一种电压时间型模拟馈线实现方案

刘跃文?王启明?亓占华?郑晨

摘 要：电压时间型线路在馈线自动化系统中大规模应用。传统的培训方式难以对该类型线路原理、故障隔离方式做出直观的呈现。本文旨在介绍一种电压时间型模拟线路的实现方案，能够在220V低压条件下模拟该类型线路的故障隔离方案。

关键词：馈线自动化；模拟线路；脉冲电压

本项目以莱芜地区的配电网自动化系统为模型，拟建立一套可以模拟现场线路故障，各分段及分界开关保护动作情况的演示系统，以达到对相关技术人员进行培训的目的，以直观、实训的方式来展示配电自动化系统的运行（工作）状态，便对配网维护人员的培训。

一、系统组成

为了达到与现场设备一致，真实模拟现场运行情况，培训场地需安装如下一次和二次设备：模拟变电站出口开关动作的电源控制系统1套；分段开关（VSP5）4台；分段开关控制器（电压时间型）4台；

分界开关（负荷开关）1台；分界开关控制器1台。

电源控制系统由时间继电器、遥控开关线路板（含遥控器）、空开、中间继电器、接触器等原件组成。时间继电器相互配合用于实现AC220V脉冲电压的可控输出；遥控开关线路板（含遥控器）用于远程控制線路故障模拟，具体而言有启动（一号按键）、故障（二号按键）、相间故障电流接入（七号按键）、零序故障电流接入功能（八号按键），遥控总复归（十号按键），其中，故障又分位不同区间故障的分类（分别对应三号、四号、五号、六号按键），均由同一个遥控器上的数字按钮控制；接触器用于主回路电源输出，模拟变电站出线开关。

下图为系统模拟主接线图

主接线图

二、电源控制系统

由于培训场地内无法直接制作接地或短路故障，现场只能根据实际故障的特性来模拟现场动作情况，针对目前变电站的跳闸特性，特制作一套电源控制系统，以实现模拟变电站跳闸动作特性，该部分控制系统分为如下两个部分

1.模拟变电站跳闸，线路失压特性的控制回路—电压控制回路；

为模拟变电站故障跳闸功能，电源进线开关K1采用接触器（或继电器）实现，具体指标需根据该线路正常工作时的电流负荷情况选择，如果可能的话也可采用断路器，K1开关的控制回路如上图所示。

QA：启动按钮；

TA：跳闸按钮（带自保持功能）；

SJ1、SJ2、SJ3：时间继电器，实现对跳闸及重合闸时间的控制；

可根据设置SJ2时间继电器的时间定值来模拟短路故障的发生位置，该时间定值需根据各分段控制器的X时限来设置。

动作过程：

1）电源进线主回路开关QF闭合，主回路处于工作准备状态；

2）电压控制回路电源空开合上；

3）按下QA启动按钮，使用主回路各断路器正常按顺序闭合供电；

4）确定各继电器的延时闭合时间，SJ1和SJ3继电器为模拟变电站出口断器路的重合闸和二次重合闸时间继电器，SJ2为模拟变电站出回断路器一次重合闸后的再次跳闸时间，该时间与模拟故障点的位置有关，在实验中需要根据模拟故障点发生的间隔来修改。

5）主回路各开关正常工作后，可按下TA跳闸按钮，来模拟故障隔离功能；

2.模拟分支线路过流或接地情况下，分界控制器报过流保护及接地保护时，所必须的电流控制回路----电流控制回路；

电流控制回路由单项调压器、滑线变阻器、电流表等组成，产生交流电流信号输入至分界控制器的A、C相和零序电流采用回路中，实现分界控制器的保护逻辑。

电流电缆的数量需根据现场模拟分界开关的状态来定，建议按照分界控制器的实际需求A、C相和零序均放有电流电缆。

三、具体接入方案及操作方法

1.接入方案。电源系统独立安装于配电箱内，并采用4*2.5MM电缆将电源输出引至首台分段开关电源侧，依靠架空线路实现220V电压的接入，各分段、分界开关控制器从所属开关电源侧（架空线路处）引入工作电源。电源系统中时间继电器的时间设置应根据分段开关控制器X时限设置情况动态调整。

分界开关零序电流、相间电流使用4*2.5MM电缆直接从电源系统配电箱处引入，其电流大小应根据分界开关控制器定值设置情况动态调整。

2.操作方法。系统进行故障模拟时，确保电源系统工作电源正常后，首先使用遥控器十号按键对遥控线路板进行总复归，防止上次操作产生影响；一号按键启动系统，三、四、五、六按键用于选择主线路故障区间，当用户模拟主线路故障时可按下四个按键中的一个，再按故障按键二，系统将按照预定逻辑动作，并实现故障区间的隔离。若模拟分界以下线路故障情况，则先选择相间故障或零序故障（六号按键或七号按键），再选择故障按键二，系统将实现分界开关的故障隔离过程。