[发明专利]配电线路短路与接地故障模拟仿真试验系统及测试方法

说明书

本发明提供的配电线路短路与接地故障模拟仿真试验系统及测试方法，其中试验系统包括：综合控制模块分别与低压馈线故障模拟模块和高压馈线故障模拟模块连接，低压馈线故障模拟模块和高压馈线故障模拟模块连接；应用于仿真试验系统的测试方法包括：根据预先组建的故障模拟仿真案例，构建配电线路故障模拟仿真试验运行场景，并生成测试信号；分析处理被测设备根据接收的所述测试信号生成的应答结果，以及系统自身的运行工况。本发明提供的技术方案可较低容量，实现以低压、高压运行方式模拟多维度配电线路正常、短路与接地故障运行工况，以及具备多设备并行试验检测能力，为配电网故障处理相关技术的试验验证提供坚强支撑。

技术领域

本发明涉及一种仿真试验系统，具体涉及配电线路短路与接地故障模拟仿真试验系统及测试方法。

背景技术

配电自动化终端、配电线路故障指示器等配电自动化设备是配电网故障辨识与分析处理的重要载体。其中配电自动化终端等设备是利用配电线路二次低压电气量参数进行故障辨识，而配电线路故障指示器等设备是直接利用线路一次高压电气量参数进行故障辨识。为全面考核和管控这类设备在出厂、供货和入网阶段的产品质量，模拟配电网故障运行场景对产品的故障辨识能力进行检测与验证。然而，出于配电网安全性和供电可靠性的考虑，该类设备的试验检测宜在模拟环境中进行。

目前国内外配电网故障模拟方法主要有直接输出模拟量的保护类装置、数模混合仿真系统、物理模拟系统、真型仿真系统等。常规保护类装置难以输出包含暂态特征的模拟量信号；RTDS等数模仿真系统易发生带载失真，不能模拟弧光接地故障；等比例缩小物理模拟系统无法反映故障能量特征；真型试验系统不易实现多运行工况、多故障场景灵活调整，对外部系统干扰大。

现阶段还没有能在较低容量下，具备不同接地方式各类型短路接地故障大电流模拟能力，同时支持故障条件、故障持续时间、故障电流大小等多维度参数灵活可调，并能够真实反映配电线路故障时暂态、稳态全过程运行工况的配电线路故障模拟仿真试验系统。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供了配电线路短路与接地故障模拟仿真试验系统，所述仿真试验系统包括：综合控制模块、低压馈线故障模拟模块和高压馈线故障模拟模块；所述综合控制模块分别与所述低压馈线故障模拟模块和高压馈线故障模拟模块连接；所述低压馈线故障模拟模块和高压馈线故障模拟模块连接。

优选的，所述低压馈线故障模拟模块包括：依次连接的电源变电模块、馈线间隔模块、线路负载模块，以及与馈线间隔模块或线路负载模块相连的故障模拟模块。

优选的，所述电源变电模块包括：主变压器模拟单元，以及主变压器模拟单元分别连接的小电阻模拟单元、消弧线圈模拟单元和高阻模拟单元。

优选的，所述线路负载模块包括：线路模拟单元和负载模拟单元；

所述故障模拟模块包括：单相接地故障模拟模块和相间短路故障模拟模块。

优选的，所述线路模拟单元通过组合每条模拟线路的阻性、容性和感性元件投入运行的组数，调节模拟线路参数；

所述负载模拟单元，用于每条配电线路上的负载模拟；

所述单相接地故障模拟模块包括：单相接地故障输出接口，以及单相接地故障输出接口分别连接的金属性接地模拟单元、低阻接地模拟单元、高阻接地模拟单元和弧光接地模拟单元；

所述单相接地故障模拟模块，通过选择接地故障类型、以及设置接地电阻大小，用于模拟单相金属性接地、低阻接地、高阻接地和弧光接地，通过设置所述低阻接地模拟单元及高阻接地模拟单元的接地电阻大小，模拟不同接地电阻值的低阻接地故障和高阻接地故障；

所述相间短路故障模拟模块包括：相间短路故障输出接口，以及相间短路故障输出接口分别连接的两相短路模拟单元和三相短路模拟单元；