一種電壓時間型負荷開關饋線自動化功能模擬驗證方法

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)場應用的電壓時間型負荷開關饋線自動化功能模擬驗證方法。該方法利用負荷開關動、靜觸頭導通或斷開電壓源的輸出電壓，真實地模擬了設備安裝后，負荷開關動作導致電壓變化的實際情況。無需增加專用設備，就可以完成電壓型負荷開關及自動化終端功能驗證。

【關鍵詞】電壓時間型;負荷開關;模擬;自動化終端

【中圖分類號】TM564.2 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）04-0048-03

0 序言

負荷開關饋線自動化功能設置及動作邏輯正確與否，是配網(wǎng)故障區(qū)域能否正確隔離、非故障區(qū)域能否快速復電的關鍵，直接影響配網(wǎng)供電的可靠性。

饋線自動化設備投運后，幾乎沒有機會將整條線路停電，驗證其自動化功能的正確性，所以在自動化終端及負荷開關安裝前，全面、完整地對其進行功能邏輯驗證顯得尤為重要。

現(xiàn)有驗證措施基本上都是采用軟件仿真或注入信號源的方式，間接驗證自動化終端邏輯正確性，存在不夠直觀、過于復雜和需要外接測試設備配合的問題，特別是缺少對負荷開關進行整組傳動功能試驗，沒有完整驗證自動化終端采樣、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，在饋線自動化設備安裝前，將所有待安裝自動化終端與負荷開關有效結(jié)合，模擬線路各區(qū)域故障，觀察負荷開關的動作情況，從而直觀地判斷自動化終端的動作邏輯、設置、采樣、閉鎖、分合閘輸出等是否滿足運行要求，檢查負荷開關本身是否存在缺陷。同時，要求該方法簡單可行、易于操作。

1 試驗方法

本方法利用負荷開關的一次動、靜觸頭將電壓源的輸出電壓進行傳導和斷開，完全真實地模擬了設備安裝后，負荷開關動作導致電壓變化的實際情況（如圖1所示）。

試驗接線方法介紹：先將所有負荷開關及其控制終端按照實際一次接線方式（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、出線依次（只需其中一相）連接，再將所有自動化終端的電壓N相短接，使用1個電壓源、2個空開或刀閘、少量試驗線按照圖2進行連線，用空開或刀閘A模擬1DL，空開或刀閘B模擬2DL，對自動化終端進行正確設置，模擬不同區(qū)域故障，判斷負荷開關動作是否正確。

2 故障模擬過程

2.1 模擬A變電站1DL與分段開關C071之間線路故障

實際動作邏輯[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，將故障點隔離;C010在C072跳閘后，A側(cè)失壓合閘計時啟動，經(jīng)整定延時后合閘[3]，C072感受B側(cè)有壓經(jīng)整定延時合閘，C071在閉鎖狀態(tài)不再合閘，完成故障隔離和非故障區(qū)域快速復電（如圖3所示）。

模擬驗證過程如下。

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

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

（3）分段開關C071、分段開關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)絡開關C010是否在A側(cè)失壓瞬間，啟動合閘計時，經(jīng)整定時限合閘。

（5）觀察分段開關C072是否在聯(lián)絡開關C010合閘后，經(jīng)整定時限合閘。

（6）觀察分段開關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C071與分段開關C072之間線路故障

實際動作邏輯：A變電站出口斷路器1DL快速跳閘，C071、C072失壓跳閘，經(jīng)重合閘延時后，1DL重合，C071經(jīng)延時合于故障，1DL再次跳閘，C071感受瞬時故障閉鎖并失壓跳閘，同時C072感受瞬時故障閉鎖，將故障點隔離;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)失壓合閘計時啟動，經(jīng)整定延時后合閘，C072在閉鎖狀態(tài)不再合閘，完成故障隔離和非故障區(qū)域快速復電（如圖4所示）。

模擬驗證過程如下。

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

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

（3）分段開關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)延時合閘。

（4）分段開關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C071是否立即閉鎖，并保持分閘狀態(tài)。

（6）觀察聯(lián)絡開關C010是否在A側(cè)失壓瞬間，啟動合閘計時，經(jīng)整定時限合閘。

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

2.3 模擬分段開關C072與聯(lián)絡開關C010之間線路故障

實際動作邏輯：A變電站出口斷路器1DL快速跳閘，C071、C072失壓跳閘，經(jīng)重合閘延時后，1DL重合，C071經(jīng)延時合閘，C072經(jīng)延時合于故障，1DL再次跳閘，C071再次失壓跳閘，C072感受瞬時故障閉鎖并失壓跳閘，同時C010感受瞬時故障閉鎖，將故障點隔離;A變電站1DL經(jīng)延時二次重合，C071啟動合閘計時，經(jīng)延時合閘，C072、C010在閉鎖狀態(tài)不再合閘，完成故障隔離和非故障區(qū)域快速復電（如圖5所示）。

模擬驗證過程如下。

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

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

（3）分段開關C071、分段開關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C071是否在其自動化終端設置時間到時時，合閘。

（4）觀察分段開關C072是否在分段開關C071合閘后，其自動化終端設置時間到時時，合閘。

（5）分段開關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C071、分段開關C072是否立即再次跳閘。

（6）觀察聯(lián)絡開關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C071是否在其自動化終端設置時間到時時合閘。

（8）觀察分段開關C072是否在分段開關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荷

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

模擬驗證過程如下。

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

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

（3）觀察聯(lián)絡開關C010是否在其自動化終端設置時間到時時合閘。

（4）觀察分段開關C072是否在聯(lián)絡開關C010合閘后，經(jīng)歷其自動化終端設置時間后合閘。

（5）觀察分段開關C071是否在分段開關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C081之間、分段開關C081與分段開關C082之間、分段開關C082與聯(lián)絡開關C010之間故障及B變電站失壓，不同的是，這一部分的驗證是通過斷、合空開或刀閘B實現(xiàn)的。

3 試驗方法補充

上述步驟的實施，不但可以完整驗證饋線自動化邏輯、功能的正確性，而且不受線路規(guī)模、負荷開關數(shù)量的限制，負荷開關數(shù)量變化時，只需在試驗接線時，正確接入相應數(shù)量的負荷開關和自動化終端即可。

我們還可以將負荷開關、空開或刀閘的位置信號接入繼電保護測試儀，準確地測量負荷開關的動作時間，從而進一步驗證自動化終端及負荷開關的動作情況是否正確。

4 結(jié)語

本方法不需購買自動化終端信號注入設備，不需應用繼電保護測試儀的復雜功能，只需簡單的接線，配合電壓型負荷開關饋線自動化邏輯原理，實際模擬故障時變電站站端斷路器保護及重合閘動作時引起電壓有無的變化過程，便能對電壓型饋線自動化設備的設置、功能、邏輯及負荷開關的性能進行完整驗證，方法簡單可靠，經(jīng)濟適用，易操作、易推廣。

參 考 文 獻

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

[2]楊甲磊，藺亞寧.電壓時間型饋線自動化[J].科技創(chuàng)新與應用，2019（36）：120-121.

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