CN104267365A - 一种便携式小电流接地选线闭环性能测试仪 - Google Patents

Abstract

一种便携式小电流接地选线闭环性能测试仪器，由人机界面、主控模块、波形数据库、信号输出模块、通信模块等组成。通过搭离线建典型配电网模型，精确模拟各种方式下小电流接地***的单相接地故障场景，将反映故障特征的电流电压波形数据导入小电流接地选线测试仪，通过联接待测设备的开出量和通信接口，自动判别待测设备的选线结果，形成自动闭环测试***，从而检验其真实的选线准确率，以及选线策略和参数设定的合理性，提高设备运维检修效率，实现小电流接地选线装置的现场暂态性能试验，为小电流接地选线装置的验收和定检维护提供有效的手段，对提升小电流接地选线的准确性有重要的作用和意义。

Description

一种便携式小电流接地选线闭环性能测试仪

技术领域    

本发明涉及一种便携式小电流接地选线闭环性能测试仪，属电力***设备测试技术领域。

背景技术    

国内配电网通常用中性点不接地或经消弧线圈接地这两种接地方式。当中性点非有效接地***中发生单相接地故障时，三相电压仍然是对称的，由于故障相产生的故障电流比较小，并不会影响对负荷的连续供电，可以不必立即跳闸，按照规程规定可以继续运行2小时，以减小电力供应的中断，提高供电可靠性。传统的单相接地故障选线方法采用人工拉线法，即通过逐条线路分合查找单相接地故障线路，造成停电范围扩大，故障查找时间长，影响供电可靠性，因此，需要为***配置合适的小电流接地选线装置。

小电流接地选线装置的原理和软硬件结构不尽相同，原理以基于暂态信号处理算法为主，信号特征受配电网运行方式和故障类型影响很大，传统测试手段只能输入稳态故障信号，测试可靠性、环境真实性、测试流程以及测试效率等诸多方面带来的问题亟需得到有效解决，无法检验小电流接地选线装置的选线性能，传统方法是针对想象的特定故障形式，未能充分考虑电网的实际运行工况，也无法真实还原故障发生时的动态和暂态分量，测试环境、测试流程、测试规范都不具有针对性，不能适应于小电流接地选线装置的现场性能测试；另外人工测试具有如下弊端：强调单体测试不对装置在***中的协调配合能力进行测试；采用逐项测试，重视基本功能，忽略装置动态性能等一些实际运行中更重要的性能测试；临时搭建测试环境，装置测试的项目多，测试工具零散。配电网运行人员缺少具有针对性的接地选线设备现场便携式测试仪，能够方便的将其带到实际现场，针对待测设备所在的电网架构和运行工况，当场进行一对一的特定检验，直接校核该选线设备的性能是否能满足工作要求，对于选线设备的参数设定，缺少整定依据，特别是当配电网的网架容易发生变化，那么选线设备的参数设置也应该随之进行调整。往往有些选线设备在刚刚投运时，动作正确率还较高，但是在一段时间后，特别网架发生变化后，可靠性大幅降低。这将势必对电网特定保护功能的实现以及安全稳定运行造成不可估量的后果。

因此，设计一种适用于现场测试的便携式小电流接地选线闭环性能测试仪器，与现场待测设备联合成闭环测试***，从而检验其真实的选线准确率，以及选线策略和参数设定的合理性，简化测试操作流程，自动完成闭环性能测试，提高设备运维检修效率，以达到快速准确确定故障点，加快查找配电网线路接地故障查找时间、缩短用户停电时间及提高居民用户供电可靠率的目的，并推动配网自愈乃至配电自动化领域的进一步发展。

发明内容   

本发明的目的在于，提供一种便携式小电流接地选线闭环性能测试仪器，实现小电流接地选线装置性能的现场闭环测试以及功能策略校验。

本发明的技术方案是，本发明一种便携式小电流接地选线闭环性能测试仪由人机界面、主控模块、波形数据库、信号输出模块、通信模块组成。

主控模块，用于从波形数据库中预先提取测试波形，结合用户选择的测试项目形成具体的测试流程和步骤；自动控制测试过程，并形成测试报告，实现现场自动闭环性能测试；

人机界面，用于实现测试波形文件和测试报告浏览查看，信号输出通道和通信接口参数配置；实现测试流程的控制和信息交互，并自动生成测试报告。

波形数据库，用于存入和调用数据库中的测试波形；

信号输出模块，用于将接地故障特征电压、电流信号通过数字信号经数模转换后变为模拟信号，再经由放大装置得到与***二次侧相对应的电压和电流模拟信号，提供给选线设备进行测试；

通信模块，用于实现离线故障波形数据的导入，支持待测小电流接地选线装置的各种通信接口类型及标准协议，能获取待测设备的动作及选线结果信息；

所述主控模块分别与人机界面、波形数据库、信号输出模块、通信模块双向连接。

所述测试仪通过搭离线的典型配电网模型，精确模拟各种方式下小电流接地***的单相接地故障场景，将反映故障特征的电流电压信号导入小电流接地选线测试仪，与待测设备联合闭环测试***，自动化完成闭环测试，能够在现场全面验证待测小电流接地选线装置各种常规及极端情况下的运行工况和选线能力。

所述人机界面模块采用嵌入式触摸屏，根据小电流接地的实际情况可设置测试流程和测试项目。

所述主控模块根据用户设置的小电流接地***的运行方式和接地方式参数，从波形数据库中预先提取测试波形，结合用户选择的测试项目形成具体的测试流程和步骤。

所述波形数据库存储的波形包括，典型测试场景模型搭建时考虑到配电网单母线、单母线分段不同运行方式，不接地***、消弧线圈接地***和小电阻接地***不同接地方式，低阻接地故障、高阻接地故障、弧光接地故障、间歇式接地故障不同故障类型的多重组合，所形成典型场景下小电流接地选线测试的故障波形。

所述信号输出模块的信号输出精度为0.2级，响应时间不大于5ms，能够完全反应单相接地故障的暂态信息，能保证测试仪完成32路馈线的现场测试，且功放***性能稳定，输出功率、幅值满足暂态测试要求。

本发明的工作原理是，在用户界面内通过导入实际现场录波且能够方便地进行测试场景的搭建和模型参数的调整，从而获取故障环境下的故障特征电压、电流信号，并将录波或者获取的故障特征电压、电流信号通过网口或者光纤传送至小电流接地装置测试仪，测试仪将接收到的数字信号经数模转换后变为模拟信号，再经由放大装置得到与***二次侧相对应的电压和电流模拟信号，提供给选线设备进行测试，测试仪能完成32路馈线的现场测试，功放***性能稳定，输出功率、幅值满足暂态测试要求；能够完全反应单相接地故障的暂态分量。

本发明为了获得能够真实准确地反映出各种所测配电网的实际运行工况，并能模拟各种故障状态，输出故障关键电流电压波形数据，建立小电流接地选线在各种网架、各种接地方式和各种故障类型下典型测试场景模型。对配电网架构、中性点接地方式、电压及电流互感器配置类型等因素，并利用归纳结果还原配电终端的一般运行场景，搭建基于配电网仿真软件搭建灵活的配电网模型。

本发明依据配电网的运行经验，结合小电流接地***现场实际情况，模拟得到相应的故障特征电压、电流信号，形成典型场景下小电流接地选线测试的故障波形，将这些典型故障场景下的测试信号存入内置波形数据库，在测试环节中可以直接调用数据库中的测试波形，节约模型调试工作量。

本发明可通过开关量输入和标准数据通信接口，测试仪可接收被测设备的选线结果信息，实现小电流接线选线装置在各场景和运行工况下自动闭环测试技术研究，简化测试操作流程，提高测试准确性和效率，检验其真实的选线准确率，以及选线策略和参数设定的合理性，并且可以将测试结果进行反馈，自动形成测试报告。

本发明的有益效果是，本发明便携式小电流接地选线闭环测试仪器能够在现场全面验证待测装置各种常规及极端情况下的运行工况和选线性能，简化繁琐的测试流程，以达到提高设备运行的可靠性的目的。通过搭离线的建典型配电网模型，精确模拟各种方式下小电流接地***的单相接地故障场景，将反映故障特征的电流电压信号导入小电流接地选线测试仪，通过联接待测设备的开出量和通信接口，自动判别待测设备的选线结果，形成自动闭环测试***，从而检验设备真实的选线准确率和准确性。

本发明的有益效果是，本发明基于一种适用于现场测试的便携式小电流接地选线闭环性能测试仪器，与现场待测设备联接成自动闭环测试***，从而检验其真实的选线准确率，以及选线策略和参数设定的合理性，简化测试操作流程，自动化完成闭环测试，提高设备运维检修效率，实现小电流接地选线装置的现场暂态性能试验，对提升小电流接地选线的准确性有重要的作用和意义。

附图说明    

图1为本发明一种便携式小电流接地选线闭环性能测试仪的设计结构框图。

具体实施方式   

本发明的具体实施方式如图1所示。

便携式小电流接地选线闭环性能测试仪由人机界面、主控模块、波形数据库、信号输出模块、通信模块等组成。

（1）人机界面采用嵌入式触摸屏，根据小电流接地的实际情况可设置测试流程和测试项目，实现测试波形文件和测试报告浏览查看，信号输出通道和通信接口参数配置等功能。

（2）主控模块根据用户设置的小电流接地***的运行方式和接地方式等参数，从波形数据库中预先提取测试波形，结合用户选择的测试项目形成具体的测试流程和步骤；主控模块通过通信接口模块传输的选线结果自动控制测试过程，并形成测试报告，实现现场自动闭环性能测试。

（3）波形数据库的波形数量超过200种，典型测试场景模型搭建考虑到配电网单母线、单母线分段等不同运行方式，不接地***、消弧线圈接地***和小电阻接地***等不同接地方式，低阻接地故障、高阻接地故障、弧光接地故障、间歇式接地故障等不同故障类型的多重组合，结合小电流接地***现场实际情况，模拟得到相应的故障特征电压、电流信号，形成典型场景下小电流接地选线测试的故障波形，将这些典型故障场景下的测试信号存入内置波形数据库，在测试环节中可以直接调用数据库中的测试波形。

（4）信号输出模块将接地故障特征电压、电流信号通过数字信号经数模转换后变为模拟信号，再经由放大装置得到与***二次侧相对应的电压和电流模拟信号，提供给选线设备进行测试，测试仪能完成32路馈线的现场测试，要求功放***性能稳定，输出功率、幅值满足暂态测试要求，信号输出精度为0.2级，响应时间不大于5ms，能够完全反应单相接地故障的暂态信息。

（5）通信接口模块可实现离线故障波形数据的导入，支持待测小电流接地选线装置的各种通信接口类型及标准协议，能获取待测设备的动作及选线结果信息。

Claims (6)

1.一种便携式小电流接地选线闭环性能测试仪，其特征在于，包括：

主控模块，用于从波形数据库中预先提取测试波形，结合用户选择的测试项目形成具体的测试流程和步骤；自动控制测试过程，并形成测试报告，实现现场自动闭环性能测试；

人机界面，用于实现测试波形文件和测试报告浏览查看，信号输出通道和通信接口参数配置，实现测试流程的控制和信息交互，并自动生成测试报告；

波形数据库，用于存入和调用数据库中的测试波形；

信号输出模块，用于将接地故障特征电压、电流信号通过数字信号经数模转换后变为模拟信号，再经由放大装置得到与***二次侧相对应的电压和电流模拟信号，提供给选线设备进行测试；

通信模块，用于实现离线故障波形数据的导入，支持待测小电流接地选线装置的各种通信接口类型及标准协议，能获取待测设备的动作及选线结果信息；

所述测试仪通过搭离线的典型配电网模型，精确模拟各种方式下小电流接地***的单相接地故障场景，将反映故障特征的电流电压信号导入小电流接地选线测试仪，与待测设备联合闭环测试***，自动化完成闭环测试，能够在现场全面验证待测小电流接地选线装置各种常规及极端情况下的运行工况和选线能力。

2.根据权利要求1所述的一种便携式小电流接地选线闭环性能测试仪，其特征在于，所述人机界面模块采用嵌入式触摸屏，根据小电流接地的实际情况可设置测试流程和测试项目。

3.根据权利要求1所述的一种便携式小电流接地选线闭环性能测试仪，其特征在于，所述主控模块根据用户设置的小电流接地***的运行方式和接地方式参数，从波形数据库中预先提取测试波形，结合用户选择的测试项目形成具体的测试流程和步骤。

4.根据权利要求1所述的一种便携式小电流接地选线闭环性能测试仪，其特征在于，所述波形数据库存储的波形包括，典型测试场景模型搭建时考虑到配电网单母线、单母线分段不同运行方式，不接地***、消弧线圈接地***和小电阻接地***不同接地方式，低阻接地故障、高阻接地故障、弧光接地故障、间歇式接地故障不同故障类型的多重组合，形成典型场景下小电流接地选线测试的故障波形。

5.根据权利要求1所述的一种便携式小电流接地选线闭环性能测试仪，其特征在于，所述信号输出模块的信号输出精度为0.2级，响应时间不大于5ms，能够完全反应单相接地故障的暂态信息，能保证测试仪完成32路馈线的现场测试，且功放***性能稳定，输出功率、幅值满足暂态测试要求。

6.根据权利要求1所述的一种便携式小电流接地选线闭环性能测试仪，其特征在于，所述主控模块分别与人机界面、波形数据库、信号输出模块、通信模块双向连接。