[發(fā)明專(zhuān)利]基于配電網(wǎng)物理模擬的故障指示器檢測(cè)平臺(tái)的建模方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410696542.7
• 申請(qǐng)日: 2014-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104483643A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊德先;程利軍;張鳳鴿;吳彤;陳衛(wèi);陳德樹(shù)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué);南京磐能電力科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R35/00
• 分類(lèi)號(hào): G01R35/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心 42201
• 代理人: 梁鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)配電網(wǎng)系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于配電網(wǎng)物理模擬的故障指示器檢測(cè)平臺(tái)的建模方法。

背景技術(shù)

在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，線(xiàn)路分支多、運(yùn)行情況復(fù)雜，發(fā)生短路、接地故障時(shí)，故障區(qū)段(位置)難以確定，線(xiàn)路的管理維護(hù)工作量很大，給檢修工作帶來(lái)不小的困難，尤其是偏遠(yuǎn)地區(qū)，查找起來(lái)更是費(fèi)時(shí)費(fèi)力。故障指示器具有快速確定故障區(qū)段的特點(diǎn)，運(yùn)行維護(hù)人員可以根據(jù)故障指示器的報(bào)警信號(hào)迅速找到發(fā)生故障的區(qū)段，分?jǐn)嚅_(kāi)故障區(qū)段，從而及時(shí)恢復(fù)無(wú)故障區(qū)段的供電，可節(jié)約大量的工作時(shí)間，減少停電時(shí)間和停電范圍。

故障指示器的基本檢測(cè)原理是：根據(jù)故障點(diǎn)前后故障探測(cè)器所檢測(cè)的故障信息確定故障區(qū)段；通過(guò)檢測(cè)線(xiàn)路出現(xiàn)的故障電流，實(shí)現(xiàn)相間短路故障的定位；通過(guò)檢測(cè)零序電流的幅值及相位，實(shí)現(xiàn)單相接地故障點(diǎn)的定位。

故障指示器作為一種掛網(wǎng)運(yùn)行的電氣產(chǎn)品，出廠(chǎng)前或安裝前應(yīng)進(jìn)行電氣試驗(yàn)，由于故障指示器所采用的故障報(bào)警依據(jù)不盡相同且缺乏有效的檢測(cè)手段，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，產(chǎn)品的技術(shù)水平差異很大，在線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，一直存在指示器動(dòng)作正確率低，易發(fā)生漏報(bào)、誤報(bào)等現(xiàn)象。文獻(xiàn)(國(guó)家電網(wǎng)公司.Q/GDW436-2010配電線(xiàn)路故障指示器技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)電力出版社，2010)，該標(biāo)準(zhǔn)將在統(tǒng)一規(guī)范、統(tǒng)一要求和促進(jìn)產(chǎn)品的安全性、多功能、高性能、高壽命及抗干擾能力等方面起到重要作用，對(duì)提高短路故障動(dòng)作的正確率和設(shè)備技術(shù)進(jìn)步具有更重要意義。目前國(guó)內(nèi)、外陸續(xù)有一些與之相應(yīng)的物理模擬方法被提出來(lái)，如文獻(xiàn)(李克文、張大立、高立克、賴(lài)永平、黃向明等配電線(xiàn)路故障指示器測(cè)試儀的設(shè)計(jì)，廣東電力，2013，26(8)78-80)，設(shè)計(jì)了一種配電線(xiàn)路故障指示器測(cè)試儀，實(shí)現(xiàn)故障指示器功能和性能的閉環(huán)檢測(cè)，模擬輸出最高電壓5.77kV、沖擊電流1kA的各種線(xiàn)路工況特征波形及其諧波，自備通信功能。文獻(xiàn)(李敏昱、楊振中、楊耿杰等配電網(wǎng)饋線(xiàn)故障指示器檢測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)方案，電工電氣，2013?No.5，50-54)，提出了一種可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)配電網(wǎng)饋線(xiàn)故障指示器功能的檢測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)方案。該檢測(cè)平臺(tái)由上位機(jī)信息處理系統(tǒng)、故障指示器綜合檢測(cè)裝置、升壓裝置和升流裝置四個(gè)部分組成。

上述現(xiàn)有技術(shù)中，雖然能夠滿(mǎn)足故障指示器的靜態(tài)功能和性能測(cè)試，但對(duì)于配電網(wǎng)系統(tǒng)各種運(yùn)行工況(正常運(yùn)行、異常運(yùn)行、故障等)無(wú)法模擬，而這些工況對(duì)于衡量故障指示器安全、可靠運(yùn)行特別重要。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種基于配電網(wǎng)物理模擬的故障指示器檢測(cè)平臺(tái)的建模方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)建立雙電源模型，使電源變壓器中性點(diǎn)具有不接地、經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地和經(jīng)電阻接地三種方式，其中一個(gè)電源的相位可調(diào)節(jié)；

(2)建立線(xiàn)路模型，并在每條線(xiàn)路的末端接入故障模擬單元和模擬負(fù)載；

(3)利用經(jīng)過(guò)所述步驟(1)中的電源模型和經(jīng)過(guò)所述步驟(2)中獲得的線(xiàn)路模型組網(wǎng)搭建低壓配電網(wǎng)模型；

(4)在所述步驟(3)中獲得的配電網(wǎng)模型中的模擬電纜線(xiàn)路、模擬架空線(xiàn)路上加裝升壓器、升流器，將線(xiàn)路運(yùn)行參數(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際配電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)，由此完成故障指示器檢測(cè)平臺(tái)的建模。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中的建立線(xiàn)路模型包括如下子步驟：

(2-1)電纜線(xiàn)路、架空線(xiàn)路參數(shù)計(jì)算，根據(jù)實(shí)際配電網(wǎng)系統(tǒng)中各導(dǎo)線(xiàn)類(lèi)型，求出各線(xiàn)路的參數(shù)；

(2-2)建立電纜線(xiàn)路模型；

(2-3)建立架空線(xiàn)路模型；

(2-4)建立開(kāi)關(guān)柜、母線(xiàn)模型；

(2-5)在每一條線(xiàn)路的末端接入故障模擬單元和模擬負(fù)載。

進(jìn)一步地，所述子步驟(2-5)中的負(fù)載能模擬大、小兩種工況，并分別在三相對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)時(shí)進(jìn)行短路實(shí)驗(yàn)。

進(jìn)一步地，所述短路實(shí)驗(yàn)包括：?jiǎn)蜗嘟拥毓收稀⑾嚅g故障、兩相接地故障和三相短路故障。

總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

(1)本發(fā)明通過(guò)改變變壓器各種接地方式實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)各種運(yùn)行工況，可精確、靈活地調(diào)節(jié)各線(xiàn)路參數(shù)，通過(guò)獨(dú)特升流器、升壓器配合，保證電纜線(xiàn)路、架空線(xiàn)路的系統(tǒng)參數(shù)(正序，負(fù)序和零序阻抗)和實(shí)際線(xiàn)路的系統(tǒng)參數(shù)一致，同時(shí)也能很好的模擬實(shí)際線(xiàn)路運(yùn)行參數(shù)，為動(dòng)態(tài)測(cè)試故障指示器提供測(cè)試源；

(2)本發(fā)明方法考慮了配電網(wǎng)系統(tǒng)情況及故障指示器反映一次值的特點(diǎn)，所構(gòu)建的模型能夠全面真實(shí)地反映各種線(xiàn)路各種運(yùn)行工況，很好地解決了故障指示器動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明