一種電壓時間型模擬饋線實現方案

劉躍文?王啟明?亓占華?鄭晨

摘 要：電壓時間型線路在饋線自動化系統中大規模應用。傳統的培訓方式難以對該類型線路原理、故障隔離方式做出直觀的呈現。本文旨在介紹一種電壓時間型模擬線路的實現方案，能夠在220V低壓條件下模擬該類型線路的故障隔離方案。

關鍵詞：饋線自動化；模擬線路；脈沖電壓

本項目以萊蕪地區的配電網自動化系統為模型，擬建立一套可以模擬現場線路故障，各分段及分界開關保護動作情況的演示系統，以達到對相關技術人員進行培訓的目的，以直觀、實訓的方式來展示配電自動化系統的運行（工作）狀態，便對配網維護人員的培訓。

一、系統組成

為了達到與現場設備一致，真實模擬現場運行情況，培訓場地需安裝如下一次和二次設備：模擬變電站出口開關動作的電源控制系統1套；分段開關（VSP5）4臺；分段開關控制器（電壓時間型）4臺；

分界開關（負荷開關）1臺；分界開關控制器1臺。

電源控制系統由時間繼電器、遙控開關線路板（含遙控器）、空開、中間繼電器、接觸器等原件組成。時間繼電器相互配合用于實現AC220V脈沖電壓的可控輸出；遙控開關線路板（含遙控器）用于遠程控制線路故障模擬，具體而言有啟動（一號按鍵）、故障（二號按鍵）、相間故障電流接入（七號按鍵）、零序故障電流接入功能（八號按鍵），遙控總復歸（十號按鍵），其中，故障又分位不同區間故障的分類（分別對應三號、四號、五號、六號按鍵），均由同一個遙控器上的數字按鈕控制；接觸器用于主回路電源輸出，模擬變電站出線開關。

下圖為系統模擬主接線圖

主接線圖

二、電源控制系統

由于培訓場地內無法直接制作接地或短路故障，現場只能根據實際故障的特性來模擬現場動作情況，針對目前變電站的跳閘特性，特制作一套電源控制系統，以實現模擬變電站跳閘動作特性，該部分控制系統分為如下兩個部分

1.模擬變電站跳閘，線路失壓特性的控制回路—電壓控制回路；

為模擬變電站故障跳閘功能，電源進線開關K1采用接觸器（或繼電器）實現，具體指標需根據該線路正常工作時的電流負荷情況選擇，如果可能的話也可采用斷路器，K1開關的控制回路如上圖所示。

QA：啟動按鈕；

TA：跳閘按鈕（帶自保持功能）；

SJ1、SJ2、SJ3：時間繼電器，實現對跳閘及重合閘時間的控制；

可根據設置SJ2時間繼電器的時間定值來模擬短路故障的發生位置，該時間定值需根據各分段控制器的X時限來設置。

動作過程：

1）電源進線主回路開關QF閉合，主回路處于工作準備狀態；

2）電壓控制回路電源空開合上；

3）按下QA啟動按鈕，使用主回路各斷路器正常按順序閉合供電；

4）確定各繼電器的延時閉合時間，SJ1和SJ3繼電器為模擬變電站出口斷器路的重合閘和二次重合閘時間繼電器，SJ2為模擬變電站出回斷路器一次重合閘后的再次跳閘時間，該時間與模擬故障點的位置有關，在實驗中需要根據模擬故障點發生的間隔來修改。

5）主回路各開關正常工作后，可按下TA跳閘按鈕，來模擬故障隔離功能；

2.模擬分支線路過流或接地情況下，分界控制器報過流保護及接地保護時，所必須的電流控制回路----電流控制回路；

電流控制回路由單項調壓器、滑線變阻器、電流表等組成，產生交流電流信號輸入至分界控制器的A、C相和零序電流采用回路中，實現分界控制器的保護邏輯。

電流電纜的數量需根據現場模擬分界開關的狀態來定，建議按照分界控制器的實際需求A、C相和零序均放有電流電纜。

三、具體接入方案及操作方法

1.接入方案。電源系統獨立安裝于配電箱內，并采用4*2.5MM電纜將電源輸出引至首臺分段開關電源側，依靠架空線路實現220V電壓的接入，各分段、分界開關控制器從所屬開關電源側（架空線路處）引入工作電源。電源系統中時間繼電器的時間設置應根據分段開關控制器X時限設置情況動態調整。

分界開關零序電流、相間電流使用4*2.5MM電纜直接從電源系統配電箱處引入，其電流大小應根據分界開關控制器定值設置情況動態調整。

2.操作方法。系統進行故障模擬時，確保電源系統工作電源正常后，首先使用遙控器十號按鍵對遙控線路板進行總復歸，防止上次操作產生影響；一號按鍵啟動系統，三、四、五、六按鍵用于選擇主線路故障區間，當用戶模擬主線路故障時可按下四個按鍵中的一個，再按故障按鍵二，系統將按照預定邏輯動作，并實現故障區間的隔離。若模擬分界以下線路故障情況，則先選擇相間故障或零序故障（六號按鍵或七號按鍵），再選擇故障按鍵二，系統將實現分界開關的故障隔離過程。