一种暂态行波小电流接地选线装置及其测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明属电力系统选线功能测试技术领域，具体涉及一种暂态行波小电流接地选 线装置及其测试方法。
【背景技术】
[0002] 目前，我国6~66kV中低压配电网普遍采用配电网非直接接地系统，配电网非直 接接地方式的主要优点在于：单相接地故障时未形成短路回路，系统中只产生很小的零序 电流，三相线电压依然对称，并不影响系统的正常工作；当发生单相接地故障时，配电网非 直接接地系统可带故障继续运行1~2h，这样能够提高供电的可靠性，因而得到了广泛的 应用；但是，系统带单相接地故障运行时，在金属性短路的情况下，接地相对地电压降为零， 但非故障相对地电压升高为线电压，若长期运行，电压的升高将使非故障相绝缘薄弱处发 生对地击穿，造成两相接地短路故障，引起故障的进一步扩大，因此必须及时找出故障线路 并尽快排除故障，从技术上保证电网的安全运行，提高供电可靠性，但是，由于配电网非直 接接地系统发生单相接地时，故障电流非常小，加之配电网结构的复杂，运行方式的多变， 使配电网的单相接地系统故障选线准确性受到诸多限制，给故障选线造成困难，采用常规 继电保护装置根本无法准确检测出故障线路，导致长期以来配电网非直接单相接地选线成 为一个技术难题。
[0003] 为此，许多厂家研宄出各种型号与性能不一的小电流接地选线装置，以期能够解 决配电网选线的难题，然而，目前安装或运行于配电网的配电网非直接接地系统故障选线 装置依然总体效果不佳，亦无法对小电流接地选线装置进行一个有效的评价，为此大部分 供电部门不得不仍然采用传统的人工试拉路方法选择故障线路、登杆摇测等办法查找故障 点，与配电网供电可靠性及自动化水平不断提高的局面严重不适应；由于历史原因，对于配 电网非直接接地系统故障选线技术和装置一直缺乏有效的行业标准和检验准则，使得供电 企业在产品选型时无规则可依，同时也不能准确把握产品的特点，这是造成选线效果不佳 的一个重要原因。考虑到未来智能配电网将提出更高的要求，提高配电网非直接接地系统 故障选线准确率已成为一个迫切而重要的课题；因此，研宄分析配电网非直接接地系统故 障选线技术特点、构建技术和产品的测试方法，对认可度较高的暂态行波小电流选线装置 进行测试，是供电企业提高选线效果的一个必须且最有效的途径，为此，发明一种检测暂态 行波小电流接地选线装置的测试方案，测试行内认可度较高的暂态行波小电流接地选线装 置显得尤为重要。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的为解决现有技术的上述问题，提供了一种暂态行波小电流接地选线 装置及其测试方法，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0005] -种暂态行波小电流接地选线装置，其特征在于：一种暂态行波小电流接地选线 装置，其特征在于：包括数据生成模块、任意波形发生模块、高频功率放大器和选线装置，所 述数据生成模块用于生成各种故障数据，所述任意波形发生模块读取故障数据并无差别产 生相应的模拟信号，任意波形模块产生的模拟信号通过同轴线输入到高频功率放大器进行 无差别地进行放大后，输出至被测设备所需的选线装置。
[0006] 优选地，所述高频功率放大器具有12路电压和24路电流的高频通道。
[0007] 优选地，所述数据生成模块生成的数据为电磁暂态故障数据信号或现场录波数据 信号。
[0008] 优选地，所述任意波形发生模块的模拟信号最高转化率为0~20MHz，信号输出带 宽为0~3MHz。
[0009] 一种暂态行波小电流接地选线装置的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0010] ⑴建立数据输出模块模型，使用PSCAD仿真软件对典型变电站进行仿真建模， 并设置采样频率为1MHz，生成电磁暂态故障数据输出模块，同时设置配电网中各种故障情 况，并输出各种故障情况下的零序电流信号、三相电压信号和母线上的零序电压信号波形， 并将将输出波形保存为comtrade格式的故障数据文本；
[0011] 当配电网故障发生时，此时配电网中故障路的电气量如下：
【主权项】
1. 一种暂态行波小电流接地选线装置，其特征在于：一种暂态行波小电流接地选线装 置，其特征在于：包括数据生成模块、任意波形发生模块、高频功率放大器和选线装置，所述 数据生成模块用于生成各种故障数据，所述任意波形发生模块读取故障数据并无差别产生 相应的模拟信号，任意波形模块产生的模拟信号通过同轴线输入到高频功率放大器进行无 差别地进行放大后，输出至被测设备所需的选线装置。
2. 根据权利要求1所述的一种暂态行波小电流接地选线装置，其特征在于：所述高频 功率放大器具有12路电压和24路电流的高频通道。
3. 根据权利要求1所述的一种暂态行波小电流接地选线装置，其特征在于：所述数据 生成模块生成的数据为电磁暂态故障数据信号或现场录波数据信号。
4. 根据权利要求1所述的一种暂态行波小电流接地选线装置，其特征在于：所述任意 波形发生模块的模拟信号最高转化率为0~20MHz，信号输出带宽为0~3MHz。
5. -种暂态行波小电流接地选线装置的测试方法，其特征在于：包括W下步骤： (1) 建立数据输出模块模型，使用PSCAD仿真软件对典型变电站进行仿真建模，并设置 采样频率为IMHz，生成电磁暂态故障数据输出模块，同时设置配电网中各种故障情况，并 输出各种故障情况下的零序电流信号、=相电压信号和母线上的零序电压信号波形，并将 将输出波形保存为comtrade格式的故障数据文本； 当配电网故障发生时，此时配电网中故障路的电气量如下：
式①中，Uw为故障点的电压，而Uf为未发生故障时的初始电压行波，iW和iW为电流 行波，而对于分量网络而言，电气量满足：
式②中，U。为故障的零模电压行波，U1和U2为线模电压行波；i。为故障点两侧的零模，ii和i2为故障点两侧的线模电流行波；而Z。为零模，和Z1和Z2为线模波阻抗，其中：
其中，L。，L2,L2为线路对地电感，C。，。，C2为线路对地电容； (2) 建立生成测试信号模型；任意波形发生模块将comtrade格式的波形数据文本不失 真的转换为相应的模拟信号； (3) 建立测试信号转换模型；任意波形发生模块用于实现仿真波形数据的存储W及控 制数据类型的输出控制，实现现场试验的便捷进行； (4) 信号测试；功率放大器模块将任意波形发生模块输出的模拟信号放大后，生成满 足设备对输入信号要求的模拟量，并接入选线设备进行测试。
【专利摘要】本发明属电力系统选线功能测试技术领域，具体涉及一种暂态行波小电流接地选线装置及其测试方法，包括数据生成模块、任意波形发生模块、高频功率放大器和选线装置，所述数据生成模块用于生成各种故障数据，所述任意波形发生模块读取故障数据并无差别产生相应的模拟信号，任意波形模块产生的模拟信号通过同轴线输入到高频功率放大器进行无差别地进行放大后，输出至被测设备所需的选线装置，其中测试方法包括建立数据输出模块建模、生成测试信号、测试信号转换和信号测试，本发明测试方案能对配电网中常用的暂态行波小电流接地选线装置进行准确检测，对不同接地方式及故障类型的形式均具有通用性。
【IPC分类】G01R35-00, G01R31-08
【公开号】CN104793101
【申请号】CN201510055427
【发明人】周杨珺, 俞小勇, 高立克, 欧世锋, 梁朔, 吴丽芳, 李克文, 祝文姬, 李珊, 吴剑豪
【申请人】广西电网有限责任公司电力科学研究院
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年2月3日