一种真型配电网多态复杂故障模拟试验平台及试验方法技术

本发明专利技术公开了一种真型配电网多态复杂故障模拟试验平台和试验方法，该试验平台包括网架、复杂故障模拟装置、可调负载和配电网设备接入装置；网架包括架空线网架、电缆网架和架空电缆混联网架，架空线网架包括架空导线，电缆网架包括电缆线路，架空导线和电缆线路均分别与所述故障模拟装置、可调负载、配电网设备接入装置相连接，架空导线和电缆线路上均设有中性点接地装置。本发明专利技术还公开了一种该试验平台的试验方法。本发明专利技术构建出采用真实输电线路、配电设备以及典型网架结构的实际物理模型，真实模拟配电网运行状态，并在该实际物理模型上复现多种配电网复杂故障，提高对配电自动化终端设备功能验证的准确性。

A True Distribution Network Multi-state Complex Fault Simulation Test Platform and Test Method

The invention discloses a true distribution network polymorphic complex fault simulation test platform and test method, which comprises a grid, a complex fault simulation device, an adjustable load and an access device for distribution network equipment; a grid includes an overhead line grid, a cable grid and an overhead cable hybrid network, an overhead line grid includes overhead wires, a cable grid includes cable lines and overhead wires. The fault simulation device, adjustable load and distribution network equipment access device are connected with the cable line respectively. The overhead conductor and the cable line are equipped with neutral grounding device. The invention also discloses a test method of the test platform. The invention constructs a practical physical model using real transmission lines, distribution equipment and typical network structure to simulate the operation state of distribution network, and reproduces multiple complex faults of distribution network on the actual physical model, so as to improve the accuracy of functional verification of distribution automation terminal equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种真型配电网多态复杂故障模拟试验平台及试验方法
本专利技术涉及电气设备
，具体涉及一种真型配电网多态复杂故障模拟试验平台以及试验方法。
技术介绍
目前，配电终端的性能指标主要通过模拟配电网典型故障特征进行测试验证，配电终端不同的测试验证方法主要区别在于配电网的故障特征模拟方式不同，目前对于配电网故障特征信号模拟系统分类主要分成三种：第一种是数据库型故障特征信号仿真测试系统；第二种是实物低压配电网络模拟测试系统；第三种是实时数字仿真系统(RTDS)模拟测试系统；这三种方法都是通过模拟配电网故障特征信号，开展配电终端的性能测试与验证。上述配电终端设备的现有试验检测验证技术，存在以下问题：(1)目前配电终端设备的出厂测试，主要通过模拟量发生装置，实现对终端功能的测试与验证，未开展终端故障功能的现场验证与评估，缺乏一、二次设备(开关、变压器等为一次设备，配电终端为二次设备)的联合调试与功能验证。(2)数据库型故障特征信号仿真测试系统，现存的配电终端与故障模拟联合测试系统，其数据库型故障特征信号仿真测试系统受限于数据库中的故障特征信号的准确性以及数据库容量；(3)实物低压配电网络模拟测试系统，将实际配电网故障下的特征信号缩小减弱，可能失去某些有意义的特征信号，并不能全面真实的模拟实际配电网；(4)实时数字仿真系统(RTDS)模拟测试系统，实时数字仿真系统的配电网络模拟测试系统由于采用数字建模仿真方法，并不能完全精确模拟真实配网设备的情况，会忽略暂态特性等影响因素，同时由于仿真步长的限制，对提供的暂态信号频率范围有一定限制。由于以上各种缺陷，以上三种联合测试检测验证系统均不能完全模拟配电网的真实故障运行状态，使得配电终端功能测试验证均具有一定局限性，这为配电终端设备的动作策略、录波、通信、处置决策等功能，以及小电流接地故障的选线、定位等功能的验证埋下隐患。目前，传统一次设备、站所终端、馈线终端、线路故障定位指示器等配电终端均为独立开展试验测试与验证，不能完全模拟实际配电网设备的运行状态与故障状态，缺乏故障条件下设备的性能考核和一二次设备联合动作逻辑验证，为电网运行埋下隐患；无法准确验证配电终端、选线或定位装置、故障自愈装置、一二次融合设备等新技术、新装备的性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是如何提供一种真型配电网多态复杂故障模拟试验平台以及试验方法，能够真实模拟配电网运行状态的试验验证测试回路，提高对配电终端设备、选线或定位装置、故障自愈装置、一二次融合设备等新技术、新装备功能验证的准确性。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案如下：一种真型配电网多态复杂故障模拟试验平台，包括网架、复杂故障模拟装置、可调负载和配电网设备接入装置；所述网架包括架空线网架、电缆网架和架空电缆混联网架，所述架空线网架包括架空导线，所述电缆网架包括电缆线路，所述架空导线和电缆线路分别与所述故障模拟装置、可调负载、配电网设备接入装置相连接，所述架空导线和电缆线路上均连接有中性点接地装置；所述中性点接地装置用于进行中性点不接地、中性点直接接地、中性点经小电阻接地和中性点经消弧线圈接地之间的切换；所述可调负载用于模拟用户负载，可变换负载类型和负载组合方式。所述架空导线上连接有开关设备、配变台区、电流互感器和电压互感器，所述电缆线路上连接有环网柜和箱式变压器。所述可调负载包括阻性负载、容性负载和感性负载，所述阻性负载、容性负载和感性负载均独立可调，且所述阻性负载、容性负载和感性负载之间可通过开关通断实现自由组合。所述中性点接地装置通过中性点切换装置进行中性点不接地、中性点直接接地、中性点经小电阻接地和中性点经消弧线圈接地的切换；所述中性点切换装置包括通过线路连接的隔离开关、接地变压器、消弧线圈、中性点低电阻集成装置和消弧消谐装置。所述架空线网架上架空导线的接入结构包括单辐射结构、末端联络结构、多分段适度联络结构、两供一备结构和三供一备结构。所述电缆网架上电缆线路的接入结构包括单射式结构、对射式结构、双射式结构、单环网结构、双环网结构、两供一备结构和三供一备结构。所述架空线网架还包括杆塔和固定在杆塔上的绝缘子，以及连接在架空导线上的避雷器和架空型智能终端。所述电缆网架还包括连接在电缆线路上的电缆接头和电缆型智能终端。一种真型配电网多态复杂故障模拟试验平台的试验方法，包括以下步骤：1)通过配电网设备接入装置接入待测试设备；2)根据试验需求调节可调负载，并根据试验需求选择网架形式，以及通过中性点接地装置选择中性点接地方式；3)利用复杂故障模拟装置模拟故障；4)测试并验证故障发生时待测试设备的状态变化。所述步骤3)中，所述复杂故障模拟装置用于模拟架空导线单相接地故障和大电流故障，以及模拟电缆线路运行环境和电缆线路故障；所述架空导线单相接地故障包括高阻接地故障、低阻接地故障、金属性接地故障、弧光接地故障或间歇性接地故障，所述大电流故障包括架空导线相间短路或三相短路；所述电缆线路运行环境包括高水位环境、高低温环境、高湿环境、阻燃环境和振动环境中的一种或多种；所述电缆线路故障包括水树老化、发热、局放缺陷、单相接地或电缆线路相间短路。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术构建出采用真实的配电线路、配电设备以及典型配电网的网架结构的实际物理模型，具有多种线路和多种网架结构，能够复现多种配电网复杂故障，实现多种中性点接地形态、多种故障类型、多种网架结构的灵活转换，为配电网终端、选线或定位装置、故障自愈装置、一二次融合设备等设备的全工况考核提供了较好地试验测试验证平台，能够真实模拟配电网运行状态的试验验证测试回路，提高了对配电终端、选线或定位装置、故障自愈装置、一二次融合设备等设备功能验证的准确性；有利于开展架空导线或电缆线路用新型配电终端在复杂故障条件下的在线联合测试与性能考核验证，全面提升架空线配电终端或电缆型配电终端的质量；利于配电网多态复杂故障数据的获取，利于新型故障特征量的查找与提取，且有利于新型配电终端保护算法、阈值设定、动作逻辑策略的验证，便于新型配电终端等设备的研发与应用。附图说明图1是本专利技术的配电网多态复杂故障模拟试验平台的结构框图；图2是本专利技术的配电网多态复杂故障模拟试验平台的线路结构图；具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。如图1和图2所示，一种真型配电网多态复杂故障模拟试验平台，包括网架、复杂故障模拟装置、可调负载和配电网设备接入装置；网架包括架空线网架、电缆网架和架空电缆混联网架，架空线网架包括架空导线以及连接在架空导线上的开关设备、配变台区、电流互感器和电压互感器，电缆网架包括电缆线路以及连接在电缆线路上的环网柜和箱式变压器，架空导线分别与故障模拟装置、可调负载、配电网设备接入装置相连接，电缆线路分别与故障模拟装置、可调负载、配电网设备接入装置相连接，架空导线和电缆线路上均连接有不同的中性点接地装置；中性点接地装置用于配电线路进行中性点不接地、中性点直接接地、中性点经小电阻接地和中性点经消弧线圈接地之间的切换；可调负载用于模拟用户负载，可变换负载类型和负载组合方式；其中架空电缆混联网架通过联络开关实现架空导线与电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真型配电网多态复杂故障模拟试验平台，其特征是，包括网架、复杂故障模拟装置、可调负载和配电网设备接入装置；所述网架包括架空线网架、电缆网架和架空电缆混联网架，所述架空线网架包括架空导线，所述电缆网架包括电缆线路，所述架空导线和电缆线路分别与所述故障模拟装置、可调负载、配电网设备接入装置相连接,所述架空导线和电缆线路上均连接有中性点接地装置；所述中性点接地装置用于进行中性点不接地、中性点直接接地、中性点经小电阻接地和中性点经消弧线圈接地之间的切换；所述可调负载用于模拟用户负载，可变换负载类型和负载组合方式。

【技术特征摘要】
1.一种真型配电网多态复杂故障模拟试验平台，其特征是，包括网架、复杂故障模拟装置、可调负载和配电网设备接入装置；所述网架包括架空线网架、电缆网架和架空电缆混联网架，所述架空线网架包括架空导线，所述电缆网架包括电缆线路，所述架空导线和电缆线路分别与所述故障模拟装置、可调负载、配电网设备接入装置相连接,所述架空导线和电缆线路上均连接有中性点接地装置；所述中性点接地装置用于进行中性点不接地、中性点直接接地、中性点经小电阻接地和中性点经消弧线圈接地之间的切换；所述可调负载用于模拟用户负载，可变换负载类型和负载组合方式。2.如权利要求1所述的真型配电网多态复杂故障模拟试验平台，其特征是，所述架空导线上连接有开关设备、配变台区、电流互感器和电压互感器，所述电缆线路上连接有环网柜和箱式变压器。3.如权利要求1所述的真型配电网多态复杂故障模拟试验平台，其特征是，所述可调负载包括阻性负载、容性负载和感性负载，所述阻性负载、容性负载和感性负载均独立可调，且所述阻性负载、容性负载和感性负载之间可通过开关通断实现自由组合。4.如权利要求1所述的真型配电网多态复杂故障模拟试验平台，其特征是，所述中性点接地装置通过中性点切换装置进行中性点不接地、中性点直接接地、中性点经小电阻接地和中性点经消弧线圈接地的切换；所述中性点切换装置包括通过线路连接的隔离开关、接地变压器、消弧线圈、中性点低电阻集成装置和消弧消谐装置。5.如权利要求1所述的真型配电网多态复杂故障模拟试验平台，其特征是，所述架空线网架上架空导线的接入结构包括单辐射结构、末端联络结构、多分...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，陈江波，邱进，吴士普，冯宇，陈维江，吕军，宁昕，田野，戴敏，李振强，王昱力，苏梓铭，尹朋博，蔡胜伟，郭慧浩，邵苠峰，尹晶，何妍，陈程，徐思恩，程婷，王华云，郑蜀江，刘衍，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网江西省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11