[发明专利]基于PSCAD闭环技术的小电流选线测试方法

摘要

本发明揭示了一种基于PSCAD闭环技术的小电流选线测试系统，包括有以PSCAD仿真软件为平台建立典型变电站模型、大量故障模型及主动式小电流接地选线装置作用模型的仿真控制模块、数据处理模块、信号传输模块、信号放大模块、测试反馈模块和结果分析模块，该测试系统具备仿真结果拟合度高、普及范围广、操作简单、能够进行大量自动仿真测试、能够根据实际需要对测试结果进行分析评价等特点。

主权项

1.一种基于PSCAD闭环技术的小电流选线测试方法，其特征在于其包括如下步骤：步骤一，根据变电站的现场实际参数搭建PSCAD仿真模型，并在仿真模型中搭建不同故障情况，使搭建的仿真模型能够根据不同的故障情况输出相应的电流波形和电压波形；同时，针对小扰动法小电流接地选线装置，搭建能不断自动调节补偿度的消弧线圈模型，用断路器控制，初始值为断开状态；步骤二，载入PSCAD控制脚本，设定故障稳定性、故障接地电阻、故障位置、配线三相电流不平衡度、线路谐波率、故障发生时刻和故障持续时间七个可变组合条件，其变量值分别设为：稳定接地、弧光接地，金属性接地故障、高阻接地故障，架空线中末端、电缆中端末端、架空线电缆混合中端，30°、60°、75°、90°，1s、5s、10s；三相电流不平衡度和线路谐波率作为特殊故障，根据电能质量国标GB/T 15543‑2008和GB/T 14549‑93分别设置为10％，2％，同时，编写针对反馈信号的判断和动作语句；步骤三，将仿真控制模块与数据处理模块耦合，仿真控制模块对数据处理模块实时输出COMTRADE波形文件；步骤四，将数据处理模块与信号传输模块耦合，数据处理模块将接收到的COMTRADE波形文件转化为电压模拟信号，并实时输送给信号传输模块；步骤五，通过工控软件的工控机DA板卡，信号传输模块将电压模拟信号送给信号放大模块；步骤六，信号放大模块将接收到的电压模拟信号放大为等同于实际故障线路二次侧的电压电流信号，并输送给测试反馈模块；步骤七，测试反馈模块对接收到的电流电压信号进行综合处理，产生反馈信号，并依次通过工控软件的工控机开关量板卡、信号传输模块和数据处理模块将相关反馈信号输送给仿真控制模块，仿真控制模块随反馈信号的变化进行不同动作；仿真控制模型能够对小扰动法故障选线装置发出的反馈信号进行动作，其对应的消弧线圈仿真模型根据小扰动法故障选线装置的反馈信号的对线路进行自动补偿，当接地故障发生在线路m时，故障线路的零序电流I0为接地点的接地电流If与故障线路对地电容Cm的电容电流I0m的矢量和，即：I0＝If‑I0m＝Ic‑IL‑I0m其中IC为线路电容对地电流，IL为中性点经消弧线圈接地的接地电流，I0m为故障相所在线路电容的对地电流；接地后首先保证消弧线圈迅速补偿接地故障，若接地无法自动消失，再通过短时令消弧线圈的补偿深度由IL调节到IL’，此时给故障线路的扰动量为：ΔIL＝I'L‑IL消弧线圈补偿度对非故障线路零序电流的影响很小，为：ΔI0i＝I'0i‑I0i＝0对故障线路零序电流的增量为：ΔI0＝(Ic‑I'L‑I'0m)‑(Ic‑IL‑I0m)    ＝‑(I'L‑IL)    ＝‑ΔIL消弧线圈仿真模型根据小扰动法故障选线装置反馈的信号不断迅速改变消弧线圈的补偿度，让补偿度在一定的范围内变化，按照以上原理对零序电流进行扰动，以实现对瞬时性的接地故障实现快速切除、对永久性的接地故障实现快速辅助选线的功能；对于被动式小电流接地选线装置，当发生接地故障后，选线装置感应到相应的电流电压信号并做出故障判断，其判断结果通过信号传输模块和数据处理模块反馈到仿真故障模型的动作上，若选线正确则切除故障，若错误则等待设定的故障时间，进入下一项测试，对于主动型小电流接地选线装置，则需要经过两次反馈，当发生接地故障后，选线装置感应到相应的电压电流信号，发出开始选线的反馈信号，该信号通过信号传输模块和数据处理模块反馈到仿真模型中，由脚本控制该选线装置对应的作用模型投入，由于新模型的投入，相应输入到选线装置的电压电流发生改变，选线装置判断故障线路并发出选线结果信号，进行第二次反馈，若选线正确则切除故障，若错误则等待设定的故障时间，切除作用模型进入下一项测试；步骤八，完成所有测试项后，在结果分析模块中为测试设置适当的评分标准，由软件自动对选线结果进行综合分析评价。