饋線自動化的現場測試方法
2023-05-21 05:59:01 2
饋線自動化的現場測試方法
【專利摘要】本發明提供了一種饋線自動化的現場測試方法，包括如下步驟：先獲取配電網絡線路上出口保護的定值信息；將線路狀態依據饋線自動化過程區分為若干不同序列的斷面狀態，依據所述定值信息與網絡拓撲狀態自動設定這些斷面狀態中的信息；將斷面狀態的信息按序列下發到測試設備中；測試設備自動依據收到的信息控制電氣數據的輸出，進而實現測試。
【專利說明】饋線自動化的現場測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統配電網絡，尤其涉及一種饋線自動化的現場測試方法。
【背景技術】
[0002]饋線自動化是指變電站出線到用戶用電設備之間的饋電線路自動化，其內容可以歸納為兩大方面:一是正常情況下的用戶檢測、資料測量和運行優化；二是事故狀態下的故障檢測、故障隔離、轉移和恢復供電控制。
[0003]在進行饋線自動化現場測試時，需要確定待測配電網絡中每個測試用例在每個開關點處的電流、電壓、開關狀態的變化時序。傳統方法依賴於人工根據單線圖現場設置斷面數據，僅能用於簡單的網絡，而且速度緩慢，協調難度大，無法進行批量作業。而且難以有效模擬出以毫秒計算的保護動作時間，很難真實再現線路的實際運行場景。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題如何高效準確地確定待測配電網絡中每個測試用例在每個開關點處的電流、電壓、開關狀態的變化時序，且能夠適用於複雜的網絡，從而更好地再現線路的實際運行場景，實現全面、自動的測試。
[0005]為了解決這一技術問題，本發明提供了一種饋線自動化的現場測試方法，包括如下步驟:
[0006]先獲取配電網絡線路上出口保護的定值信息；其中，所述定值信息包括了是否自動重合閘的信息、重合閘時間τκ、速斷保護動作電流值Vd、速斷保護動作啟動時間Td、後加速保護動作時間Tj、零序保護動作電流值Vtl、零序保護動作啟動時間Ttl以及依據待測現場狀態所確定的允許饋線自動化系統處理故障的時間Tf ；
[0007]將線路狀態依據饋線自動化過程區分為若干不同序列的斷面狀態，依據所述定值信息與網絡拓撲自動設定這些斷面狀態中的信息；
[0008]將斷面狀態的信息按序列下發到測試設備中；
[0009]測試設備自動依據收到的信息控制電氣數據的輸出，進而實現測試。
[0010]若干所述斷面狀態的數量至少為三個，包括依次排序的故障前的正常運行狀態、線路上發生故障時的故障狀態以及速斷保護動作後的失電狀態。
[0011]若干所述斷面狀態的數量為五個，還包括依次排序且排序於所述速斷保護動作後的失電狀態後的重合閘後的故障狀態和後加速保護動作後的失電狀態，所述重合閘後的故障狀態和後加速保護動作後的失電狀態僅當是否自動重合閘的信息為是時才存在。
[0012]每個斷面狀態的信息至少包括相電流Ia、Ib、I。、零序電流Itl的有效值、線電壓Uab、Ucb的有效值、開關的狀態值S以及斷面狀態持續時間T。
[0013]對於所述故障前的正常運行狀態中的信息，依據以下規則進行設置:
[0014]a)將所有開關的電壓都設置為額定電壓值；
[0015]b)除聯絡開關的狀態設置為分閘狀態外，其餘主幹線路開關全部設置為合閘狀態；
[0016]c)斷面狀態持續時間T設置為20秒；
[0017]d)零序電流I。設置為O安培；
[0018]e)出口斷路器的相電流Ia、Ib、Ic取0.45Vd ；
[0019]f)不同開關的電流大小沿著自電源點到負荷末端的方向遞減分布。
[0020]在規則f中，分別位於一個線路節點上、下遊且與該線路節點相鄰的兩個開關之間的電流相差Is = vd*0.45/Ns ；
[0021]其中，Ns指的是節點的總數量。
[0022]對於所述線路上發生故障時的故障狀態中的信息，依據以下規則進行設置:
[0023]a)所有開關的電壓、開關狀態保持與所述故障前的正常運行狀態一致；
[0024]bl)對於發生故障的線路中故障點上遊開關的電流值:
[0025]若為零序接地故障，則零序電流Itl設置為Vf0.05*V0安培；
[0026]若為A、B相短路故障，則其A、B相電流Ia、Ib設置為Vd+0.05*Vd安培；
[0027]若為B、C相短路故障，則其B、C相電流Ib、I。設置為Vd+0.05*Vd安培；
[0028]若為A、C相短路故障，則其A、C相電流Ia、I。設置為Vd+0.05*Vd安培；
[0029]若為三相均短路故障，則其A、B、C相電流Ia、Ib、I。均設置為Vd+0.05*Vd安培；
[0030]同時，未發生故障的電流項的電流值與所述故障前的正常運行狀態一致；
[0031]b2)對於發生故障的線路中故障點下遊開關的電流值:
[0032]若為零序接地故障，則零序電流Itl設置為O安培；
[0033]若為A、B相短路故障，則其A、B相電流Ia、Ib設置為O安培；
[0034]若為B、C相短路故障，則其B、C相電流Ib、I。設置為O安培；
[0035]若為A、C相短路故障，則其A、C相電流Ia、I。設置為O安培；
[0036]若為三相均短路故障，則其A、B、C相電流Ia、Ib、I。均設置為O安培；
[0037]同時，未發生故障的電流項的電流值與所述故障前的正常運行狀態一致；
[0038]b3)對於未發生故障的線路中的開關的電流值:
[0039]其與所述故障前的正常運行狀態一致；
[0040]c)若為零序接地故障，斷面狀態持續時間設置為零序保護動作啟動時間Ttl加上
0.5 秒；
[0041]若為相間短路故障，斷面狀態持續時間設置為速斷保護動作啟動時間Td加上0.5秒。
[0042]對於所述速斷保護動作後的失電狀態中的信息，依據以下規則進行設置:
[0043]a)出口斷路器與聯絡開關的電壓值與所述故障前的正常運行狀態一致，其他開關的電壓值全部取值為O ;
[0044]b)所有開關的三相電流Ia、Ib、I。與零序電流I。的電流值全部取值為O ;
[0045]c)若出口斷路器的是否自動重合閘的信息定值為是，則所述速斷保護動作後的失電狀態的斷面狀態持續時間為重合閘時間Tk，否則，則所述速斷保護動作後的失電狀態的斷面狀態持續時間為允許饋線自動化系統處理故障的時間Tf ；
[0046]d)出口斷路器的開關狀態設置為分閘，其他開關的開關狀態與所述故障前的正常運行狀態一致。
[0047]對於所述重合閘後的故障狀態中的信息，斷面狀態持續時間取後加速保護動作時間Tj，其他設置均與所述線路上發生故障時的故障狀態一致。
[0048]對於所述後加速保護動作後的失電狀態中的信息，斷面狀態持續時間取允許饋線自動化系統處理故障的時間Tf，其他設置均與速斷保護動作後的失電狀態狀態一致。
[0049]本發明是利用配電線路網絡拓撲，在對配電網故障特性分析的基礎上，採用電腦程式自動生成測試斷面序列，這些不同開關的測試序列在各個斷面狀態上不僅保證了網絡電氣數據的相互一致性，而且保證不同開關之間、同一個開關不同斷面狀態之間這縱橫兩個方向的協調性。這些故障測試斷面序列可以按測試用例下發到測試設備中，測試設備自動根據這些測試斷面自動設置電氣數據的輸出。以此為基礎，可以在不影響線路供電的情況下，用測試設備模擬一次系統，為饋線自動化的全面測試、自動測試提供有效的技術支撐。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0050]圖1是本發明一實施例中饋線自動化的現場測試方法的流程示意圖；
【具體實施方式】
[0051]以下將結合圖1對本發明提供的饋線自動化的現場測試方法進行詳細的描述，其為本發明一可選的實施例，可以認為，本領域的技術人員在不改變本發明精神和內容的範圍內對其進行修改和潤色。
[0052]本實施例提供了一種饋線自動化的現場測試方法，包括如下步驟:
[0053]先獲取配電網絡線路上出口保護的定值信息；其中，所述定值信息包括了是否自動重合閘的信息、重合閘時間τκ、速斷保護動作電流值Vd、速斷保護動作啟動時間Td、後加速保護動作時間Tj、零序保護動作電流值Vtl、零序保護動作啟動時間Ttl以及依據待測現場狀態所確定的允許饋線自動化系統處理故障的時間Tf ；
[0054]將線路狀態依據饋線自動化過程區分為若干不同序列的斷面狀態，依據所述定值信息與網絡拓撲自動設定若干斷面狀態中的信息；
[0055]將斷面狀態的信息按序列下發到測試設備中；
[0056]測試設備自動依據收到的信息控制電氣數據的輸出，進而實現測試。
[0057]本實施例中，其基於配電網故障特性，依據待測配電網絡的拓撲關係，故障性質、故障地點、開關狀態，通過拓撲分析以及配電線路出口點的保護定值配置信息，定性自動生成各個測試用例在每個開關點處的電流、電壓、開關狀態的量測序列。
[0058]本實施例網絡的拓撲信息描述遵循IEC61968的CM標準，每個開關包括2個端子，端子號全系統是唯一的，用節點端子對應關係表達開關之間的連接關係，同一個節點可以對應不同的端子，這些端子對應的開關是連接在一起的。每個測試用例需要確定一條饋線的供電範圍，也就是線路的出口斷路器以及線路與其他開關的聯絡點。根據開關與端子關係以及節點與端子關係，計算待測試饋線包含的供電區段數量，該數量實際就是該饋線包括的節點數量Ns。
[0059]若干所述斷面狀態的數量至少為三個，包括依次排序的故障前的正常運行狀態、線路上發生故障時的故障狀態以及速斷保護動作後的失電狀態。
[0060]若干所述斷面狀態的數量為五個，還包括依次排序且排序於所述速斷保護動作後的失電狀態後的重合閘後的故障狀態和後加速保護動作後的失電狀態，所述重合閘後的故障狀態和後加速保護動作後的失電狀態僅當是否自動重合閘的信息為是時才存在。
[0061]每個斷面狀態的信息至少包括相電流Ia、Ib、I。、零序電流Itl的有效值、線電壓Uab、Ucb的有效值、開關的狀態值S以及斷面狀態持續時間T。
[0062]以下具體依據五個斷面狀態來進行闡述:
[0063]對於所述「故障前的正常運行狀態」中的信息；
[0064]依據以下規則進行設置:
[0065]a)將所有開關的電壓都設置為額定電壓值；如對於1KV饋線，且安裝10000/100的電壓互感器的場合，線電壓值取100V ；
[0066]b)除聯絡開關的狀態設置為分閘狀態外，其餘主幹線路開關全部設置為合閘狀態；分支線開關可以根據實際運行需要設置為合閘或分閘；
[0067]c)斷面狀態持續時間T設置為20秒；該時間要躲過饋線自動化系統的閉鎖事件；
[0068]d)零序電流Itl設置為O安培；
[0069]e)出口斷路器的相電流Ia、Ib、Ic取0.45Vd ；
[0070]f)不同開關的電流大小沿著自電源點到負荷末端的方向遞減分布。
[0071]在規則f中，分別位於一個線路節點上、下遊且與該線路節點相鄰的兩個開關之間的電流相差Is = vd*0.45/Ns ；
[0072]其中，Ns指的是節點的總數量。
[0073]對於以上的規則e、f，也可換個角度來看，由於在該斷面狀態中最為關鍵的是負荷電流的分配，配電網絡正常運行時，由於分支線與負荷的影響，每個開關處的相電流是不同的，而且根據網絡的實際拓撲，從電源點到負荷末端呈現遞減分布。
[0074]設置饋線出口處也就是的出口斷路器的相電流Ia、Ib、I。為Vd*0.45 ;為每個供電區段平均分配負荷，每個區段消耗的電流為Is = Vd*0.45/Ns ;從負聯絡開關以及其它分支線的末端向出口斷路器方向開始倒推，每經過一個節點，負荷電流增加Is，在線路分支處合併電流，直到出口斷路器為止。獲取線路上每個開關處的Ia、Ib、I。電流值。
[0075]對於所述「線路上發生故障時的故障狀態」中的信息，
[0076]其關鍵是需要根據線路拓撲狀態與故障類型，確保線路上遊的開關處的電流值與該故障類型對應
[0077]依據以下規則進行設置:
[0078]a)所有開關的電壓、開關狀態保持與所述故障前的正常運行狀態一致；
[0079]bl)對於發生故障的線路中故障點上遊開關的電流值:
[0080]若為零序接地故障，則零序電流Itl設置為Vf0.05*V0安培；
[0081]若為A、B相短路故障，則其A、B相電流Ia、Ib設置為Vd+0.05*Vd安培；
[0082]若為B、C相短路故障，則其B、C相電流Ib、I。設置為Vd+0.05*Vd安培；
[0083]若為A、C相短路故障，則其A、C相電流Ia、I。設置為Vd+0.05*Vd安培；
[0084]若為三相均短路故障，則其A、B、C相電流Ia、Ib、I。均設置為Vd+0.05*Vd安培；
[0085]其關係亦即如下表所示:
[0086]
故障類型I要改變的電流值項目~I故障電流取值
零序接地故障?νο+0.05*νο
A、B 相短路Vd+0.05*Vd
A、C相短路T^TcVd+0.05*Vd
B、C相短路 Vd+0.05*Vd
三相短路Ia、Ib、IcVd+0.05*Vd
[0087]同時，未發生故障的電流項的電流值與所述故障前的正常運行狀態一致；
[0088]b2)對於發生故障的線路中故障點的下遊開關的電流值:
[0089]若為零序接地故障，則零序電流Itl設置為O安培；
[0090]若為A、B相短路故障，則其A、B相電流Ia、Ib設置為O安培；
[0091]若為B、C相短路故障，則其B、C相電流Ib、I。設置為O安培；
[0092]若為A、C相短路故障，則其A、C相電流Ia、I。設置為O安培；
[0093]若為三相均短路故障，則其A、B、C相電流Ia、Ib、I。均設置為O安培；
[0094]同時，未發生故障的電流項的電流值與所述故障前的正常運行狀態一致；
[0095]b3)對於未發生故障的線路中的開關的電流值:其與所述故障前的正常運行狀態一致；
[0096]除此以外，也可以根據網絡拓撲，將處於故障點下遊的所有開關的電流值全部與「故障前的正常運行狀態」斷面值完全一致；不在故障支路上的其他支路的所有開關的電流值全部與「故障前的正常運行狀態」斷面值完全一致；故障上遊的所有開關中，根據故障類型，沒有在上表中列出的電流值項目全部與「故障前的正常運行狀態」斷面值完全一致；故障上遊的所有開關中，根據故障類型，在上表中列出的電流值項目全部按表中的「故障電流取值」中的數據取值；
[0097]c)若為零序接地故障，斷面狀態持續時間設置為零序保護動作啟動時間Ttl加上
0.5秒；若為相間短路故障，斷面狀態持續時間設置為速斷保護動作啟動時間Td加上0.5秒。該時間取值的標準是確保出口保護與線路上的配電終端都能夠檢測到故障值；
[0098]對於所述「速斷保護動作後的失電狀態」中的信息；
[0099]依據以下規則進行設置:
[0100]a)出口斷路器與聯絡開關的電壓值與所述故障前的正常運行狀態一致，其他開關的電壓值全部取值為O ;
[0101]b)所有開關的三相電流Ia、Ib、I。與零序電流Itl的電流值全部取值為O ;
[0102]c)若出口斷路器的是否自動重合閘的信息定值為是，則所述速斷保護動作後的失電狀態的斷面狀態持續時間為重合閘時間Tk，否則，則所述速斷保護動作後的失電狀態的斷面狀態持續時間為允許饋線自動化系統處理故障的時間Tf ；
[0103]d)出口斷路器的開關狀態設置為分閘，其他開關的開關狀態與所述故障前的正常運行狀態一致。
[0104]當然，出口斷路器在本實施例中視為開關的一種，所有開關自然包括出口斷路器。
[0105]對於所述「重合閘後的故障狀態」中的信息，
[0106]斷面狀態持續時間取後加速保護動作時間Ir其他設置均與所述線路上發生故障時的故障狀態一致。
[0107]對於所述「後加速保護動作後的失電狀態」中的信息，
[0108]斷面狀態持續時間取允許饋線自動化系統處理故障的時間Tf，其他設置均與所述速斷保護動作後的失電狀態一致。
[0109]綜上所述，本發明是利用配電線路網絡拓撲，在對配電網故障特性分析的基礎上，採用電腦程式自動生成測試斷面序列，這些不同開關的測試序列在各個斷面狀態上不僅保證了網絡電氣數據的相互一致性，而且保證不同開關之間、同一個開關不同斷面狀態之間這縱橫兩個方向的協調性。這些故障測試斷面序列可以按測試用例下發到測試設備中，測試設備自動根據這些測試斷面自動設置電氣數據的輸出。以此為基礎，可以在不影響線路供電的情況下，用測試設備模擬一次系統，為饋線自動化的全面測試、自動測試提供有效的技術支撐。
【權利要求】
1.一種饋線自動化的現場測試方法，其特徵在於:包括如下步驟: 先獲取配電網絡線路上出口保護的定值信息；其中，所述定值信息包括了是否自動重合閘的信息、重合閘時間τκ、速斷保護動作電流值Vd、速斷保護動作啟動時間Td、後加速保護動作時間Tj、零序保護動作電流值Vtl、零序保護動作啟動時間Ttl以及依據待測現場狀態所確定的允許饋線自動化系統處理故障的時間Tf ； 將線路狀態依據饋線自動化過程區分為若干不同序列的斷面狀態，依據所述定值信息與網絡拓撲自動設定這些斷面狀態中的信息； 將斷面狀態的信息按序列下發到測試設備中； 測試設備自動依據收到的信息控制電氣數據的輸出，進而實現測試。
2.如權利要求1所述的饋線自動化的現場測試方法，其特徵在於:若干所述斷面狀態的數量至少為三個，包括依次排序的故障前的正常運行狀態、線路上發生故障時的故障狀態以及速斷保護動作後的失電狀態。
3.如權利要求2所述的饋線自動化的現場測試方法，其特徵在於:若干所述斷面狀態的數量為五個，還包括依次排序且排序於所述速斷保護動作後的失電狀態後的重合閘後的故障狀態和後加速保護動作後的失電狀態，所述重合閘後的故障狀態和後加速保護動作後的失電狀態僅當是否自動重合閘的信息為是時才存在。
4.如權利要求1所述的饋線自動化的現場測試方法，其特徵在於:每個斷面狀態的信息至少包括相電流ia、ib、i。、零序電流Itl的有效值、線電壓υΛ、υ?的有效值、開關的狀態值S以及斷面狀態持續時間Τ。
5.如權利要求2所述的饋線自動化的現場測試方法，其特徵在於:對於所述故障前的正常運行狀態中的信息，依據以下規則進行設置: a)將所有開關的電壓都設置為額定電壓值； b)除聯絡開關的狀態設置為分閘狀態外，其餘主幹線路開關全部設置為合閘狀態； c)斷面狀態持續時間T設置為20秒； d)零序電流Itl設置為O安培； e)出口斷路器的相電流Ia、Ib、I。取0.45Vd ； f)不同開關的電流大小沿著自電源點到負荷末端的方向遞減分布。
6.如權利要求5所述的饋線自動化的現場測試方法，其特徵在於:在規則f中，分別位於一個線路節點上、下遊且與該線路節點相鄰的兩個開關之間的電流相差Is = Vd*0.45/Ns; 其中，Ns指的是節點的總數量。
7.如權利要求2所述的饋線自動化的現場測試方法，其特徵在於:對於所述線路上發生故障時的故障狀態中的信息，依據以下規則進行設置: a)所有開關的電壓、開關狀態保持與所述故障前的正常運行狀態一致； bl)對於發生故障的線路中故障點上遊開關的電流值: 若為零序接地故障，則零序電流Itl設置為L+0.05*V0安培； 若為A、B相短路故障，則其A、B相電流Ia、Ib設置為Vd+0.05*Vd安培； 若為B、C相短路故障，則其B、C相電流Ib、I。設置為Vd+0.05*Vd安培； 若為A、C相短路故障，則其A、C相電流Ia、I。設置為Vd+0.05*Vd安培； 若為三相均短路故障，則其A、B、C相電流Ia、Ib、I。均設置為Vd+0.05*Vd安培； 同時，未發生故障的電流項的電流值與所述故障前的正常運行狀態一致； b2)對於發生故障的線路中故障點下遊開關的電流值: 若為零序接地故障，則零序電流Itl設置為O安培； 若為A、B相短路故障，則其A、B相電流Ia、Ib設置為O安培； 若為B、C相短路故障，則其B、C相電流Ib、I。設置為O安培； 若為A、C相短路故障，則其A、C相電流Ia、I。設置為O安培； 若為三相均短路故障，則其A、B、C相電流Ia、Ib、I。均設置為O安培； 同時，未發生故障的電流項的電流值與所述故障前的正常運行狀態一致； b3)對於未發生故障的線路中的開關的電流值: 其與所述故障前的正常運行狀態一致； c)若為零序接地故障，斷面狀態持續時間設置為零序保護動作啟動時間Ttl加上0.5秒； 若為相間短路故障，斷面狀態持續時間設置為速斷保護動作啟動時間Td加上0.5秒。
8.如權利要求2所述的饋線自動化的現場測試方法，其特徵在於:對於所述速斷保護動作後的失電狀態中的信息，依據以下規則進行設置: a)出口斷路器與聯絡開關的電壓值與所述故障前的正常運行狀態一致，其他開關的電壓值全部取值為O ; b)所有開關的三相電流Ia、Ib、I。與零序電流Itl的電流值全部取值為O; c)若出口斷路器的是否自動重合閘的信息定值為是，則所述速斷保護動作後的失電狀態的斷面狀態持續時間為重合閘時間Tk，否則，則所述速斷保護動作後的失電狀態的斷面狀態持續時間為允許饋線自動化系統處理故障的時間Tf ； d)出口斷路器的開關狀態設置為分閘，其他開關的開關狀態與所述故障前的正常運行狀態一致。
9.如權利要求3所述的饋線自動化的現場測試方法，其特徵在於:對於所述重合閘後的故障狀態中的信息，斷面狀態持續時間取後加速保護動作時間Ir其他設置均與所述線路上發生故障時的故障狀態一致。
10.如權利要求3所述的饋線自動化的現場測試方法，其特徵在於:對於所述後加速保護動作後的失電狀態中的信息，斷面狀態持續時間取允許饋線自動化系統處理故障的時間Tf，其他設置均與所述速斷保護動作後時的失電狀態一致。
【文檔編號】G01R31/08GK104181443SQ201410421698
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月25日 優先權日:2014年8月25日
【發明者】凌萬水, 黃豔飛, 朱紅, 張明, 嵇文路, 朱紅勤 申請人:上海金智晟東電力科技有限公司, 國家電網公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司南京供電公司