一種電壓時(shí)間型負(fù)荷開關(guān)饋線自動(dòng)化功能模擬驗(yàn)證方法

朱皓 趙圓圓 黃力 王磊 黃松 劉志斌 郭麗

【摘 要】文章介紹了一種便于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的電壓時(shí)間型負(fù)荷開關(guān)饋線自動(dòng)化功能模擬驗(yàn)證方法。該方法利用負(fù)荷開關(guān)動(dòng)、靜觸頭導(dǎo)通或斷開電壓源的輸出電壓，真實(shí)地模擬了設(shè)備安裝后，負(fù)荷開關(guān)動(dòng)作導(dǎo)致電壓變化的實(shí)際情況。無需增加專用設(shè)備，就可以完成電壓型負(fù)荷開關(guān)及自動(dòng)化終端功能驗(yàn)證。

【關(guān)鍵詞】電壓時(shí)間型;負(fù)荷開關(guān);模擬;自動(dòng)化終端

【中圖分類號(hào)】TM564.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2021）04-0048-03

0 序言

負(fù)荷開關(guān)饋線自動(dòng)化功能設(shè)置及動(dòng)作邏輯正確與否，是配網(wǎng)故障區(qū)域能否正確隔離、非故障區(qū)域能否快速復(fù)電的關(guān)鍵，直接影響配網(wǎng)供電的可靠性。

饋線自動(dòng)化設(shè)備投運(yùn)后，幾乎沒有機(jī)會(huì)將整條線路停電，驗(yàn)證其自動(dòng)化功能的正確性，所以在自動(dòng)化終端及負(fù)荷開關(guān)安裝前，全面、完整地對(duì)其進(jìn)行功能邏輯驗(yàn)證顯得尤為重要。

現(xiàn)有驗(yàn)證措施基本上都是采用軟件仿真或注入信號(hào)源的方式，間接驗(yàn)證自動(dòng)化終端邏輯正確性，存在不夠直觀、過于復(fù)雜和需要外接測(cè)試設(shè)備配合的問題，特別是缺少對(duì)負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行整組傳動(dòng)功能試驗(yàn)，沒有完整驗(yàn)證自動(dòng)化終端采樣、閉鎖、分合閘輸出等功能，不能解決我們提出的問題[1]。

我們亟待研究一種方法，在饋線自動(dòng)化設(shè)備安裝前，將所有待安裝自動(dòng)化終端與負(fù)荷開關(guān)有效結(jié)合，模擬線路各區(qū)域故障，觀察負(fù)荷開關(guān)的動(dòng)作情況，從而直觀地判斷自動(dòng)化終端的動(dòng)作邏輯、設(shè)置、采樣、閉鎖、分合閘輸出等是否滿足運(yùn)行要求，檢查負(fù)荷開關(guān)本身是否存在缺陷。同時(shí)，要求該方法簡(jiǎn)單可行、易于操作。

1 試驗(yàn)方法

本方法利用負(fù)荷開關(guān)的一次動(dòng)、靜觸頭將電壓源的輸出電壓進(jìn)行傳導(dǎo)和斷開，完全真實(shí)地模擬了設(shè)備安裝后，負(fù)荷開關(guān)動(dòng)作導(dǎo)致電壓變化的實(shí)際情況（如圖1所示）。

試驗(yàn)接線方法介紹：先將所有負(fù)荷開關(guān)及其控制終端按照實(shí)際一次接線方式（以圖1所示一次接線方式為例）放置在可視范圍內(nèi)，并將其一次觸頭進(jìn)、出線依次（只需其中一相）連接，再將所有自動(dòng)化終端的電壓N相短接，使用1個(gè)電壓源、2個(gè)空開或刀閘、少量試驗(yàn)線按照?qǐng)D2進(jìn)行連線，用空開或刀閘A模擬1DL，空開或刀閘B模擬2DL，對(duì)自動(dòng)化終端進(jìn)行正確設(shè)置，模擬不同區(qū)域故障，判斷負(fù)荷開關(guān)動(dòng)作是否正確。

2 故障模擬過程

2.1 模擬A變電站1DL與分段開關(guān)C071之間線路故障

實(shí)際動(dòng)作邏輯[2]：A變電站出口斷路器1DL快速跳閘，C071、C072失壓跳閘，經(jīng)重合閘延時(shí)后，1DL重合于故障再次跳閘，C071感受瞬間沖擊電壓閉鎖，將故障點(diǎn)隔離;C010在C072跳閘后，A側(cè)失壓合閘計(jì)時(shí)啟動(dòng)，經(jīng)整定延時(shí)后合閘[3]，C072感受B側(cè)有壓經(jīng)整定延時(shí)合閘，C071在閉鎖狀態(tài)不再合閘，完成故障隔離和非故障區(qū)域快速復(fù)電（如圖3所示）。

模擬驗(yàn)證過程如下。

（1）檢查分段開關(guān)C071、分段開關(guān)C072、分段開關(guān)C081、分段開關(guān)C082在合閘位置，聯(lián)絡(luò)開關(guān)C010在分閘位置，檢查各自動(dòng)化終端設(shè)置正確，且無告警和閉鎖信號(hào)。

（2）斷開“空開或刀閘A”，模擬A變電站1DL跳閘，觀察分段開關(guān)C071、分段開關(guān)C072是否立即正確跳閘。

（3）分段開關(guān)C071、分段開關(guān)C072跳閘后，合上“空開或刀閘A”，模擬A變電站1DL重合閘，隨之立即斷開“空開或刀閘A”，模擬A變電站1DL重合于故障，加速跳閘。

（4）觀察聯(lián)絡(luò)開關(guān)C010是否在A側(cè)失壓瞬間，啟動(dòng)合閘計(jì)時(shí)，經(jīng)整定時(shí)限合閘。

（5）觀察分段開關(guān)C072是否在聯(lián)絡(luò)開關(guān)C010合閘后，經(jīng)整定時(shí)限合閘。

（6）觀察分段開關(guān)C071是否在第二次斷開“空開或刀閘A”后，立即閉鎖，并保持分閘狀態(tài)。

2.2 模擬分段開關(guān)C071與分段開關(guān)C072之間線路故障

實(shí)際動(dòng)作邏輯：A變電站出口斷路器1DL快速跳閘，C071、C072失壓跳閘，經(jīng)重合閘延時(shí)后，1DL重合，C071經(jīng)延時(shí)合于故障，1DL再次跳閘，C071感受瞬時(shí)故障閉鎖并失壓跳閘，同時(shí)C072感受瞬時(shí)故障閉鎖，將故障點(diǎn)隔離;1DL二次重合，C071在閉鎖狀態(tài)，不再合閘;C010在C072跳閘后，A側(cè)失壓合閘計(jì)時(shí)啟動(dòng)，經(jīng)整定延時(shí)后合閘，C072在閉鎖狀態(tài)不再合閘，完成故障隔離和非故障區(qū)域快速復(fù)電（如圖4所示）。

模擬驗(yàn)證過程如下。

（1）檢查分段開關(guān)C071、分段開關(guān)C072、分段開關(guān)C081、分段開關(guān)C082在合閘位置，聯(lián)絡(luò)開關(guān)C010在分閘位置，檢查各自動(dòng)化終端設(shè)置正確，且無告警和閉鎖信號(hào)。

（2）斷開“空開或刀閘A”，模擬A變電站1DL跳閘，觀察分段開關(guān)C071、分段開關(guān)C072是否立即失壓跳閘。

（3）分段開關(guān)C071、C072正確跳閘后，合上“空開或刀閘A”，模擬A變電站1DL重合閘，C071感受左側(cè)有壓經(jīng)延時(shí)合閘。

（4）分段開關(guān)C071合閘后，立即斷開”空開或刀閘A”，模擬A變電站1DL再次跳閘，觀察分段開關(guān)C071是否立即再次跳閘。

（5）合上“空開或刀閘A”，模擬A變電站1DL二次重合，觀察分段開關(guān)C071是否立即閉鎖，并保持分閘狀態(tài)。

（6）觀察聯(lián)絡(luò)開關(guān)C010是否在A側(cè)失壓瞬間，啟動(dòng)合閘計(jì)時(shí)，經(jīng)整定時(shí)限合閘。

（7）觀察分段開關(guān)C072是否在聯(lián)絡(luò)開關(guān)C010合閘后，立即閉鎖，并保持分閘狀態(tài)。

2.3 模擬分段開關(guān)C072與聯(lián)絡(luò)開關(guān)C010之間線路故障

實(shí)際動(dòng)作邏輯：A變電站出口斷路器1DL快速跳閘，C071、C072失壓跳閘，經(jīng)重合閘延時(shí)后，1DL重合，C071經(jīng)延時(shí)合閘，C072經(jīng)延時(shí)合于故障，1DL再次跳閘，C071再次失壓跳閘，C072感受瞬時(shí)故障閉鎖并失壓跳閘，同時(shí)C010感受瞬時(shí)故障閉鎖，將故障點(diǎn)隔離;A變電站1DL經(jīng)延時(shí)二次重合，C071啟動(dòng)合閘計(jì)時(shí)，經(jīng)延時(shí)合閘，C072、C010在閉鎖狀態(tài)不再合閘，完成故障隔離和非故障區(qū)域快速復(fù)電（如圖5所示）。

模擬驗(yàn)證過程如下。

（1）檢查分段開關(guān)C071、分段開關(guān)C072、分段開關(guān)C081、分段開關(guān)C082在合閘位置，聯(lián)絡(luò)開關(guān)C010在分閘位置，檢查各自動(dòng)化終端設(shè)置正確，且無告警和閉鎖信號(hào)。

（2）斷開“空開或刀閘A”，模擬A變電站1DL跳閘，觀察分段開關(guān)C071、分段開關(guān)C072是否立即正確跳閘。

（3）分段開關(guān)C071、分段開關(guān)C072跳閘后，合上“空開或刀閘A”，模擬A變電站1DL重合閘，觀察分段開關(guān)C071是否在其自動(dòng)化終端設(shè)置時(shí)間到時(shí)時(shí)，合閘。

（4）觀察分段開關(guān)C072是否在分段開關(guān)C071合閘后，其自動(dòng)化終端設(shè)置時(shí)間到時(shí)時(shí)，合閘。

（5）分段開關(guān)C072合閘后，立即斷開“空開或刀閘A”，模擬A變電站1DL再次跳閘，觀察分段開關(guān)C071、分段開關(guān)C072是否立即再次跳閘。

（6）觀察聯(lián)絡(luò)開關(guān)C010是否立即閉鎖，并保持在分閘狀態(tài)。

（7）合上“空開或刀閘A”，模擬A變電站1DL二次重合，觀察分段開關(guān)C071是否在其自動(dòng)化終端設(shè)置時(shí)間到時(shí)時(shí)合閘。

（8）觀察分段開關(guān)C072是否在分段開關(guān)C071合閘后，立即閉鎖，并保持在分閘狀態(tài)。

2.4 模擬A變電站失壓，由B變電站帶整條線路負(fù)荷

實(shí)際動(dòng)作邏輯：A變電站母線失壓，C071、C072失壓跳閘，經(jīng)重合閘延時(shí)后，C010在A變電站失壓后，A側(cè)失壓合閘計(jì)時(shí)啟動(dòng)，經(jīng)整定延時(shí)后合閘，C072感受B側(cè)有壓經(jīng)整定延時(shí)合閘，C071感受B側(cè)有壓后，閉鎖，并保持分閘狀態(tài)（如圖6所示）。

模擬驗(yàn)證過程如下。

（1）檢查分段開關(guān)C071、分段開關(guān)C072、分段開關(guān)C081、分段開關(guān)C082在合閘位置，聯(lián)絡(luò)開關(guān)C010在分閘位置，檢查各自動(dòng)化終端設(shè)置正確，且無告警和閉鎖信號(hào)。

（2）斷開“空開或刀閘A”，模擬A變電站1DL跳閘，觀察分段開關(guān)C071、分段開關(guān)C072是否立即正確跳閘。

（3）觀察聯(lián)絡(luò)開關(guān)C010是否在其自動(dòng)化終端設(shè)置時(shí)間到時(shí)時(shí)合閘。

（4）觀察分段開關(guān)C072是否在聯(lián)絡(luò)開關(guān)C010合閘后，經(jīng)歷其自動(dòng)化終端設(shè)置時(shí)間后合閘。

（5）觀察分段開關(guān)C071是否在分段開關(guān)C072合閘后立即閉鎖，并保持在分閘狀態(tài)。

按照上述方法，同樣可以模擬B變電站2DL與分段開關(guān)C081之間、分段開關(guān)C081與分段開關(guān)C082之間、分段開關(guān)C082與聯(lián)絡(luò)開關(guān)C010之間故障及B變電站失壓，不同的是，這一部分的驗(yàn)證是通過斷、合空開或刀閘B實(shí)現(xiàn)的。

3 試驗(yàn)方法補(bǔ)充

上述步驟的實(shí)施，不但可以完整驗(yàn)證饋線自動(dòng)化邏輯、功能的正確性，而且不受線路規(guī)模、負(fù)荷開關(guān)數(shù)量的限制，負(fù)荷開關(guān)數(shù)量變化時(shí)，只需在試驗(yàn)接線時(shí)，正確接入相應(yīng)數(shù)量的負(fù)荷開關(guān)和自動(dòng)化終端即可。

我們還可以將負(fù)荷開關(guān)、空開或刀閘的位置信號(hào)接入繼電保護(hù)測(cè)試儀，準(zhǔn)確地測(cè)量負(fù)荷開關(guān)的動(dòng)作時(shí)間，從而進(jìn)一步驗(yàn)證自動(dòng)化終端及負(fù)荷開關(guān)的動(dòng)作情況是否正確。

4 結(jié)語

本方法不需購買自動(dòng)化終端信號(hào)注入設(shè)備，不需應(yīng)用繼電保護(hù)測(cè)試儀的復(fù)雜功能，只需簡(jiǎn)單的接線，配合電壓型負(fù)荷開關(guān)饋線自動(dòng)化邏輯原理，實(shí)際模擬故障時(shí)變電站站端斷路器保護(hù)及重合閘動(dòng)作時(shí)引起電壓有無的變化過程，便能對(duì)電壓型饋線自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)置、功能、邏輯及負(fù)荷開關(guān)的性能進(jìn)行完整驗(yàn)證，方法簡(jiǎn)單可靠，經(jīng)濟(jì)適用，易操作、易推廣。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉東，閆紅漫，丁振華.饋線自動(dòng)化的出廠試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)技術(shù)方案[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2005（3）：81-85.

[2]楊甲磊，藺亞寧.電壓時(shí)間型饋線自動(dòng)化[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（36）：120-121.

[3]郁章偉，程云祥，張婧.電壓時(shí)間型配電自動(dòng)化線路時(shí)限差異化設(shè)置[J].農(nóng)村電氣化，2017（8）：32-33.