CN107607833A - 一种便携型智能分布式馈线自动化测试系统 - Google Patents

Abstract

一种便携型智能分布式馈线自动化测试系统，包括主站、通信信道、FA测试仪、A/D转换模块和馈线终端。主机通过通信信道与各FA测试仪互联；FA测试仪通过A/D转换模块连接馈线终端；馈线终端通过通信信道与主站互联；馈线终端之间进行信息交互。所述馈线终端选取故障电流检测、具备故障识别、储存故障信息并通过有线、无线形式传输给主站功能的智能馈线终端设备，且彼此之间信息互传；它会根据FA测试仪加的线路电流信号，自动执行分闸、合闸以及故障识别工作并将开关状态和所判定的故障类型以遥信的形式上传给主站和FA测试仪以及其余的馈线终端。本发明对故障判断的准确度高，能够验证馈线自动化在不同工况下动作的正确性。

Description

一种便携型智能分布式馈线自动化测试系统

技术领域

本发明涉及一种便携型智能分布式馈线自动化测试系统，属配电自动化技术领域。

背景技术

按照国家发改委和能源局《配电网建设改造行动计划(2015-2020年)》文件精神要求，配电自动化系统将在电力系统中大面的建设，而馈线自动化(以下简称FA)技术因其能够快速、准确地隔离故障和恢复非故障区域特点必将在电力系统中得到大力推进，而随着馈线自动化技术在电力系统中的广泛应用，如何保障、发挥其自身功能优势，也将是配电自动化当前检测的研究热点。现有的馈线自动化测试技术多为主站注入式，该方式适用于集中式FA系统，这种集中式FA系统中设有多个配电终端，所有配电终端都接到配电主站，FA系统利用配电终端来监测配电网络中各段馈线的工作状态，在配电网络遭受永久性故障时，配电主站先采集配电网络中所有配电终端的故障电流数据，然后配电主站再根据各个配电终端的监测信息及配电网络故障特性实现故障定位，然后再由配电主站向各配电终端发出控制命令，通过各个配电终端控制配电网络中各个开关作出相应动作，将故障区域的隔离，使非故障区域恢复供电。该方式不适用于就地型馈线自动化处理模式，且在对配电网络中某一子网进行改造、扩容、维护时，需要整个FA系统都停止运行，导致整个配电网络在这一期间都会丧失故障自动隔离功能，影响整个配电网络FA功能的正常运行，具有不易维护的缺陷。

公开号CN102882278A公开了一种智能分布式馈线自动化控制系统，包括用于监测配电网络中各条馈线运行状态及控制各条馈线上的各个开关工作的多个配电终端；每个配电终端均设有控制信号输出口，并设有串行通信接口和/或以太网络接口；各配电终端各经电流互感器及电压互感器分别接到配电网络中的各条馈线上，各配电终端的控制信号输出口分别接到各条馈线上的各个开关。

公开号CN104122474A公开了一种智能分布式馈线自动化逻辑测试系统，通过模拟被测试回路正常工作或故障状态,实现对配电终端的馈线自动化逻辑测试，但尚未考虑通信系统的影响。

发明内容

本发明的目的是，针对集中式FA测试系统的不足及其他公开技术的不足，提出一种适用于现场型的智能分布式馈线自动化测试系统，该测试系统按照现场配电终端布置情况，以1:1真型模型实现对智能分布式馈线自动化测试。

实现本发明的技术方案如下，一种便携型智能分布式馈线自动化测试系统，包括主站、通信信道、FA测试仪、A/D转换模块和馈线终端；主机通过通信信道与各FA测试仪互联；FA测试仪通过A/D转换模块连接馈线终端；馈线终端通过通信信道与主站互联；馈线终端之间进行信息交互。

所述主站的功能是对FA测试仪下达相关命令，接受、处理FA测试仪传递的信息并显示当前配电线路运行状态。

所述通信信道由交换机和若干网线成，其功能为设备之间信息传输，搭建了一个桥梁。

所述FA测试仪能够模拟各种实际线路电流信号，起接受信息、上传信息、模拟线路开关的作用；每台FA测试仪都有一台与之对应的馈线终端；FA测试仪接受主站传输的信息并根据主站传输的信息，对所管控的馈线终端下达相应的命令；根据馈线终端上传来的遥信信息，使模拟开关执行分闸或合闸动作并将开关状态信息上传至主站。

所述A/D转换模块，起数模转换的作用，将FA测试仪加给馈线终端的模拟信号转换成数字信号。

所述馈线终端选取故障电流检测、具备故障识别、储存故障信息并通过有线、无线形式传输给主站功能的智能馈线终端设备，且彼此之间信息互传；它会根据FA测试仪加的线路电流信号，自动执行分闸、合闸以及故障识别工作并将开关状态和所判定的故障类型以遥信的形式上传给主站和FA测试仪以及其余的馈线终端。

本发明验证馈线自动化测试系统在不同工况下的正确动作的工作步骤：

(1)将某一配电线路开关的整定参数、某种馈线自动化控制策略以及拓扑图下载到模拟主站的软件中，再用若干台FA测试仪分别模拟线路开关；

(2)主站通过信道，给每台FA测试仪分别下达模拟实际线路正常运行或出现异常情况时的电流信号命令，FA测试仪开始执行相应的动作；

(3)FA测试仪给与之对应的馈线终端加正常运行或馈线线路发生各种异常情况下的电流模拟信号；

(4)电流模拟信号经过A/D模块转换为电流数字信号；

(5)馈线终端接受这些电流数字信号，将进行分位或合位动作；

(6)馈线终端将分位或合位动作命令传输给FA测试仪，FA测试仪中模拟开关将执行相应的跳开或闭合动作；

(7)FA测试仪把模拟开关的状态信息上传给主站，同时，相邻的馈线终端之间通过以太网交互信息；

(8)主站对接受到信息进行分析、处理工作，在屏幕显现出表示当前配电线路运行情况的文字即当前配电线路是否有异常现象出现，若出现异常，是配电线路上哪段区域发生故障，故障区域是否被隔离；

(9)主站将FA测试仪反馈回来的各模拟开关状态信息汇总，生成表A；

(10)主站再将中待验证馈线自动化控制策略下的个路线开关的状态信息进行汇总，生成表B；

(11)将表A与表B进行比对：①若表A与表B一致，则该馈线自动化控制策略是正确的；②若表A与表B不一致，则该馈线自动化控制策略是不正确的。

本发明的有益效果是，本发明便携型智能分布式馈线自动化测试系统对故障判断的准确度高，系统内的每个馈线终端都装设了故障电流检测模块，每个线路开关都有与之对应的馈线终端，极大地提高了故障判断的准确度，使得系统能够验证馈线自动化在不同工况下动作的正确性。馈线自动化系统会将当前配电线路的状态显示在屏幕上，增加了系统验证馈线自动化各种控制策略正确性过程的可观性。系统各个部件易独立组装，系统各个部分采用集成封装工艺，外部都留有各种信号接口，使用时，只需将这些接口按照要求用导线或以太网网线连接起来即可，大大地简化了现场组装工作。

附图说明

图1为本发明便携型智能分布式馈线自动化测试系统结构图；

图2为一典型的开环运行方式的配电网示意图；

图3为配电线路可能会出现的区段示意图；

图4a为S1、A之间发生故障的现象，会检测到开关S1有故障电流流过示意图；

图4b为开关A断开，使得故障区域被隔离开，开关C闭合，使得恢复对非故障区域供电示意图；

图5为带有分支结构的配电网络示意图；

图6为本发明便携型智能分布式馈线自动化测试系统对故障判断流程图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如图1所示。本实施例一种便携型智能分布式馈线自动化测试系统，包括主站、通信信道、FA测试仪、A/D转换模块和馈线终端；主机通过通信信道与各FA测试仪互联；FA测试仪通过A/D转换模块连接馈线终端；馈线终端通过通信信道与主站互联；馈线终端之间进行信息交互。

所述通信信道由交换机和若干网线成，其功能为设备之间信息传输，搭建了一个桥梁。

以下为“便携型智能分布式馈线自动化测试系统”能够验证馈线自动化在不同工况下动作的正确性的两个实施例，但不限于此案例。

实施例1：主干线路发生故障

图2所示为一典型的开环运行方式的配电网，S1、S2为变电站出口开关， A、B、D、E为线路开关、C为联络开关，配电线路正常运行时，S1、S2、A、B、 D、E闭合，C断开，配电线路上的电流流向为：S1→A→B→C，S2→E→D；现假设配电线路发生故障时，至多只有一个区段出现故障。

如图3所示，可分成6种故障。

选取一种只需经过一次重合闸的馈线自动化控制策略，其控制策略如下：

(1)如图4a所示，当故障发生在S1和A之间，记为事件F1；当S1 和A之间发生故障，会检测到开关S1有故障电流流过；开关A、B、D、S2无故障电流流过，出于保护机制，首先S1会迅速跳开，然后经过一个短暂时间后， S1再次合上(即S1经过一次重合闸操作)；一般S1再次合上后，会出现这俩种情形：①S1再次合上后，如果未检测到S1有故障电流流过，则表示S1和A间发生的是暂时性故障且故障已被消除；②如果任然检测到S1有故障电流流过，则表示S1和A间发生的是永久性故障且故障未被消除，S1会再次跳开并保持分闸闭锁状态直至故障被消除；如图4b所示，馈线终端通过控制与之相对应的路线开关进行相应的动作:开关A断开，使得故障区域被隔离开，开关C闭合，使得恢复对非故障区域供电。

(2)当故障发生在A和B之间，记为F2事件，其处理过程与事件F1类似，事件F3、F4、F5、F6的处理过程也与事件F1类似，可参考事件F1的处理方法，在此不做赘述。FA测试仪反馈回来的信息和待验证馈线自动化控制策略下测试系统分别生成的开关状态信息汇总表如下所示。

表A FA测试仪反馈的各开关状态信息汇总表：

(1)发生瞬时性故障事件时各开关状态信息

(2)发生永久性故障事件时各开关状态信息

表B待验证馈线自动化控制策略下各开关状态信息的汇总表

(1)发生瞬时性故障事件时各开关状态信息

(2)发生永久性故障事件时各开关状态信息

实施例2：分支线路发生故障

图5所示，为一带有分支结构的配电网络，分析方法与2.1主干线路发生故障情形下的分析方法一致，FA测试仪反馈回来的信息和待验证馈线自动化控制策略下分别生成的各开关状态信息汇总表如下：

表A FA测试仪反馈的各开关状态信息汇总表

(1)发生瞬时性故障事件时各开关状态信息

(2)发生永久性故障事件时各开关状态信息

表B验证馈线自动化控制策略下各开关状态信息的汇总表

(1)发生瞬时性故障事件时各开关状态信息

(2)发生永久性故障事件时各开关状态信息

注：F1^*、F2^*分别表示故障发生在A和F之间、F和分支线某段之间。

通过分别对比主干线路发生故障和分支线路发生故障中的表A与表B，发现无论是主干线路发生故障，还是分支线路发生故障，表A与表B中各模拟开关动作均一致，说明本实施例便携型智能分布式馈线自动化测试系统能够验证馈线自动化在不同工况下动作的正确性。

图6为本发明便携型智能分布式馈线自动化测试系统对故障判断流程。

首先，载入线路相关参数、待验证的馈线自动化控制策略，搭建线路模型；然后给馈线终端加电流量；检测流入馈线终端的电流；判断馈线终端是否将分位命令传输给FA测试仪，如没有，则返回到上一步；如执行了将分位命令传输给FA测试仪，则FA测试仪中模拟开关将从i，i+1跳开；然后模拟开关将i和 i+1闭合；此时判断馈线终端是否执行分位动作？如果没有执行分位动作，输出“i与i+1间发生的是瞬时性故障且已被消除”；如果执行了分位动作，FA测试仪中模拟开关i、i+1跳开；输出“i与i+1之间的故障已被隔离”；生成表A和表B，比较表A和表B是否一致？如果一致，则输出“馈线自动化控制策略是正确的”，如果不一致，则输出“馈线自动化控制策略是不正确的”。至此，测试系统结束运行。

Claims (7)

1.一种便携型智能分布式馈线自动化测试系统，其特征在于，所述系统包括主站、通信信道、FA测试仪、A/D转换模块和馈线终端；主机通过通信信道与各FA测试仪互联；FA测试仪通过A/D转换模块连接馈线终端；馈线终端通过通信信道与主站互联；馈线终端之间进行信息交互。

2.根据权利要求1所述的一种便携型智能分布式馈线自动化测试系统，其特征在于，所述主站的功能是对FA测试仪下达相关命令，接受、处理FA测试仪传递的信息并显示当前配电线路运行状态。

3.根据权利要求1所述的一种便携型智能分布式馈线自动化测试系统，其特征在于，所述通信信道由交换机和若干网线构成，为设备之间信息传输，搭建了一个桥梁。

4.根据权利要求1所述的一种便携型智能分布式馈线自动化测试系统，其特征在于，所述FA测试仪用于模拟各种实际线路电流信号；每台FA测试仪都有一台与之对应的馈线终端；所述FA测试仪接受主站传输的信息并根据主站传输的信息，对所管控的馈线终端下达相应的命令；根据馈线终端上传来的遥信信息，使模拟开关执行分闸或合闸动作并将开关状态信息上传至主站。

5.根据权利要求1所述的一种便携型智能分布式馈线自动化测试系统，其特征在于，所述A/D转换模块，将FA测试仪加给馈线终端的模拟信号转换成数字信号。

6.根据权利要求1所述的一种便携型智能分布式馈线自动化测试系统，其特征在于，所述馈线终端选取故障电流检测、具备故障识别、储存故障信息并通过有线、无线形式传输给主站功能的智能馈线终端设备，且彼此之间信息互传；根据FA测试仪加的线路电流信号，自动执行分闸、合闸以及故障识别工作并将开关状态和所判定的故障类型以遥信的形式上传给主站和FA测试仪以及其余的馈线终端。

7.根据权利要求1所述的一种便携型智能分布式馈线自动化测试系统，其特征在于，所述测试系统工作步骤如下：

（1）将某一配电线路开关的整定参数、某种馈线自动化控制策略以及拓扑图下载到模拟主站的软件中，再用若干台FA测试仪分别模拟线路开关；

（2）主站通过信道，给每台FA测试仪同时分别下达模拟实际线路正常运行或出现异常情况时的电流信号命令，FA测试仪开始执行相应的动作；

（3）FA测试仪给与之对应的馈线终端注入正常运行或各种异常情况下的电流模拟信号；

（4）电流模拟信号经过A/D模块转换为电流数字信号；

（5）馈线终端接受这些电流数字信号，信号与整定参数值进行比较，并进行分位或合位动作；

（6）馈线终端将分位或合位动作命令传输给FA测试仪，FA测试仪中模拟开关将执行相应的跳开或闭合动作；

（7）FA测试仪把模拟开关的状态信息上传给主站，同时，相邻的馈线终端之间通过以太网交互信息；

（8）主站对接受到信息进行分析、处理工作，在屏幕显现出表示当前配电线路运行情况的文字即当前配电线路是否有异常现象出现，若出现异常，是配电线路上哪段区域发生故障，故障区域是否被隔离；

（9）主站将FA测试仪反馈回来的各模拟开关状态信息汇总，生成表A；

（10）主站再将中待验证馈线自动化控制策略下的个路线开关的状态信息进行汇总，生成表B；

（11）将表A与表B进行比对：若表A与表B一致，则该馈线自动化控制策略是正确的；若表A与表B不一致，则该馈线自动化控制策略是不正确的。