本发明提供了一种馈线自动化的现场测试方法，包括如下步骤：先获取配电网络线路上出口保护的定值信息；将线路状态依据馈线自动化过程区分为若干不同序列的断面状态，依据所述定值信息与网络拓扑状态自动设定这些断面状态中的信息；将断面状态的信息按序列下发到测试设备中；测试设备自动依据收到的信息控制电气数据的输出，进而实现测试。
1.一种馈线自动化的现场测试方法，其特征在于：包括如下步骤：先获取配电网络线路上出口保护的定值信息；其中，所述定值信息包括了是否自动重合闸的信息、重合闸时间TR、速断保护动作电流值Vd、速断保护动作启动时间Td、后加速保护动作时间Tj、零序保护动作电流值V0、零序保护动作启动时间T0以及依据待测现场状态所确定的允许馈线自动化系统处理故障的时间Tf；
将线路状态依据馈线自动化过程区分为若干不同序列的断面状态，依据所述定值信息与网络拓扑自动设定这些断面状态中的信息；
测试设备自动依据收到的信息控制电气数据的输出，进而实现测试。
2.如权利要求1所述的馈线自动化的现场测试方法，其特征在于：若干所述断面状态的数量至少为三个，包括依次排序的故障前的正常运行状态、线路上发生故障时的故障状态以及速断保护动作后的失电状态。
3.如权利要求2所述的馈线自动化的现场测试方法，其特征在于：若干所述断面状态的数量为五个，还包括依次排序且排序于所述速断保护动作后的失电状态后的重合闸后的故障状态和后加速保护动作后的失电状态，所述重合闸后的故障状态和后加速保护动作后的失电状态仅当是否自动重合闸的信息为是时才存在。
4.如权利要求1所述的馈线自动化的现场测试方法，其特征在于：每个断面状态的信息至少包括相电流Ia、Ib、Ic、零序电流I0的有效值、线电压Uab、Ucb的有效值、开关的状态值S以及断面状态持续时间T。
5.如权利要求2所述的馈线自动化的现场测试方法，其特征在于：对于所述故障前的正常运行状态中的信息，依据以下规则进行设置：a)将所有开关的电压都设置为额定电压值；
b)除联络开关的状态设置为分闸状态外，其余主干线路开关全部设置为合闸状态；
e)出口断路器的相电流Ia、Ib、Ic取0.45Vd；
f)不同开关的电流大小沿着自电源点到负荷末端的方向递减分布。
6.如权利要求5所述的馈线自动化的现场测试方法，其特征在于：在规则f)中，分别位于一个线路节点上、下游且与该线路节点相邻的两个开关之间的电流相差Is＝Vd*0.45/Ns；
7.如权利要求2所述的馈线自动化的现场测试方法，其特征在于：对于所述线路上发生故障时的故障状态中的信息，依据以下规则进行设置：a)所有开关的电压、开关状态保持与所述故障前的正常运行状态一致；
b1)对于发生故障的线路中故障点上游开关的电流值：若为零序接地故障，则零序电流I0设置为V0+0.05*V0安培；
若为A、B相短路故障，则其A、B相电流Ia、Ib设置为Vd+0.05*Vd安培；
若为B、C相短路故障，则其B、C相电流Ib、Ic设置为Vd+0.05*Vd安培；
若为A、C相短路故障，则其A、C相电流Ia、Ic设置为Vd+0.05*Vd安培；
若为三相均短路故障，则其A、B、C相电流Ia、Ib、Ic均设置为Vd+0.05*Vd安培；
同时，未发生故障的电流项的电流值与所述故障前的正常运行状态一致；
b2)对于发生故障的线路中故障点下游开关的电流值：若为零序接地故障，则零序电流I0设置为0安培；
若为A、B相短路故障，则其A、B相电流Ia、Ib设置为0安培；
若为B、C相短路故障，则其B、C相电流Ib、Ic设置为0安培；
若为A、C相短路故障，则其A、C相电流Ia、Ic设置为0安培；
若为三相均短路故障，则其A、B、C相电流Ia、Ib、Ic均设置为0安培；
同时，未发生故障的电流项的电流值与所述故障前的正常运行状态一致；
c)若为零序接地故障，断面状态持续时间设置为零序保护动作启动时间T0加上0.5秒；
若为相间短路故障，断面状态持续时间设置为速断保护动作启动时间Td加上0.5秒。
8.如权利要求2所述的馈线自动化的现场测试方法，其特征在于：对于所述速断保护动作后的失电状态中的信息，依据以下规则进行设置：a)出口断路器与联络开关的电压值与所述故障前的正常运行状态一致，其他开关的电压值全部取值为0；
b)所有开关的三相电流Ia、Ib、Ic与零序电流I0的电流值全部取值为0；
c)若出口断路器的是否自动重合闸的信息定值为是，则所述速断保护动作后的失电状态的断面状态持续时间为重合闸时间TR，否则，则所述速断保护动作后的失电状态的断面状态持续时间为允许馈线自动化系统处理故障的时间Tf；
d)出口断路器的开关状态设置为分闸，其他开关的开关状态与所述故障前的正常运行状态一致。
9.如权利要求3所述的馈线自动化的现场测试方法，其特征在于：对于所述重合闸后的故障状态中的信息，断面状态持续时间取后加速保护动作时间Tj，其他设置均与所述线路上发生故障时的故障状态一致。
10.如权利要求3所述的馈线自动化的现场测试方法，其特征在于：对于所述后加速保护动作后的失电状态中的信息，断面状态持续时间取允许馈线自动化系统处理故障的时间Tf，其他设置均与所述速断保护动作后时的失电状态一致。
馈线自动化的现场测试方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电力系统配电网络，尤其涉及一种馈线自动化的现场测试方法。
背景技术
[0002] 馈线自动化是指变电站出线到用户用电设备之间的馈电线路自动化，其内容可以归纳为两大方面：一是正常情况下的用户检测、资料测量和运行优化；二是事故状态下的故障检测、故障隔离、转移和恢复供电控制。
[0003] 在进行馈线自动化现场测试时，需要确定待测配电网络中每个测试用例在每个开关点处的电流、电压、开关状态的变化时序。传统方法依赖于人工根据单线图现场设置断面数据，仅能用于简单的网络，而且速度缓慢，协调难度大，无法进行批量作业。而且难以有效模拟出以毫秒计算的保护动作时间，很难真实再现线路的实际运行场景。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题如何高效准确地确定待测配电网络中每个测试用例在每个开关点处的电流、电压、开关状态的变化时序，且能够适用于复杂的网络，从而更好地再现线路的实际运行场景，实现全面、自动的测试。
[0005] 为了解决这一技术问题，本发明提供了一种馈线自动化的现场测试方法，包括如下步骤：
[0006] 先获取配电网络线路上出口保护的定值信息；其中，所述定值信息包括了是否自动重合闸的信息、重合闸时间TR、速断保护动作电流值Vd、速断保护动作启动时间Td、后加速保护动作时间Tj、零序保护动作电流值V0、零序保护动作启动时间T0以及依据待测现场状态所确定的允许馈线自动化系统处理故障的时间Tf；
[0007] 将线路状态依据馈线自动化过程区分为若干不同序列的断面状态，依据所述定值信息与网络拓扑自动设定这些断面状态中的信息；
[0008] 将断面状态的信息按序列下发到测试设备中；
[0009] 测试设备自动依据收到的信息控制电气数据的输出，进而实现测试。
[0010] 若干所述断面状态的数量至少为三个，包括依次排序的故障前的正常运行状态、线路上发生故障时的故障状态以及速断保护动作后的失电状态。
[0011] 若干所述断面状态的数量为五个，还包括依次排序且排序于所述速断保护动作后的失电状态后的重合闸后的故障状态和后加速保护动作后的失电状态，所述重合闸后的故障状态和后加速保护动作后的失电状态仅当是否自动重合闸的信息为是时才存在。
[0012] 每个断面状态的信息至少包括相电流Ia、Ib、Ic、零序电流I0的有效值、线电压Uab、Ucb的有效值、开关的状态值S以及断面状态持续时间T。
[0013] 对于所述故障前的正常运行状态中的信息，依据以下规则进行设置：
[0014] a)将所有开关的电压都设置为额定电压值；
[0015] b)除联络开关的状态设置为分闸状态外，其余主干线路开关全部设置为合闸状态；
[0016] c)断面状态持续时间T设置为20秒；
[0017] d)零序电流I0设置为0安培；
[0018] e)出口断路器的相电流Ia、Ib、Ic取0.45Vd；
[0019] f)不同开关的电流大小沿着自电源点到负荷末端的方向递减分布。
[0020] 在规则f中，分别位于一个线路节点上、下游且与该线路节点相邻的两个开关之间的电流相差Is＝Vd*0.45/Ns；
[0021] 其中，NS指的是节点的总数量。
[0022] 对于所述线路上发生故障时的故障状态中的信息，依据以下规则进行设置：
[0023] a)所有开关的电压、开关状态保持与所述故障前的正常运行状态一致；
[0024] b1)对于发生故障的线路中故障点上游开关的电流值：
[0025] 若为零序接地故障，则零序电流I0设置为V0+0.05*V0安培；
[0026] 若为A、B相短路故障，则其A、B相电流Ia、Ib设置为Vd+0.05*Vd安培；
[0027] 若为B、C相短路故障，则其B、C相电流Ib、Ic设置为Vd+0.05*Vd安培；
[0028] 若为A、C相短路故障，则其A、C相电流Ia、Ic设置为Vd+0.05*Vd安培；
[0029] 若为三相均短路故障，则其A、B、C相电流Ia、Ib、Ic均设置为Vd+0.05*Vd安培；
[0030] 同时，未发生故障的电流项的电流值与所述故障前的正常运行状态一致；
[0031] b2)对于发生故障的线路中故障点下游开关的电流值：
[0032] 若为零序接地故障，则零序电流I0设置为0安培；
[0033] 若为A、B相短路故障，则其A、B相电流Ia、Ib设置为0安培；
[0034] 若为B、C相短路故障，则其B、C相电流Ib、Ic设置为0安培；
[0035] 若为A、C相短路故障，则其A、C相电流Ia、Ic设置为0安培；
[0036] 若为三相均短路故障，则其A、B、C相电流Ia、Ib、Ic均设置为0安培；
[0037] 同时，未发生故障的电流项的电流值与所述故障前的正常运行状态一致；
[0038] b3)对于未发生故障的线路中的开关的电流值：
[0039] 其与所述故障前的正常运行状态一致；
[0040] c)若为零序接地故障，断面状态持续时间设置为零序保护动作启动时间T0加上0.5秒；
[0041] 若为相间短路故障，断面状态持续时间设置为速断保护动作启动时间Td加上0.5秒。
[0042] 对于所述速断保护动作后的失电状态中的信息，依据以下规则进行设置：
[0043] a)出口断路器与联络开关的电压值与所述故障前的正常运行状态一致，其他开关的电压值全部取值为0；
[0044] b)所有开关的三相电流Ia、Ib、Ic与零序电流I0的电流值全部取值为0；
[0045] c)若出口断路器的是否自动重合闸的信息定值为是，则所述速断保护动作后的失电状态的断面状态持续时间为重合闸时间TR，否则，则所述速断保护动作后的失电状态的断面状态持续时间为允许馈线自动化系统处理故障的时间Tf；
[0046] d)出口断路器的开关状态设置为分闸，其他开关的开关状态与所述故障前的正常运行状态一致。
[0047] 对于所述重合闸后的故障状态中的信息，断面状态持续时间取后加速保护动作时间Tj，其他设置均与所述线路上发生故障时的故障状态一致。
[0048] 对于所述后加速保护动作后的失电状态中的信息，断面状态持续时间取允许馈线自动化系统处理故障的时间Tf，其他设置均与速断保护动作后的失电状态状态一致。
[0049] 本发明是利用配电线路网络拓扑，在对配电网故障特性分析的基础上，采用计算机程序自动生成测试断面序列，这些不同开关的测试序列在各个断面状态上不仅保证了网络电气数据的相互一致性，而且保证不同开关之间、同一个开关不同断面状态之间这纵横两个方向的协调性。这些故障测试断面序列可以按测试用例下发到测试设备中，测试设备自动根据这些测试断面自动设置电气数据的输出。以此为基础，可以在不影响线路供电的情况下，用测试设备模拟一次系统，为馈线自动化的全面测试、自动测试提供有效的技术支撑。
附图说明
[0050] 图1是本发明一实施例中馈线自动化的现场测试方法的流程示意图；
具体实施方式
[0051] 以下将结合图1对本发明提供的馈线自动化的现场测试方法进行详细的描述，其为本发明一可选的实施例，可以认为，本领域的技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内对其进行修改和润色。
[0052] 本实施例提供了一种馈线自动化的现场测试方法，包括如下步骤：
[0053] 先获取配电网络线路上出口保护的定值信息；其中，所述定值信息包括了是否自动重合闸的信息、重合闸时间TR、速断保护动作电流值Vd、速断保护动作启动时间Td、后加速保护动作时间Tj、零序保护动作电流值V0、零序保护动作启动时间T0以及依据待测现场状态所确定的允许馈线自动化系统处理故障的时间Tf；
[0054] 将线路状态依据馈线自动化过程区分为若干不同序列的断面状态，依据所述定值信息与网络拓扑自动设定若干断面状态中的信息；
[0055] 将断面状态的信息按序列下发到测试设备中；
[0056] 测试设备自动依据收到的信息控制电气数据的输出，进而实现测试。
[0057] 本实施例中，其基于配电网故障特性，依据待测配电网络的拓扑关系，故障性质、故障地点、开关状态，通过拓扑分析以及配电线路出口点的保护定值配置信息，定性自动生成各个测试用例在每个开关点处的电流、电压、开关状态的量测序列。
[0058] 本实施例网络的拓扑信息描述遵循IEC61968的CIM标准，每个开关包括2个端子，端子号全系统是唯一的，用节点端子对应关系表达开关之间的连接关系，同一个节点可以对应不同的端子，这些端子对应的开关是连接在一起的。每个测试用例需要确定一条馈线的供电范围，也就是线路的出口断路器以及线路与其他开关的联络点。根据开关与端子关系以及节点与端子关系，计算待测试馈线包含的供电区段数量，该数量实际就是该馈线包括的节点数量Ns。
[0059] 若干所述断面状态的数量至少为三个，包括依次排序的故障前的正常运行状态、线路上发生故障时的故障状态以及速断保护动作后的失电状态。
[0060] 若干所述断面状态的数量为五个，还包括依次排序且排序于所述速断保护动作后的失电状态后的重合闸后的故障状态和后加速保护动作后的失电状态，所述重合闸后的故障状态和后加速保护动作后的失电状态仅当是否自动重合闸的信息为是时才存在。
[0061] 每个断面状态的信息至少包括相电流Ia、Ib、Ic、零序电流I0的有效值、线电压Uab、Ucb的有效值、开关的状态值S以及断面状态持续时间T。
[0062] 以下具体依据五个断面状态来进行阐述：
[0063] 对于所述“故障前的正常运行状态”中的信息；
[0064] 依据以下规则进行设置：
[0065] a)将所有开关的电压都设置为额定电压值；如对于10KV馈线，且安装10000/100的电压互感器的场合，线电压值取100V；
[0066] b)除联络开关的状态设置为分闸状态外，其余主干线路开关全部设置为合闸状态；分支线开关可以根据实际运行需要设置为合闸或分闸；
[0067] c)断面状态持续时间T设置为20秒；该时间要躲过馈线自动化系统的闭锁事件；
[0068] d)零序电流I0设置为0安培；
[0069] e)出口断路器的相电流Ia、Ib、Ic取0.45Vd；
[0070] f)不同开关的电流大小沿着自电源点到负荷末端的方向递减分布。
[0071] 在规则f中，分别位于一个线路节点上、下游且与该线路节点相邻的两个开关之间的电流相差Is＝Vd*0.45/Ns；
[0072] 其中，NS指的是节点的总数量。
[0073] 对于以上的规则e、f，也可换个角度来看，由于在该断面状态中最为关键的是负荷电流的分配，配电网络正常运行时，由于分支线与负荷的影响，每个开关处的相电流是不同的，而且根据网络的实际拓扑，从电源点到负荷末端呈现递减分布。
[0074] 设置馈线出口处也就是的出口断路器的相电流Ia、Ib、Ic为Vd*0.45；为每个供电区段平均分配负荷，每个区段消耗的电流为Is＝Vd*0.45/Ns；从负联络开关以及其它分支线的末端向出口断路器方向开始倒推，每经过一个节点，负荷电流增加Is，在线路分支处合并电流，直到出口断路器为止。获取线路上每个开关处的Ia、Ib、Ic电流值。
[0075] 对于所述“线路上发生故障时的故障状态”中的信息，
[0076] 其关键是需要根据线路拓扑状态与故障类型，确保线路上游的开关处的电流值与该故障类型对应
[0077] 依据以下规则进行设置：
[0078] a)所有开关的电压、开关状态保持与所述故障前的正常运行状态一致；
[0079] b1)对于发生故障的线路中故障点上游开关的电流值：
[0080] 若为零序接地故障，则零序电流I0设置为V0+0.05*V0安培；
[0081] 若为A、B相短路故障，则其A、B相电流Ia、Ib设置为Vd+0.05*Vd安培；
[0082] 若为B、C相短路故障，则其B、C相电流Ib、Ic设置为Vd+0.05*Vd安培；
[0083] 若为A、C相短路故障，则其A、C相电流Ia、Ic设置为Vd+0.05*Vd安培；
[0084] 若为三相均短路故障，则其A、B、C相电流Ia、Ib、Ic均设置为Vd+0.05*Vd安培；
[0085] 其关系亦即如下表所示：
[0086]故障类型 要改变的电流值项目 故障电流取值
零序接地故障 I0 V0+0.05*V0
A、B相短路 Ia、Ib Vd+0.05*Vd
A、C相短路 Ia、Ic Vd+0.05*Vd
B、C相短路 Ib、Ic Vd+0.05*Vd
三相短路 Ia、Ib、Ic Vd+0.05*Vd
[0087] 同时，未发生故障的电流项的电流值与所述故障前的正常运行状态一致；
[0088] b2)对于发生故障的线路中故障点的下游开关的电流值：
[0089] 若为零序接地故障，则零序电流I0设置为0安培；
[0090] 若为A、B相短路故障，则其A、B相电流Ia、Ib设置为0安培；
[0091] 若为B、C相短路故障，则其B、C相电流Ib、Ic设置为0安培；
[0092] 若为A、C相短路故障，则其A、C相电流Ia、Ic设置为0安培；
[0093] 若为三相均短路故障，则其A、B、C相电流Ia、Ib、Ic均设置为0安培；
[0094] 同时，未发生故障的电流项的电流值与所述故障前的正常运行状态一致；
[0095] b3)对于未发生故障的线路中的开关的电流值：其与所述故障前的正常运行状态一致；
[0096] 除此以外，也可以根据网络拓扑，将处于故障点下游的所有开关的电流值全部与“故障前的正常运行状态”断面值完全一致；不在故障支路上的其他支路的所有开关的电流值全部与“故障前的正常运行状态”断面值完全一致；故障上游的所有开关中，根据故障类型，没有在上表中列出的电流值项目全部与“故障前的正常运行状态”断面值完全一致；故障上游的所有开关中，根据故障类型，在上表中列出的电流值项目全部按表中的“故障电流取值”中的数据取值；
[0097] c)若为零序接地故障，断面状态持续时间设置为零序保护动作启动时间T0加上0.5秒；若为相间短路故障，断面状态持续时间设置为速断保护动作启动时间Td加上0.5秒。
该时间取值的标准是确保出口保护与线路上的配电终端都能够检测到故障值；
[0098] 对于所述“速断保护动作后的失电状态”中的信息；
[0099] 依据以下规则进行设置：
[0100] a)出口断路器与联络开关的电压值与所述故障前的正常运行状态一致，其他开关的电压值全部取值为0；
[0101] b)所有开关的三相电流Ia、Ib、Ic与零序电流I0的电流值全部取值为0；
[0102] c)若出口断路器的是否自动重合闸的信息定值为是，则所述速断保护动作后的失电状态的断面状态持续时间为重合闸时间TR，否则，则所述速断保护动作后的失电状态的断面状态持续时间为允许馈线自动化系统处理故障的时间Tf；
[0103] d)出口断路器的开关状态设置为分闸，其他开关的开关状态与所述故障前的正常运行状态一致。
[0104] 当然，出口断路器在本实施例中视为开关的一种，所有开关自然包括出口断路器。
[0105] 对于所述“重合闸后的故障状态”中的信息，
[0106] 断面状态持续时间取后加速保护动作时间Tj，其他设置均与所述线路上发生故障时的故障状态一致。
[0107] 对于所述“后加速保护动作后的失电状态”中的信息，
[0108] 断面状态持续时间取允许馈线自动化系统处理故障的时间Tf，其他设置均与所述速断保护动作后的失电状态一致。
[0109] 综上所述，本发明是利用配电线路网络拓扑，在对配电网故障特性分析的基础上，采用计算机程序自动生成测试断面序列，这些不同开关的测试序列在各个断面状态上不仅保证了网络电气数据的相互一致性，而且保证不同开关之间、同一个开关不同断面状态之间这纵横两个方向的协调性。这些故障测试断面序列可以按测试用例下发到测试设备中，测试设备自动根据这些测试断面自动设置电气数据的输出。以此为基础，可以在不影响线路供电的情况下，用测试设备模拟一次系统，为馈线自动化的全面测试、自动测试提供有效的技术支撑。
