CN108241105A - 一种基于rtds的弧光接地选线装置的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于RTDS的弧光接地选线装置的测试方法，构建了一个基于RTDS对弧光接地选线装置进行测试的闭环环境，在此仿真环境中，可根据保护安装处的电力一次***网络，创建与之完全相同的数学模型，该测试方法针对性、定制性更强，测试环境更真实；RTDS作为数字动模测试工具，其输出电气量包含暂态分量，波形更接近于电网中真实故障时的波形，可模拟各种类型的短路故障，通过控制逻辑的搭建，可较为真实的还原出间歇性弧光接地时的故障波形，完成对弧光接地选线装置的测试。使用该测试方法，能大大提高弧光接地选线置现场投运后的运行可靠性。

Description

一种基于RTDS的弧光接地选线装置的测试方法

技术领域

本发明涉及一种基于RTDS的弧光接地选线装置的测试方法，属于电力***保护装置测试技术领域。

背景技术

小电流接地***是指中性点不接地、经消弧线圈接地或经高阻接地方式的电力***，国内大部分66kV及以下的电网都采用这种接线方式。单相接地故障在小电流接地***中发生的故障概率是最高的，然而在***发生单相接地故障时由于不构成短路回路，因此接地故障电流比负荷电流要小，同时三相线电压在此种故障情况下对称关系仍然保持，不影响对负荷的连续供电，所以不要求立即跳闸，但这种故障引起的相电压升高对***的绝缘性能构成很大的威胁，在电网薄弱的地点还有可能诱发另一点接地，形成两相接地短路，这样对***的伤害就会比较严重。

近年来，为了推动城市现代化的进程以及加快乡镇城市化的进程，我国城市电网和农村电网一直都在不断地发展改进，电网容量和线路总长度都在不断增加，同时在各个电网中电缆线路都得到了广泛的应用推广，而且全封闭SF6的气体绝缘变电所也在广泛应用，所有这些因素都在增加着配电网的对地电容电流。而电容电流的增大就使得单相接地时不能与原来一样可靠熄弧，从而会使故障进一步扩大为相间的短路进而引起断路器跳闸。此外，与此同时造成的间歇性弧光接地过电压的危害同样不能忽略，它威胁着电气设备的绝缘，会使开关发生***，使得金属性氧化物避雷器动作负载加大而影响电网的安全，有时甚至会引起变压器线圈变形，造成重大损失。为此，国内外电气工作者在限制过电压和接地保护等方面进行研究，希望能够最大限度地减少单相接地电弧性故障电弧重燃的次数，使之尽快熄弧，并且，在配电网发生弧光接地后希望能尽快选出故障线路以便及时排除故障，也就是说，弧光接地选线装置应具备快速选出故障线路，并将故障段切除的功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以精确模拟弧光接地故障时运行环境的测试方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于RTDS的弧光接地选线装置的测试方法，测试装置包括RTDS***、功率放大器以及弧光接地选线装置；

测试方法包括以下步骤：

步骤1：根据保护安装处的电力一次***网络， 在RSCAD中创建各元件的数学模型，输入相关参数；

步骤2：在RTDS中搭建电力一次***的仿真电网；

步骤3：将RTDS模拟量输出端与功率放大器输入端连接，将功率放大器输出端与弧光接地选线装置的模拟量输入端连接，用于实时传输RTDS计算的电气状态量；

步骤4：将仿真电网中各支路的断路器位置与弧光接地选线装置开关位置输入模块相连，将弧光接地选线装置的跳闸出口与RTDS的跳闸信号采入连接，弧光接地选线装置根据采集到的模拟量变化判断出故障所在支路，并发出跳闸信号，RTDS***收到跳闸脉冲后，跳开相应支路的断路器，由此构成一个闭环***；

步骤5：搭建间歇性弧光接地故障逻辑；

步骤6：模拟各种支路的间歇性弧光接地故障，测试弧光接地选线装置的选线及动作情况。

所述间歇性弧光接地故障逻辑为“与门”逻辑，包括三个输入端，分别是故障逻辑、间歇性逻辑以及弧光逻辑，

搭建故障逻辑：当***各支路发生故障时，该逻辑产生一个脉冲信号T4；

搭建间歇性逻辑：n个工频周期接通，m个工频周期关断，n、m组合取一定值，在RSCAD中生成一个频率为10Hz、峰值为1的方波，方波信号命名为WAVE1；

搭建弧光逻辑：在每半个工频周期内，当电压大于规定值U1后接通，小于规定值U2后关断，U1、U2取一定值，在RSCAD中生成一个正弦波，命名为WAVE2，定义一个变量HG，算出WAVE2的正弦函数值F（x），搭建逻辑，从F（x）值有负到正过零点时计时，一个工频周期内，当F（x）-U1值由负到正过零时，HG输出1；当F（x）- U2值由正到负变化时，HG输出0；当F（x）+ U1值由正到负过零时，HG输出1，当F（x）+ U2值由负到正时，HG输出0；

搭建“与门”逻辑，输入端为T4、WAVE1、HG，输出信号命名为FLT，可实现支路发生间歇性弧光接地故障时的特性。

U1取值0.9（标幺值），U2取值0.2（标幺值），U1=0.9相当于导通角64.16°，U2=0.2相当于关断角168.5°。

n、m组合可取n=3、m=2或n=3、m=1或n=2、m=1或n=1、m=1。

模拟量包括母线的零序电压和各支路的零序电流二次值。

电气状态量包括暂态分量和稳态分量。

本发明所达到的有益效果：

1、将RTDS用于对弧光接地选线装置的测试，可根据保护安装处的电力一次***网络，创建与之完全相同的数学模型，该测试方法针对性、定制性更强，测试环境更真实；

2、RTDS、功率放大器、被测弧光接地选线装置之间构成了一个闭环测试环境，能更好的实现装置与***一次模型之间的电气量交互，RTDS中一次模型的参数可根据实际现场要求而设置，***更为灵活多变；

3、动态模拟出***发生间歇性弧光接地故障时的状态，RTDS能较为精确地输出电气量包含暂态分量，波形更接近于电网中真实故障时的波形，提高对弧光接地选线装置测试的准确性。

附图说明

图1是本发明提供的基于RTDS的弧光接地选线装置测试方法的一次***接线图；

图2是本发明提供的基于RTDS的弧光接地选线装置测试平台所提供的闭环接线示意图；

图3是本发明提供的基于RTDS的弧光接地选线装置测试方法中间歇性弧光的逻辑示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种基于RTDS的弧光接地选线装置的测试方法，测试装置包括RTDS***、功率放大器以及弧光接地选线装置；

测试方法包括以下步骤：

步骤1：根据保护安装处的电力一次***网络，如图1所示，S1、S2为110kV等值电源，主变T1、T2副边35kV母线上各有4条出线，其中L1、L2、L3、L4为1M母线支路，L12、L13、L14、L15为2M母线支路。K1～K26为故障点，其中K1、K14分别为1M、2M母线上的故障点，其余为各支路的首端、中点、末端的故障点。1M、2M电压分别采的是PT1、PT2的电压值， SK1～SK8分别采CT1～CT8的电流值，在RSCAD中创建各元件的数学模型，输入相关参数；

步骤2：在RTDS中搭建电力一次***的仿真电网；

步骤3：将RTDS模拟量输出端与功率放大器输入端连接，将功率放大器输出端与弧光接地选线装置的模拟量输入端连接，用于实时传输RTDS计算的电气状态量，试验过程中，功率放大器采集RTDS模型中2条母线PT1、PT2上电压互感器的零序电压信号和各支路CT1～CT8的电流互感器零序的电流信号后进行放大，并实时地连续输出，将放大后的零序电压及零序电流信号二次值输入给弧光接地选线装置；

步骤4：将仿真电网中各支路的断路器位置与弧光接地选线装置开关位置输入模块相连，将弧光接地选线装置的跳闸出口与RTDS的跳闸信号采入连接，测试过程中，当支路上发生间歇性弧光接地故障时，***会将故障时暂态电流经功率放大器输出给弧光接地选线装置，弧光接地选线装置根据采集到的故障时的波形，判断出故障所在支路，并发出跳闸信号，RTDS***收到跳闸脉冲后，跳开相应支路的断路器，由此构成一个闭环***；

步骤5：搭建间歇性弧光接地故障逻辑，

间歇性弧光接地故障逻辑为“与门”逻辑，包括三个输入端，分别是故障逻辑、间歇性逻辑以及弧光逻辑，

搭建故障逻辑：当***各支路发生故障时，该逻辑产生一个脉冲信号T4；

搭建间歇性逻辑：n个工频周期接通，m个工频周期关断，n、m组合可取n=3、m=2或n=3、m=1或n=2、m=1或n=1、m=1，在RSCAD中生成一个频率为10Hz、峰值为1的方波，方波的占空比为0.5或0.6或0.667或0.75，方波信号命名为WAVE1；

搭建弧光逻辑：在每半个工频周期内，当电压大于规定值U1后接通，小于规定值U2后关断，U1取值0.9（标幺值），U2取值0.2（标幺值），U1=0.9相当于导通角64.16°，U2=0.2相当于关断角168.5°，在RSCAD中生成一个频率为50Hz 、幅值为1的正弦波，命名为WAVE2，定义一个变量HG，算出WAVE2的正弦函数值F（x），搭建逻辑，从F（x）值有负到正过零点时计时，一个工频周期内，当F（x）- U1值由负到正过零时，HG输出1；当F（x）- U2值由正到负变化时，HG输出0；当F（x）+ U1值由正到负过零时，HG输出1，当F（x）+ U2值由负到正时，HG输出0；

搭建“与门”逻辑，输入端为T4、WAVE1、HG，输出信号命名为FLT，可实现支路发生间歇性弧光接地故障时的特性；

步骤6：模拟各种支路的间歇性弧光接地故障，测试弧光接地选线装置的选线及动作情况。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的***和方法可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的***实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于RTDS的弧光接地选线装置的测试方法，其特征是，测试装置包括RTDS***、功率放大器以及弧光接地选线装置；

测试方法包括以下步骤：

步骤1：根据保护安装处的电力一次***网络， 在RSCAD中创建各元件的数学模型，输入相关参数；

步骤2：在RTDS中搭建电力一次***的仿真电网；

步骤3：将RTDS模拟量输出端与功率放大器输入端连接，将功率放大器输出端与弧光接地选线装置的模拟量输入端连接，用于实时传输RTDS计算的电气状态量；

步骤4：将仿真电网中各支路的断路器位置与弧光接地选线装置开关位置输入模块连接，将弧光接地选线装置的跳闸出口与RTDS的跳闸信号采入连接，弧光接地选线装置根据采集到的模拟量变化判断出故障所在支路，并发出跳闸信号，RTDS***收到跳闸脉冲后，跳开相应支路的断路器，由此构成一个闭环***；

步骤5：搭建间歇性弧光接地故障逻辑；

步骤6：模拟各种支路的间歇性弧光接地故障，测试弧光接地选线装置的选线及动作情况。

2.根据权利要求1所述的一种基于RTDS的弧光接地选线装置的测试方法，其特征是，所述间歇性弧光接地故障逻辑为“与门”逻辑，包括三个输入端，分别是故障逻辑、间歇性逻辑以及弧光逻辑，

搭建故障逻辑：当***各支路发生故障时，该逻辑产生一个脉冲信号T4；

搭建间歇性逻辑：n个工频周期接通，m个工频周期关断，n、m组合取一定值，在RSCAD中生成一个方波，方波信号命名为WAVE1；

搭建弧光逻辑：在每半个工频周期内，当电压大于规定值U1后接通，小于规定值U2后关断，U1、U2取一定值，在RSCAD中生成一个正弦波，命名为WAVE2，定义一个变量HG，算出WAVE2的正弦函数值F（x），搭建逻辑，从F（x）值有负到正过零点时计时，一个工频周期内，当F（x）-U1值由负到正过零时，HG输出1；当F（x）- U2值由正到负变化时，HG输出0；当F（x）+ U1值由正到负过零时，HG输出1，当F（x）+ U2值由负到正时，HG输出0；

搭建“与门”逻辑，输入端为T4、WAVE1、HG，输出信号命名为FLT，可实现支路发生间歇性弧光接地故障时的特性。

3.根据权利要求2所述的一种基于RTDS的弧光接地选线装置的测试方法，其特征是，U1取值0.9（标幺值），U2取值0.2（标幺值），U1=0.9相当于导通角64.16°，U2=0.2相当于关断角168.5°。

4.根据权利要求2所述的一种基于RTDS的弧光接地选线装置的测试方法，其特征是，n、m组合可取n=3、m=2或n=3、m=1或n=2、m=1或n=1、m=1。

5.根据权利要求1所述的一种基于RTDS的弧光接地选线装置的测试方法，其特征是，模拟量包括母线的零序电压和各支路的零序电流二次值。

6.根据权利要求1所述的一种基于RTDS的弧光接地选线装置的测试方法，其特征是，电气状态量包括暂态分量和稳态分量。