基于RTDS的二次重合闸功能仿真测试研究

浮明军， 杨生苹， 胡宝

(许继电气股份有限公司，河南 许昌 461000)

基于RTDS的二次重合闸功能仿真测试研究

浮明军， 杨生苹， 胡宝

(许继电气股份有限公司，河南 许昌 461000)

研究分析了不同的操作回路接线方式对二次重合闸功能逻辑的影响，提出了基于RTDS仿真操作回路接线方式的测试方法，并详细介绍了控制逻辑仿真实现方法和测试用例设计，进而全面有效地验证二次重合闸功能。采用RTDS仿真操作回路的思路和方法，弥补了传统静模测试方法的不足，具有推广价值。

二次重合闸；操作回路；测试用例；仿真;RTDS

0 引 言

重合闸对提高电力系统稳定性和供电可靠性具有十分重要的意义。目前，业界对重合闸的研究主要集中于自适应重合闸[1-4]和新能源并网对重合闸的影响[5-8]。本文则主要着眼于二次重合闸。二次重合闸作为一种重要的重合闸方式，主要应用低压电力系统。低压系统中多次重合闸对系统的稳定性影响不大，多次断开短路电流有助于故障点绝缘的恢复，此外在配电系统的馈线上采用二次重合闸能够迅速判定和隔离故障点，恢复对非故障馈线的供电，提高供电可靠性[9]。目前，由于二次重合闸的应用比较少，业界对其研究和讨论相对较少。本文重点研究二次重合闸功能的测试方法，重点研究分析操作回路接线方式对二次重合闸逻辑的影响，并总结提出了采用RTDS(实时数字仿真系统)仿真操作回路接线方式的二次重合闸逻辑测试方法。

1 操作回路接线方式对二次重合闸逻辑的影响分析

1.1 二次重合闸典型逻辑

当线路保护故障跳闸后，经Tl延时后，第一次重合。重合后如在T2内再跳，不再重合；如大于T2小于T4的时间内再跳，经T3延时后，第二次重合；如重合成功，经T4开关未跳闸，则重合闸整组复归，可以进行第二轮的动作。其中：

T1：第一次重合闸延时

T2：第二次重合闸闭锁时间

T3：第二次重合闸延时

T4：重合闸充电延时

1.2 操作回路接线方式对二次重合闸的影响

图1所示是工程中典型的操作回路接线方式，将合闸回路和储能继电器串联，再与跳位监视回路并联，最后接至合闸继电器，此种接线方式比较常见。装置合闸后，HWJ(合位继电器)为1，TWJ(跳位继电器，图中TWJ1、TWJ2均为跳位继电器)为0；装置跳闸后，HWJ为0，TWJ为1。

在具体的工程实践中，部分地区操作回路接线方式如图2所示，将合闸回路与跳位监视并联后，再与储能继电器串联，接至合闸继电器。此种接线方式用户可以方便地通过监视TWJ实现对CNJ(储能继电器)状态的监视，但此种接线方式对装置的跳合位逻辑影响很大。详细分析如下：

(1)当系统正常运行时，储能完成后，HWJ为1，TWJ为0；

(2)第一次故障跳闸后，HWJ为0，TWJ为1；

(3)第一次合闸后，HWJ为1，TWJ为0，重新开始储能计时；

(4)之后再发生后续故障，装置跳闸后，HWJ为0，但TWJ的状态与储能状态有关，如果储能已完成，TWJ为1，反之，TWJ为0。

如果重合闸方式为三相一次重合闸，则两种接线方式下TWJ、HWJ的逻辑关系相同，对一次重合闸的逻辑实现不造成明显影响。对于二次重合闸而言，在第二次及后续故障跳闸后，装置的TWJ位置存在不确定性，且如故障跳闸后储能未完成，HWJ为0，TWJ为0，装置有可能报“控制回路断线”，这些均对重合闸逻辑带来不利影响，重合闸逻辑实现时必须充分考虑。

综上分析，二次重合闸逻辑实现时必须充分考虑操作回路接线方式的影响。一般而言，重合闸逻辑实现中一般根据识别跳位+无流来确认判别装置跳闸成功进而起动重合闸，考虑到接线方式二的影响，以上判据失效，可以考虑辅助采用保护动作+无流来判别跳闸成功，此外重合闸启动后“控制回路断线”，重合闸不应放电。

图1 操作回路接线方式一

图2 操作回路接线方式二

2 测试方法研究

2.1 静模试验方法

常见的静模试验主要采用继保测试仪+装置+模拟断路器的方式，将保护装置的跳闸和合闸接点接入模拟断路器跳合闸回路，将模拟断路器的跳位和合位接至保护装置的跳位和合位。此种方式下，无论模拟第几次故障，装置跳闸后，HWJ为0，TWJ为1；装置合闸后，HWJ为1，TWJ为0；即此种方式仅能模拟操作回路接线方式1的跳合位逻辑。此种测试方法存在如下问题：无法模拟储能继电器对合闸回路的影响；无法模拟接线方式2下储能继电器对跳合位逻辑的影响。此种测试方法不能全面考核二次重合闸路逻辑。

2.2 基于RTDS的仿真测试方法

2.2.1 试验模型搭建

如图3所示建立35 kV线路保护典型仿真试验模型,具体参数如表1～表3所示。

图3 35 kV线路保护仿真试验模型

名称参数M侧系统等值短路容量/MVA500N侧系统等值短路容量/MVA100TV1变比35/0.1TA1变比600/1

表2 线路参数

表3 接地变参数

2.2.2 试验接线及控制逻辑仿真设计

RTDS仿真主要实现两部分功能，一是系统仿真，用于模拟线路上各种故障，此部分内容不再赘述；二是操作回路接线方式仿真。利用RTDS的仿真建模功能，进行控制逻辑设计，进而模拟操作回路接线方式对装置跳合位和合闸回路的影响。

储能继电器对跳合位的影响仿真如图4所示。CNJmode=1，对应操作回路接线方式一；CNJmode=0，对应操作回路接线方式二。合闸成功后，即HWJ为1，开始储能，ChuNengTim为储能完成时间，CNflag为储能完成标志。

图4 储能继电器对跳合位的影响仿真

储能继电器对合闸回路的影响仿真如图5所示。TZ为装置跳闸命令，HZ为装置合闸命令。HZ和CNflag取乘积后，驱动合闸。2.2.3 测试用例设计

定值整定情况为T1=1 s,T2=2 s，T3=15 s，T4=30 s[10]，模拟弹簧储能时间为10 s。分别在CNJmode = 1和CNJmode=0条件下，测试项目如表4所示。

表4 测试用例设计

3 结束语

通过RTDS实时仿真系统进行控制逻辑设计，可以准确模拟操作回路的接线方式，进而全面有效对二次重合闸的功能逻辑进行验证。该测试方法和测试用例，在许继低压线路保护的研发测

试过程中得到广泛应用，保障了研发质量。可以预见，随着用户对供电可靠性要求的不断提高，二次重合闸及多次重合闸的应用将逐渐增多，对其研究将持续深入。本文的测试研究再一次证明继电保护是一门理论和实践并重的学科，具体逻辑的实现要在理论的指导下充分结合工程实际。

图5 储能继电器对合闸回路的影响仿真

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A Research about the Simulation Test on the Function of the Twice-reclosure Based on RTDS

Fu Mingjun, Yang Shengping, Hu Bao

(XJ Electric Co., Ltd., Xuchang Henan 461000, China)

This paper studies and analyses the influence on the functional logic of the twice-reclosure by different wiring methods of the operation circuit, and proposes a testing scheme for the wiring method of the simulation operation circuit based on RTDS. It introduces in detail a method for realizing simulation of the control logic and the design of a test case so as to verify the function of the twice-reclosure comprehensively and effectively. The idea and approach of adopting RTDS simulation operation circuit makes up for the shortcomings of the traditional static simulation test method and has application value.

twice-reclosure; operation circuit; test case;simulation;RTDS

10.3969/j.issn.1000-3886.2016.06.008

TP391.1

A

1000-3886(2016)06-0024-03

浮明军(1982-)，男，河南新乡获嘉人，工程师，本科，主要研究方向为智能变电站继电保护及自动化产品的研发测试。 杨生苹(1983-)，女，湖南丹江口人，工程师，本科，主要研究方向为智能变电站继电保护及自动化产品的研发测试。 胡宝(1963-)，男，河南叶县人，高级工程师，本科，主要从事继电保护及自动化产品的测试技术、测试方法的研究和科研产品的测试工作。

定稿日期: 2016-06-17