现有存在的技术问题,本发明实施例提供一种配电网线路故障定位系统的 检测方法及系统。
[0007]为达到上述目的,本发明实施例的技术方案是这样实现的:
[0008] —种配电网线路故障定位系统的检测系统,所述系统包括:主控平台、通讯网络和 至少一个三相故障特征发生器;其中,所述主控平台通过所述通讯网络与所述至少一个三 相故障特征发生器通信;
[0009]所述主控平台包括:配电网建模模块、通讯管理模块和测试模块;
[0010]所述配电网建模模块,用于根据配电网的不同运行情况建立不同的配电网模型; [0011]所述通讯管理模块,用于将所述配电网模型的建模信息通过所述通讯网络发送给 所述至少一个三相故障特征发生器;以及,用于接收所述至少一个三相故障特征发生器返 回的模拟故障信号、以及所述被测的故障定位系统反馈的故障定位判断结果;
[0012]所述测试模块,用于将所述三相故障特征发生器返回的模拟故障信号与相应配电 网建模模块的建模信息相比较,确定所述三相故障特征发生器发生的模拟故障信号正确 后,将所述故障定位判断结果与相应配电网模型的建模信息进行对比分析,得到所述被测 的故障定位系统定位是否准确的检测结果;
[0013]所述三相故障特征发生器,用于接收所述主控平台发送的建模信息,根据所述建 模信息发生相应的模拟故障信号并传递给被测的故障指示器和故障定位系统,将所述模拟 故障信号的返回给所述主控平台。
[0014]其中,所述配电网模型用于模拟配电网不同故障情况下的运行状态;
[0015]所述配电网模型包括用于模拟配电网拓扑结构的结构子模型和至少一个故障子 模型,所述故障子模型用于控制所述三相故障发生器发生模拟故障信号,一个故障子模型 对应一个三相故障特征发生器,所述模拟故障信号包括时序电压信号和时序电流信号。 [0016]其中,所述故障子模型用于对所述三相故障特征发生器的电流、电压特征发生按 时序进行幅值、频率、相位、波形的设定。
[0017]其中,所述主控平台的通讯管理模块还用于在发送建模信息之前,对所述至少一 个三相故障特征发生器进行同步对时。
[0018]其中,所述测试模块,用于:将所述三相故障特征发生器返回的模拟故障信号与建 模信息进行如下内容的比较:电流信号和电压信号的频率、幅值、相位、变化的时序;并将各 个三相故障特征发生器的同时性进行比较,都一致时确定所述三相故障特征发生器发生的 模拟故障信号正确。
[0019]其中,所述测试模块,用于将所述故障定位判断结果与相应配电网模型的建模信 息的如下内容进行对比分析,得到所述被测的故障定位系统定位是否准确的检测结果:故 障类型、定位位置信息、单个故障指示器的电流幅值。
[0020]其中,所述三相故障特征发生器包括:控制模块、通讯模块、三相高电压信号发生 器和三相大电流信号发生器;
[0021]所述通讯模块,用于接收所述主控平台发送的建模信息;
[0022]所述控制模块,用于根据所述主控平台发送的建模信息控制所述三相高电压信号 发生器生成所述模拟故障信号的时序电压信号,以及控制所述三相大电流信号发生器生成 所述模拟故障信号的时序电流信号;
[0023]所述三相高电压信号发生器,用于在所述控制模块的控制下生成所述模拟故障信 号的时序电压信号;
[0024] 所述三相大电流信号发生器,用于在所述控制模块的控制下生成所述模拟故障信 号的时序电流信号。
[0025] 一种配电网线路故障定位系统的检测方法,所述方法包括:
[0026]主控平台根据配电网的不同运行情况建立不同的配电网模型,将所述配电网模型 的建模信息通过所述通讯网络发送给所述至少一个三相故障特征发生器;
[0027]三相故障特征发生器接收所述主控平台发送的建模信息,根据所述建模信息发生 相应的模拟故障信号并传递给被测的故障指示器和故障定位系统,将所述模拟故障信号的 返回给所述主控平台;
[0028]主控平台接收所述至少一个三相故障特征发生器返回的模拟故障信号、以及所述 被测的故障定位系统反馈的故障定位判断结果;
[0029]主控平台将所述三相故障特征发生器返回的模拟故障信号与相应配电网建模模 块的建模信息相比较,确定所述三相故障特征发生器发生的模拟故障信号是否正确; L(K)d〇」王控平台确足所述三相故障特征发生器发生的模拟故障信号正确后,将所述故障 定位判断结果与相应配电网模型的建模信息进行对比分析,得到所述被测的故障定位系统 定位是否准确的检测结果。
[0031]其中,所述配电网模型用于模拟配电网不同故障情况下的运行状态;
[0032]所述配电网模型包括用于模拟配电网拓扑结构的结构子模型和至少一个故障子 模型,所述故障子模型用于控制三相故障发生器发生模拟故障信号,一个故障子模型对应 一个三相故障特征发生器。
[0033]其中,所述故障子模型用于对所述三相故障特征发生器的电流、电压特征发生按 时序进行幅值、频率、相位、波形的设定。
[0034]其中,所述方法还包括:所述主控平台在发送建模信息之前,对所述至少一个三相 故障特征发生器进行同步对时。
[0035]其中,将所述三相故障特征发生器返回的模拟故障信号与建模信息进行如下内容 的比较:电流信号和电压信号的频率、幅值、相位、变化的时序;并将各个三相故障特征发生 器的同时性进行比较,都一致时确定所述三相故障特征发生器发生的模拟故障信号正确。 [0036]其中,将所述故障定位判断结果与相应配电网模型的建模信息的如下内容进行对 比分析,得到所述被测的故障定位系统定位是否准确的检测结果:故障类型、定位位置信 息、单个故障指示器的电流幅值。
[0037]本发明实施例提供一种配电网线路故障定位系统的检测方法及系统,主要包括主 控平台、通讯网络和三相故障特征发生器三个部分,能够模拟复杂的配电网线路故障,可模 块化、灵活、安全地搭建复杂的配电网络,模拟多类型的故障,从而达到对故障指示器和故 障定位系统综合检测的效果,实现配网自动化系统故障定位功能的全方位的检测。
附图说明
[0038]在附图(其不一定是按比例绘制的)中,相似的附图标记可在不同的视图中描述相 似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而 非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。
[0039]图1为本发明实施例配电网线路故障定位系统的检测系统的组成结构及部署连接 示意图;
[0040] 图2为本发明实施例一短路故障时配电网线路故障定位系统的检测系统的部分结 构图;
[0041] 图3为本发明实施例一短路故障时对三相故障特征发生器1的时序故障电流电压 设置示意图;
[0042] 图4为本发明实施例二单相接地故障时配电网线路故障定位系统的检测系统的部 分结构图;
[0043] 图5a〜5c为本发明实施例二单相接地时三相故障特征发生器1的时序故障电压电 流设置示意图;
[0044] 图6a〜6c为本发明实施例二单相接地时三相故障特征发生器2的时序故障电压电 流设置示意图;
[0045] 图7为本发明实施例配电网线路故障定位系统的检测方法的流程示意图。
具体实施方式
[0046]本发明的目的是对配网自动化系统的故障定位功能进行全方位的检测,由此提供 了 一个检测系统,整个检测系统具有模块化、模型搭建简便、试验效率高的特点,其目的是 可模块化、灵活、安全地搭建复杂的配电网络,模拟多类型的故障,从而达到对故障指示器 和故障定位系统综合检测的效果。
[0047]如图1所示,本发明实施例的一种配电网线路故障定位系统的检测系统可以包括: 主控平台、通讯网络(图中未示)和至少一个三相故障特征发生器。三相故障特征发生器可 以是一个、两个或多个,具体可以根据实际需要部署。实际应用中,所述通讯网络可以以以 太网的方式连接主控平台和三相故障特征发生器。
[0048]其中,主控平台通过所述通讯网络与三相故障特征发生器连接。主控平台建立配 电网模型并将配电网模型的建模信息通过通讯网络发送给各个三相故障特征发生器,各个 三相故障特征发生器根据所述建模信息生成模拟故障信号,同时反馈所述模拟故障信号给 主控平台;各个被测的故障指示器感应所述模拟故障信号并传送给被测的故障定位系统, 故障定位系统得到故障定位判断结果并反馈给主控平台。最后,由主控平台根据各个三相 故障特征发生器反馈的模拟故障信号、配电网模型的建模信息以及被测的故障定位系统反 馈的故障定位判断结果,得到被测的故障定位系统故障定位是否准确的检测结果。这里,模 拟故障信号包括时序电压信号和时序电流信号。
[0049]如图1所示,主控平台包括:配电网建模模块、通讯管理模块和测试模块;三相故障 特征发生器包括控制模块。主控平台的配电网建模模块将配电网模型的建模信息传送给通 讯管理模块,通讯管理模块将建模信息分别发送给各个三相故障特征发生器,三相故障发 生器根据建模信息产生模拟故障信号之后将该模拟故障信号反馈给通讯管理模块,通讯管 理模块将各个三相故障发生器反馈的模拟故障信号送给配电网建模模块,配电网建模模块 将各个三相故障发生器反馈的模拟故障信号和相应配电网模型的建模信息送到测试模块。 三相故障发生器根据建模信息产生模拟故障信号之后,各个被测的故障指示器感应到所述 模拟故障信号的电压、电流,并送入被测的故障定位系统进行故障定位判断得到故障定位 判断结果,故障定位系统再将得到的故障定位判断结果送给主控平台的测试模块。最后,测 试模块根据各个三相故障发生器反馈的模拟故障信号、相应配电网模型的建模信息、以及 被测的故障定位系统反馈的故障定位判断结果,进行比较分析处理后得到被测的故障定位 系统定位是否准确的检测结果。
[0050]如图1所示,主控平台可以包括:配电网建模模块、通讯管理模块和测试模块。
[0051]其中,配电网建模模块用于对复杂的配电网结构进行建模,可以针对不同的运行 情况建模,例如,可以对配电网的正常、短路、接地、过负荷等运行情况进行建模。具体的,配 电网建模模块针对配电网的不同运行情况建立不同的配电网模型,所述配电网模型可以对 配电网的正常、短路、接地、过负荷等不同的运行情况进行模拟。配电网建模模块可将模拟 的配电网故障态分散建模至每台三相故障特征发生器中,检测试验时可通过通讯管理模块 将建模信息发送至三相故障特征发生器。
[0052]其中,所述配电网模型用于模拟配电网不同故障情况下的运行状态。配电网模型 可以包含结构子模型和故障子模型,结构子模型用于模拟配电网拓扑结构,是根据实际的 配电网拓扑结构行建模,如辐射状线路、环网线路、手拉手电路等线路结构,并可在线路 上设置断路器、隔离刀闸、分段开关等设备(如图2和图4)。故障子模型用于控制所述三相故 障发生器发生模拟故障信号,一个故障子模型对应一个三相故障特征发生器。故障子模型 指的是在结构子模型中的线路模型上设置故障点,如单相接地故障、相间短路故障和三相 短路故障等故障点。为了将故障信号的电流、电压实际模拟出来,故障子模型是在结构子模 型中的线路模型上设置三相故障特征发生器模型,并对每个三相故障特征发生器模型的电 流、电压特征发生按时序进行幅值、频率、相位、波形等设定,通过该三相故障特征发生器模 型实现各个三相故障特征发生器的电流、电压特征发生按时序进行幅值、频率、相位、波形 的设定。例如,当线路正常时可设置正常的电压电流,10秒后发生三相短路故障,则因为短 路点和线路结构、参数等原因,每个三相故障特征发生器将被设置不同的故障特征电流(如 图3和图5)。也就是说,本发明中,通过在配电网模型的故障点添加三相故障特征发生器模 型,并将包含电流、电压的时序模拟设置到三相故障特征发生器模型中,发送给三相故障特 征发生器的建模信息中包含上述的三相故障特征发生器模型,各个三相故障特征发生器基 于该三相故障特征发生器模型进行配置,以生成模拟故障信号。实际应用中,三相故障特征 发^器可以任意设置电流、电压,在试验过程中按时序模拟配网关键点的故障态。这里,每 个三相故障特征发生器模型可以包含如下内容:电流信号的频率、幅值、相位、变化的时序 以及电压信号的频率、幅值、相位、变化的时序。
[0053]其中,通讯管理模块用于接收配电网建模模块对各个三相故障特征发生器建立配 电网模型产生的建模信息,通过通讯网络将所述建模信息发送至相应的三相故障特征发生 器。通讯管理模块不但可以向三相故障特征发生器发送建模信息,还可以对所有的三相故 障特征发生器进行同步对时。具体的,在试验开始前,通讯管理模块对所有的三相故障特征 发生器发出时间同步信号,试验结束后,接收每台三相故障特征发生器的信号发生结果反 馈,并传送给配电网建模模块。
[0054]所述通讯管理模块,还用于接收各个三相故障特征发生器返回的模拟故障信号、 以及所述被测的故障定位系统反馈的故障定位判断结果并传送给配电网建模模块。
[0055]其中,所述测试模块,用于将各个三相故障特征发生器返回的模拟故障信号与相 应配电网建模模块的建模信息相比较,确定所有三相故障特征发生器发生的模拟故障信号 正确后,将所述被测的故障定位系统反馈的故障定位判断结果与相应配电网模型的建模信 息进行对比分析,得到所述被测的故障定位系统定位是否准确的检测结果。
[0056]这里,测试模块需要进行两次比较:第一次比较是根据三相故障特征发生器反馈 的模拟故障信号(包括电流信号和电压信号)与建模信息比较,第一次比较的目的是确保模 拟故障信号的发生与建模要求相吻合,确保模拟故障信号发生正确,是第二次比较的基础; 第二次比较是将被测的故障定位系统返回的故障定位判断结果与配电网模型的建模信息 进行比较分析,从而检测被测的故障定位系统定位故障的准确性,得到被测的故障定位系 统的检测结果。其中,第一次比较的主要内容为:各个三相故障特征发生器实际发生的模拟 故障信号中电流特征、电压特征与建模信息的吻合性,如电流的频率、幅值、相位、变化的时 序和电压的频率、幅值、相位、变化的时序是否一致,以及多台三相故障特征发生器的同时 性是否一致等,在上述内容都一致的情况下确定所述三相故障特征发生器发生的模拟故障 信号正确,再进入第二次的比较。第二次比较的主要内容为:故障类型、定位位置信息(如某 某故障指示器与某某故障指示器之间)、单个指示器故障电流幅值等。也就是说,第二次比 较中,将所述故障定位判断结果与配电网模型的建模信息中的故障类型、定位位置信息以 及单个故障指示器故障电流幅值等进行比较,如果一致则说明被测的故障定位系统定位准 确,如果不一致则说明被测的故障定位系统定位不准确。
[0057]其中,三相故障特征发生器包括控制模块、通讯模块、三相高电压信号发生器、三 相大电流信号发生器以及人机界面等。这里,通讯模块用于接收所述主控平台发送的建模 信息;控制模块用于根据所述主控平台发送的建模信息控制所述三相高电压信号发生器生 成所述模拟故障信号的时序电压信号,以及控制所述三相大电流信号发生器生成所述模拟 故障信号的时序电流信号;所述三相高电压信号发生器,用于在所述控制模块的控制下生 成所述模拟故障信号的时序电压信号;所述三相大电流信号发生器,用于在所述控制模块 的控制下生成所述模拟故障信号的时序电流信号。
[0058]这里,所述控制模块通过所述通讯模块接收主控平台发送的建模信息,控制三相 高电压信号发生器和三相大电流信号发生器,生成模拟实际配电网故障态的模拟故障信 号。
[0059]这里,所述人机界面用于人工设置三相故障特征发生器,接收人为输入的控制信 息,以保证三相故障特征发生器可就地设置。通讯模块用于接收主控平台发出的用于产生 模拟故障信号的控制指令并传送给控制模块,控制模块用于将人机界面和通讯模块的控制 指令转换为功率电源模块可识别的控制信号,进而控制三相高电压信号发生器和三相大电 流信号发生器功率的电源模块。功率电源模块根据所述控制模块得到的控制信号控制三相 电压信号发生器和三相电流信号发生器。
[0060] 所述三相高电压信号发生器包括第一功率电源模块与三个单相升压变压器,第一 功率电源模块与三个单相升压变压器相连,受控制模块控制,可生成三相高电压信号。第一 功率电源模块可根据控制模块发出的控制信号生成三相0〜120V交流电压,单相升压变压 器的变比为1/100,最终的三相高电压信号发生器的电压信号为0〜12000V交流电压。三相 高电压信号发生器可受控制生成工频电压、倍频电压和高频电压,三相电压的相角可受控 制模块控制。
[0061] 所述的三相大电流信号发生器包括第二功率电源模块与三个单相升流线圈,第二 功率电源模块与三个单相升流线圈相连,受控制模块控制,可生成三相大电流信号。第二功 率电源模块可生成0〜120A的交流电流,通过三个单相升流线圈可将电流调整至〇〜1200A 交流电流。三相大电流信号发生器可受控制生成工频电流、倍频电流和高频电流,三相电流 的相角可受控制模块控制。
[0062]下面针对本发明实施例一种配电网线路故障定位系统的检测系统的具体工作过 程进行详细说明。
[0063]试验前,配电网建模模块对配电网进行建模;将所需要的三相故障特征发生器接 入通讯网络,与主控平台调试通讯正常;将被测的故障指示器与三相故障特征发生器连接, 并连接故障定位系统与故障指示器。
[0064]试验开始前,将配电网建模模块针对所有的关键点的配电网模型的建模信息下载 到每台三相故障特征发生器的控制模块中,并将所有连接的三相故障特征发生器同步对 时。所有的三相故障特征发生器的控制模块根据所述建模信息事先设定三相高电压信号发 王益大电流佶号发生器的电流电压时序配置,以备后续生成模拟故障信号。点击‘‘试 验准备” I安钮,主控平台的通讯管理模块将三相故障特征发生器模型中的电流、电压时序模 拟设置发送到三相故障特征发生器的控制模块中。
[0065],试验开始时,主控平台发出试验指令给所有的三相故障特征发生器,所有的三相 故障特征发生器按事先设定的电流电压时序配置同步生成模拟故障信号。试验结束后,三 相故障特征发生器将生成的模拟故障信号反馈给主控平台,主控平台的配电网建模模块将 所述模拟故障信号与原有的配电网模型的建模信息进行比对,得到模拟故障信号生成的正 确性。同时,被测试的故障指示器感受到三相故障特征发生器生成的模拟故障信号后,做出 故障判断并发送到被测试的故障定位系统,被测试的故障定位系统得到故障定位判断结果 并将该故障定位判断结果返回给主控平台。
[0066]点击“开始试验”按钮,主控平台的通讯管理模块对所有的三相故障特征发生器发 出时间同步信号,收到同步信息后即发出试验指令,三相故障特征发生器的控制模块按预 先接收到的建模信息控制三相高电压信号发生器和三相大电流信号发生器,三相高电压信 号发生器按预先设置生成模拟故障信号中的时序电压信号,三相大电流信号发生器按预先 设置生成模拟故障信号中的时序电流信号。控制模块同时将模拟故障信号中的时序电压信 号和时序电流信号反馈回主控平台。
[0067] 最后,主控平台的测试模块接收被测试的故障定位系统返回的故障定位判断结 果,将该故障定位判断结果与配电网模型的建模信息进行比对分析,确定故障定位系统故 障定位的准确性,完成配网自动化系统的故障定位功能测试。也就是说,试验结束后,主控 平台的测试模块将建模信息与模拟故障信号中的时序电压信号和时序电流信号进行比对, 评估时序电压信号和时序电流信号发生效果。同时,故障指示器感应到故障电流、电压后, 反馈给故障定位系统,有故障定位系统做出定位判断。测试模块综合比较建模信息、电流电 压的反馈信息和被测系统的定位判断,完成故障定位系统的检测。
[0068] 实施例一
[0069]本实施例针对本发明配电网线路故障定位系统的检测系统模拟简单的短路故障 时的具体处理过程进行说明。
[0070]首先,本发明检测系统的配电网建模模块按照如图2所示的线路结构进行建模,在 故障点设置三相短路故障且重合闸不成功。在此配电网模型中,三相故障特征发生器1的模 拟故障信号按照如图3所示进行设置,图3中包括时序电流、时序电压的设置。故障发生的T0 时刻,线路的电流急剧上升,电压急剧下降;至T1时刻,故障由变电站的继电保护装置和断 路器切除,线路的电流降至0A,电压也降至0V;至T2时刻,变电站的重合闸装置动作,断路器 重合到故障上,线路电流再次发生故障电流,电压还保持在较低位置;至T3时刻,变电站的 重合后加速保护动作,永久切除故障,线路的电流降至0A,电压也降至0V。三相故障特征发 生器2、3在故障发生时,仅能感受到故障电压,感受不到故障电流,故障时负荷电流降至〇A。 [0071]被测的故障定位系统根据故障指示器的动作效果和电流电压,首先做出故障类型 判断,然后做出故障位置判断(如短路故障点位于1号指示器与2号指示器之间)。同时将包 含故障类型、故障位置和各故障指示器的故障电流的故障定位判断结果传送至本发明的检 测系统,本发明的检测系统比较故障定位判断结果与建模信息中的故障类型、故障位置和 故障电流设定,从而分析判断被测的故障定位系统分析结果的准确性。本发明的检测系统 具体执行流程如上文所述,不再赘述。
[0072] 实施例二
[0073]本实施例针对本发明配电网线路故障定位系统的检测系统模拟配电网单相接地 故障时的具体处理过程进行说明。
[0074]首先,本发明检测系统的配电网建模模块按照如图4所示的线路结构进行建模,在 故障点设置A相接地。A相接地发生时,所建立的配电网模型中的A相系统电容被短接,因而 各元件的A相系统对地电容电流均为0。各元件的B相,C相对地系统电容电流,都要通过大 地、故障点构成回路。配电网模型中的零序电流流动方向如图4的10所示。
[0075]在此配电网模型中,三相故障特征发生器2、3、4的特征类似,三相故障特征发生器 1的时序电流和时序电压设置如图5a〜5c所示,三相故障特征发生器2的时序电流和时序电 压设置如图6a〜6c所示。当T0时刻发生A相接地时,所有的三相故障特征发生器的A相电压 下降,B、C相电压上升至接近线电压。三相故障特征1的A相电流等于负荷电流加全系统的电 容电流总和,B、C相电流等于负荷电流加本线路的电容电流。三相故障特征发生器2、3、4类 似,其A相电流仅为负荷电流,无变化,B、C相电流等于负荷电流加本线路的电容电流。三相 故障特征1三相合成的零序电流幅值为三相故障特征发生器2、3、4的零序电流幅值的总和, 方向相反。
[0076]被测的故障定位系统根据故障指示器的动作效果和电流电压,首先做出故障类型 判断,然后做出故障位置判断(如接地故障点位于1号指示器与2号指示器之间)。同时将包 含故障类型、故障位置和各故障指示器的故障电流的故障定位判断结果传送至本发明的检 测系统,本发明的检测系统比较故障定位判断结果和建模信息中的故障类型、故障位置和 电容电流设定,从而分析判断被测的故障定位系统分析结果的准确性。
[0077]除此之外,如图7所示,本发明实施例还提供了一种配电网线路故障定位系统的检 测方法,所述方法包括:
[0078]步骤701:主控平台根据配电网的不同运行情况建立不同的配电网模型,将所述配 电网模型的建模信息通过所述通讯网络发送给所述至少一个三相故障特征发生器;
[0079]这里,所述配电网模型用于模拟配电网不同故障情况下的运行状态;所述配电网 模型包括用于模拟配电网拓扑结构的结构子模型和至少一个故障子模型,所述故障子模型 用于控制三相故障发生器发生模拟故障信号,一个故障子模型对应一个三相故障特征发生 器。所述故障子模型用于对所述三相故障特征发生器的电流、电压特征发生按时序进行幅 值、频率、相位、波形的设定。
[0080]步骤7〇2:三相故障特征发生器接收所述主控平台发送的建模信息,根据所述建模 信息发生相应的模拟故障信号并传递给被测的故障指示器和故障定位系统,将所述模拟故 障信号的返回给所述主控平台;
[0081]步骤7〇3:主控平台接收所述至少一个三相故障特征发生器返回的模拟故障信号、 以及所述被测的故障定位系统反馈的故障定位判断结果;
[0082]步骤7〇4:主控平台将所述三相故障特征发生器返回的模拟故障信号与相应配电 网建模模块的建模信息相比较,确定所述三相故障特征发生器发生的模拟故障信号是否正 确;
[0083]具体的,将所述三相故障特征发生器返回的模拟故障信号与建模信息进行如下内 容的比较:电流信号和电压信号的频率、幅值、相位、变化的时序;并将各个三相故障特征发 生器的同时性进行比较,都一致时确定所述三相故障特征发生器发生的模拟故障信号正 确。
[0084]如果主控平台确定所述三相故障特征发生器发生的模拟故障信号正确则进入步 骤7〇5,如果主控平台确定所述三相故障特征发生器发生的模拟故障信号不正确则结束当 前流程,提示测试错误。
[0085] 步骤705:主控平台确定所述三相故障特征发生器发生的模拟故障信号正确后,将 所述故障定位判断结果与相应配电网模型的建模信息进行对比分析,得到所述被测的故障 定位系统定位是否准确的检测结果。
[0086]具体的,将所述故障定位判断结果与相应配电网模型的建模信息的如下内容进行 对比分析,得到所述被测的故障定位系统定位是否准确的检测结果:故障类型、定位位置信 息、单个故障指示器的电流幅值。
[0087]在步骤702之前,所述方法还可以包括:所述主控平台在发送建模信息之前,对所 述至少一个三相故障特征发生器进行同步对时。
[0088] 本发明实施例的配电网线路故障定位系统的检测方法及系统,能够模拟复杂的配 电网线路故障,能够对配网自动化系统的故障定位功能进行全方位的检测,整个系统具有 模块化、模型搭建简便、试验效率高的特点。本发明实施例中,配电网线路故障定位系统的 检测系统利用主控平台、通讯网络和三相故障特征发生器,可以灵活搭建复杂的配电网模 型,模拟各类型故障。不但可以检测单个故障指示器,还可以对配网自动化系统的故障定位 功能进行全方位的检测。本发明实施例的配电网线路故障定位系统的检测方法及系统,三 相故障特征发生器可以任意设置电流、电压,在试验过程中按时序模拟配网关键点的故障 态,从而能够模块化搭接试验系统,对配电网复杂故障进行全方位的、准确的模拟,全面测 试配网自动化系统的故障定位功能。
[0089]以上所述,仅为本发明的较佳实施例而己,并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (13)

1. 一种配电网线路故障定位系统的检测系统,其特征在于,所述系统包括:主控平台、 通讯网络和至少一个三相故障特征发生器;其中,所述主控平台通过所述通讯网络与所述 至少一个三相故障特征发生器通信; 所述主控平台包括:配电网建模模块、通讯管理模块和测试模块; 所述配电网建模模块,用于根据配电网的不同运行情况建立不同的配电网模型; 所述通讯管理模块,用于将所述配电网模型的建模信息通过所述通讯网络发送给所述 至少一个三相故障特征发生器;以及,用于接收所述至少一个三相故障特征发生器返回的 模拟故障信号、以及被测的故障定位系统反馈的故障定位判断结果; 所述测试模块,用于将所述三相故障特征发生器返回的模拟故障信号与相应配电网建 模模块的建模信息相比较,确定所述三相故障特征发生器发生的模拟故障信号正确后,将 所述故障定位判断结果与相应配电网模型的建模信息进行对比分析,得到所述被测的故障 定位系统定位是否准确的检测结果; 所述三相故障特征发生器,用于接收所述主控平台发送的建模信息,根据所述建模信 息发生相应的模拟故障信号并传递给被测的故障指示器和故障定位系统,将所述模拟故障 信号返回给所述主控平台。
2. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于, 所述配电网模型用于模拟配电网不同故障情况下的运行状态; 所述配电网模型包括用于模拟配电网拓扑结构的结构子模型和至少一个故障子模型, 所述故障子模型用于控制所述三相故障特征发生器发生模拟故障信号,一个故障子模型对 应一个三相故障特征发生器,所述模拟故障信号包括时序电压信号和时序电流信号。
3. 根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述故障子模型用于对所述三相故障特征 发生器的电流和电压特征发生按时序进行幅值、频率、相位和波形的设定。
4.根据权利要求1、2或3所述的系统,其特征在于,所述主控平台的通讯管理模块还用 于在发送建模信息之前,对所述至少一个三相故障特征发生器进行同步对时。
5. 根据权利要求1、2或3所述的系统,其特征在于,所述测试模块,用于:将所述三相故 障特征发生器返回的模拟故障信号与建模信息进行如下内容的比较:电流信号和电压信号 的频率、幅值、相位和变化的时序;并将各个三相故障特征发生器的同时性进行比较,都一 致时确定所述三相故障特征发生器发生的模拟故障信号正确。
6. 根据权利要求1、2或3所述的系统,其特征在于,所述测试模块,用于将所述故障定位 判断结果与相应配电网模型的建模信息的如下内容进行对比分析,得到所述被测的故障定 位系统定位是否准确的检测结果:故障类型、定位位置信息和单个故障指示器的电流幅值。
7.根据权利要求1、2或3所述的系统,其特征在于,所述三相故障特征发生器包括:控制 模块、通讯模块、三相高电压信号发生器和三相大电流信号发生器; 所述通讯模块,用于接收所述主控平台发送的建模信息; 所述控制模块,用于根据所述主控平台发送的建模信息控制所述三相高电压信号发生 器生成所述模拟故障彳目号的时序电压信号,以及控制所述三相大电流信号发生器生成所述 模拟故障信号的时序电流信号; 所述三相高电压信号发生器,用于在所述控制模块的控制下生成所述模拟故障信号的 时序电压信号; 所述三相大电流信号发生器,用于在所述控制模块的控制下生成所述模拟故障信号的 时序电流信号。
8. —种配电网线路故障定位系统的检测方法,其特征在于,所述方法包括: 主控平台根据配电网的不同运行情况建立不同的配电网模型,将所述配电网模型的建 模信息通过通讯网络发送给至少一个三相故障特征发生器; 三相故障特征发生器接收所述主控平台发送的建模信息,根据所述建模信息发生相应 的模拟故障信号并传递给被测的故障指示器和故障定位系统,将所述模拟故障信号返回给 所述主控平台; 主控平台接收所述至少一个三相故障特征发生器返回的模拟故障信号、以及所述被测 的故障定位系统反馈的故障定位判断结果; 主控平台将所述三相故障特征发生器返回的模拟故障信号与相应配电网建模模块的 建模信息相比较,确定所述三相故障特征发生器发生的模拟故障信号是否正确; 主控平台确定所述三相故障特征发生器发生的模拟故障信号正确后,将所述故障定位 判断结果与相应配电网模型的建模信息进行对比分析,得到所述被测的故障定位系统定位 是否准确的检测结果。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于, 所述配电网模型用于模拟配电网不同故障情况下的运行状态; 所述配电网模型包括用于模拟配电网拓扑结构的结构子模型和至少一个故障子模型, 所述故障子模型用于控制二相故障特征发生器发生模拟故障信号,一个故障子模型对应一 个三相故障特征发生器。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述故障子模型用于对所述三相故障特 征发生器的电流和电压特征发生按时序进行幅值、频率、相位和波形的设定。
11.根据权利要求8、9或10所述的方法,其特征在于,所述方法还包括: 所述主控平台在发送建模信息之前,对所述至少一个三相故障特征发生器进行同步对 时。
12.根据权利要求8、9或10所述的方法,其特征在于: 将所述三相故障特征发生器返回的模拟故障信号与建模信息进行如下内容的比较:电 流信号和电压信号的频率、幅值、相位和变化的时序;并将各个三相故障特征发生器的同时 性进行比较,都一致时确定所述三相故障特征发生器发生的模拟故障信号正确。
13.根据权利要求8、9或10所述的方法,其特征在于: 将所述故障定位判断结果与相应配电网模型的建模信息的如下内容进行对比分析,得 到所述被测的故障定位系统定位是否准确的检测结果:故障类型、定位位置信息和单个故 障指示器的电流幅值。
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