基于RTDS的二次重合閘功能仿真測試研究

浮明軍， 楊生蘋， 胡寶

(許繼電氣股份有限公司，河南 許昌 461000)

基于RTDS的二次重合閘功能仿真測試研究

浮明軍， 楊生蘋， 胡寶

(許繼電氣股份有限公司，河南 許昌 461000)

研究分析了不同的操作回路接線方式對二次重合閘功能邏輯的影響，提出了基于RTDS仿真操作回路接線方式的測試方法，并詳細(xì)介紹了控制邏輯仿真實現(xiàn)方法和測試用例設(shè)計，進而全面有效地驗證二次重合閘功能。采用RTDS仿真操作回路的思路和方法，彌補了傳統(tǒng)靜模測試方法的不足，具有推廣價值。

二次重合閘；操作回路；測試用例；仿真;RTDS

0 引 言

重合閘對提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和供電可靠性具有十分重要的意義。目前，業(yè)界對重合閘的研究主要集中于自適應(yīng)重合閘[1-4]和新能源并網(wǎng)對重合閘的影響[5-8]。本文則主要著眼于二次重合閘。二次重合閘作為一種重要的重合閘方式，主要應(yīng)用低壓電力系統(tǒng)。低壓系統(tǒng)中多次重合閘對系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響不大，多次斷開短路電流有助于故障點絕緣的恢復(fù)，此外在配電系統(tǒng)的饋線上采用二次重合閘能夠迅速判定和隔離故障點，恢復(fù)對非故障饋線的供電，提高供電可靠性[9]。目前，由于二次重合閘的應(yīng)用比較少，業(yè)界對其研究和討論相對較少。本文重點研究二次重合閘功能的測試方法，重點研究分析操作回路接線方式對二次重合閘邏輯的影響，并總結(jié)提出了采用RTDS(實時數(shù)字仿真系統(tǒng))仿真操作回路接線方式的二次重合閘邏輯測試方法。

1 操作回路接線方式對二次重合閘邏輯的影響分析

1.1 二次重合閘典型邏輯

當(dāng)線路保護故障跳閘后，經(jīng)Tl延時后，第一次重合。重合后如在T2內(nèi)再跳，不再重合；如大于T2小于T4的時間內(nèi)再跳，經(jīng)T3延時后，第二次重合；如重合成功，經(jīng)T4開關(guān)未跳閘，則重合閘整組復(fù)歸，可以進行第二輪的動作。其中：

T1：第一次重合閘延時

T2：第二次重合閘閉鎖時間

T3：第二次重合閘延時

T4：重合閘充電延時

1.2 操作回路接線方式對二次重合閘的影響

圖1所示是工程中典型的操作回路接線方式，將合閘回路和儲能繼電器串聯(lián)，再與跳位監(jiān)視回路并聯(lián)，最后接至合閘繼電器，此種接線方式比較常見。裝置合閘后，HWJ(合位繼電器)為1，TWJ(跳位繼電器，圖中TWJ1、TWJ2均為跳位繼電器)為0；裝置跳閘后，HWJ為0，TWJ為1。

在具體的工程實踐中，部分地區(qū)操作回路接線方式如圖2所示，將合閘回路與跳位監(jiān)視并聯(lián)后，再與儲能繼電器串聯(lián)，接至合閘繼電器。此種接線方式用戶可以方便地通過監(jiān)視TWJ實現(xiàn)對CNJ(儲能繼電器)狀態(tài)的監(jiān)視，但此種接線方式對裝置的跳合位邏輯影響很大。詳細(xì)分析如下：

(1)當(dāng)系統(tǒng)正常運行時，儲能完成后，HWJ為1，TWJ為0；

(2)第一次故障跳閘后，HWJ為0，TWJ為1；

(3)第一次合閘后，HWJ為1，TWJ為0，重新開始儲能計時；

(4)之后再發(fā)生后續(xù)故障，裝置跳閘后，HWJ為0，但TWJ的狀態(tài)與儲能狀態(tài)有關(guān)，如果儲能已完成，TWJ為1，反之，TWJ為0。

如果重合閘方式為三相一次重合閘，則兩種接線方式下TWJ、HWJ的邏輯關(guān)系相同，對一次重合閘的邏輯實現(xiàn)不造成明顯影響。對于二次重合閘而言，在第二次及后續(xù)故障跳閘后，裝置的TWJ位置存在不確定性，且如故障跳閘后儲能未完成，HWJ為0，TWJ為0，裝置有可能報“控制回路斷線”，這些均對重合閘邏輯帶來不利影響，重合閘邏輯實現(xiàn)時必須充分考慮。

綜上分析，二次重合閘邏輯實現(xiàn)時必須充分考慮操作回路接線方式的影響。一般而言，重合閘邏輯實現(xiàn)中一般根據(jù)識別跳位+無流來確認(rèn)判別裝置跳閘成功進而起動重合閘，考慮到接線方式二的影響，以上判據(jù)失效，可以考慮輔助采用保護動作+無流來判別跳閘成功，此外重合閘啟動后“控制回路斷線”，重合閘不應(yīng)放電。

圖1 操作回路接線方式一

圖2 操作回路接線方式二

2 測試方法研究

2.1 靜模試驗方法

常見的靜模試驗主要采用繼保測試儀+裝置+模擬斷路器的方式，將保護裝置的跳閘和合閘接點接入模擬斷路器跳合閘回路，將模擬斷路器的跳位和合位接至保護裝置的跳位和合位。此種方式下，無論模擬第幾次故障，裝置跳閘后，HWJ為0，TWJ為1；裝置合閘后，HWJ為1，TWJ為0；即此種方式僅能模擬操作回路接線方式1的跳合位邏輯。此種測試方法存在如下問題：無法模擬儲能繼電器對合閘回路的影響；無法模擬接線方式2下儲能繼電器對跳合位邏輯的影響。此種測試方法不能全面考核二次重合閘路邏輯。

2.2 基于RTDS的仿真測試方法

2.2.1 試驗?zāi)Ｐ痛罱?/p>

如圖3所示建立35 kV線路保護典型仿真試驗?zāi)Ｐ?具體參數(shù)如表1～表3所示。

圖3 35 kV線路保護仿真試驗?zāi)Ｐ?/p>

名稱參數(shù)M側(cè)系統(tǒng)等值短路容量/MVA500N側(cè)系統(tǒng)等值短路容量/MVA100TV1變比35/0.1TA1變比600/1

表2 線路參數(shù)

表3 接地變參數(shù)

2.2.2 試驗接線及控制邏輯仿真設(shè)計

RTDS仿真主要實現(xiàn)兩部分功能，一是系統(tǒng)仿真，用于模擬線路上各種故障，此部分內(nèi)容不再贅述；二是操作回路接線方式仿真。利用RTDS的仿真建模功能，進行控制邏輯設(shè)計，進而模擬操作回路接線方式對裝置跳合位和合閘回路的影響。

儲能繼電器對跳合位的影響仿真如圖4所示。CNJmode=1，對應(yīng)操作回路接線方式一；CNJmode=0，對應(yīng)操作回路接線方式二。合閘成功后，即HWJ為1，開始儲能，ChuNengTim為儲能完成時間，CNflag為儲能完成標(biāo)志。

圖4 儲能繼電器對跳合位的影響仿真

儲能繼電器對合閘回路的影響仿真如圖5所示。TZ為裝置跳閘命令，HZ為裝置合閘命令。HZ和CNflag取乘積后，驅(qū)動合閘。2.2.3 測試用例設(shè)計

定值整定情況為T1=1 s,T2=2 s，T3=15 s，T4=30 s[10]，模擬彈簧儲能時間為10 s。分別在CNJmode = 1和CNJmode=0條件下，測試項目如表4所示。

表4 測試用例設(shè)計

3 結(jié)束語

通過RTDS實時仿真系統(tǒng)進行控制邏輯設(shè)計，可以準(zhǔn)確模擬操作回路的接線方式，進而全面有效對二次重合閘的功能邏輯進行驗證。該測試方法和測試用例，在許繼低壓線路保護的研發(fā)測

試過程中得到廣泛應(yīng)用，保障了研發(fā)質(zhì)量。可以預(yù)見，隨著用戶對供電可靠性要求的不斷提高，二次重合閘及多次重合閘的應(yīng)用將逐漸增多，對其研究將持續(xù)深入。本文的測試研究再一次證明繼電保護是一門理論和實踐并重的學(xué)科，具體邏輯的實現(xiàn)要在理論的指導(dǎo)下充分結(jié)合工程實際。

圖5 儲能繼電器對合閘回路的影響仿真

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A Research about the Simulation Test on the Function of the Twice-reclosure Based on RTDS

Fu Mingjun, Yang Shengping, Hu Bao

(XJ Electric Co., Ltd., Xuchang Henan 461000, China)

This paper studies and analyses the influence on the functional logic of the twice-reclosure by different wiring methods of the operation circuit, and proposes a testing scheme for the wiring method of the simulation operation circuit based on RTDS. It introduces in detail a method for realizing simulation of the control logic and the design of a test case so as to verify the function of the twice-reclosure comprehensively and effectively. The idea and approach of adopting RTDS simulation operation circuit makes up for the shortcomings of the traditional static simulation test method and has application value.

twice-reclosure; operation circuit; test case;simulation;RTDS

10.3969/j.issn.1000-3886.2016.06.008

TP391.1

A

1000-3886(2016)06-0024-03

浮明軍(1982-)，男，河南新鄉(xiāng)獲嘉人，工程師，本科，主要研究方向為智能變電站繼電保護及自動化產(chǎn)品的研發(fā)測試。 楊生蘋(1983-)，女，湖南丹江口人，工程師，本科，主要研究方向為智能變電站繼電保護及自動化產(chǎn)品的研發(fā)測試。 胡寶(1963-)，男，河南葉縣人，高級工程師，本科，主要從事繼電保護及自動化產(chǎn)品的測試技術(shù)、測試方法的研究和科研產(chǎn)品的測試工作。

定稿日期: 2016-06-17