線路負載及故障檢測裝置設計

1. 請問如何實現，用一個裝置來檢測電路的負載和短路重謝！！

對於直流電路，用萬用表電阻檔測一下就知道了。對於交流感性負載，電阻比較小，可以測電感值（如用電橋)判斷。

2. 10KV輸電線路繼電保護及自動裝置的課程設計

怎麼聯系你啊 告訴我你的QQ號 我也需要這個東西 一模一樣 你加我 563697399

3. 線路故障指示器原理

1.背景
配電網故障指示器能夠檢測故障電流並根據需要指示其方向，配網自動化主站可以根據故障指示器的動作信息，可以自動定位故障區段，加快故障的定位速度。本文對故障指示器的相關功能與設計要求進行介紹，以期對產品設計以及使用有所幫助。

2.故障指示器類型
故障指示器按照適用線路可以分為架空線路型，電纜線路型， 按照監測故障的方式可以分為外施信號型，暫態和穩態信號檢測型，按照指示方式分為就地指示型和遠傳型，這幾種類型是故障指示器的不同方面劃分的，因此可以組合為架空線路就地指示外施信號型故障指示器。

架空線路型主要用在架空線路上面 ，其頂端有自動卡線機構，可以使用專用的絕緣工具帶電安裝，這種懸掛式故障指示器採用接觸器電流探頭，內置電場感測器測量線路電壓，電壓信號可以用於過流短路故障的輔助判據。

圖1 架空線遠傳型故障指示器
電纜型故障指示器可以卡在電纜線芯上，如下圖所示，與架空線路的不同，電纜線路故障指示器可以接入零序電流互感器，用零序電流電流作為檢測量，檢測接地故障。

圖2 電纜故障指示器
就地指示型故障指示器一般採用指示牌或者燈光方式，下圖是指示牌方式，當前比較主流的是採用LED燈方式，維護人員巡檢可以通過指示牌或者燈光判斷故障指示器是否動作。

圖3 就地指示型故障指示器
遠傳型故障指示器需要有遠傳裝置，如上圖1所示，與故障指示器之間採用無線連接，遠傳裝置匯集三個故障指示器的信號，通過GPRS等方式轉發到配電網自動化主站。遠傳裝置一般採用太陽能電池板或者TA取電方式，並輔以可充電電池作為輔助電源。

外施信號型需要在故障期發生後向系統注入信號，此信號源安裝在變電站接地變的中性點，如果是不接地系統，則安裝在母線上。通過零序電壓信號檢測到接地後，則信號注入裝置投入，信號的特徵如下，此信號在線路，接地點和大地之間形成迴路，接地分支迴路出線至接地故障點之間的所有故障指示器都會檢測到此注入信號，並將信息上傳到配電網自動化主站，主站根據此信息可以判斷出接地點,此種檢測可靠性比較高。

4. 線路阻抗模擬負載x詳解

一、可選配件：
1. 接地故障短路模擬裝置，可模擬單相、三相或任意2相短路故障，可模擬0.7Ω、1Ω、2Ω接地短路故障，模擬相相短路故障、相地短路故障。
2. 接地故障短路模擬裝置，可模擬單相、三相或任意2相短路故障，可模擬0.1Ω---2Ω接地短路故障，模擬相相短路故障、相地短路故障。最大短路電流2300A.

二、主要功能及要求：
1. 50米電纜的正序阻抗技術要求：正序電阻為0.008歐姆，電抗為0.0035歐姆。內置有3路通道，滿足三相電力並網模擬試驗。
2. 50米電纜的零序阻抗技術要求：零序電阻為0.01歐姆，零序電抗為0.005歐姆。內置有1路通道，滿足模擬零線並網模擬試驗。
3. 線路阻抗模擬負載可以模擬在母線運行工作過程不同電纜位置的接地故障。（前半部分0-250米任意可調、後半部分任意可調、中間點接地）。

三、主要功能及要求：
1. 線路阻抗模擬負載可以精確模擬0-500米微網接入電纜的阻抗及感抗，滿足分布式電源實驗檢測需要。
2. 主機面板上具有調節RL阻抗及感抗的開關，根據現場實驗測量需要，可以任意調節。
3. 線路阻抗模擬負載可以在控制台上可以調節RL阻抗及感抗，實現高效率檢測。
4. 內置RL阻抗及感抗是高精度元器件，滿足長時間工作，不會因為溫度升高引發阻抗變動而影響試驗結果。
5. 模擬電纜長度的步進是50米，可以任意遠程切換、快速調節及選擇，無需更換電纜接頭。

四、其它技術說明：
1. 電感、電阻均採用特殊工藝，附加參數低，溫漂極低，長時間工作整個溫度變化范圍內參數變化小於千分之一。
2. 主機內置有A、B共2部分，分別可選按鍵有「直通、50米、100米、150米、200米、250米」共6檔，A、B分別模擬250米。最大模擬500米。同時每相配接地電阻用於模擬對地短路電流（0.7Ω 1Ω和2Ω三檔，每相可單獨載入）。
3. 正序電阻為0.008Ω/50米，電抗為0.0035Ω/50米，零序電阻為0.01Ω/50米，電抗為0.005Ω/50米。
4. 線路阻抗模擬負載可根據實驗的性能參數檢測要求，通過面板按鍵控制任意組合模擬線路長度，控制操作快捷簡單，整機採用電路控制，具有溫度等完善的保護功能。
5. 主機內置的電路解決了客戶關注的抗電流沖擊性，電路參數進一步提高，安全穩定性及可靠性增加。
6. 線路阻抗模擬負載主機在工作時可隨意切換（不用考慮先停機後再載入），用戶在操作過程更簡便直觀。

ACLT-4050通過權威機構鑒定檢測，是國內唯一通過鑒定的高精度試驗裝置。
ACLT-4050已成功應用於中國電力科學研究院、上海電力學院、內蒙電科院等微網系統，是繼電保護程序開發必備的試驗裝備。內蒙電科院連續三次追加采購。

北京群菱能源科技 提供 微網模擬試驗檢測平台，包括：
1、 線路阻抗模擬負載：精確快速模擬0-500米接入電纜的阻抗。
2、 光伏模擬器：模擬光伏組件發電與輸出
3、 柴油機發電模擬器：無需加柴油，無需靜音處理，無需考慮排廢氣。
4、 並網諧波閃爍測量裝置：並網電能質量精確測量。
5、 接地故障模擬裝置：模擬0.1歐—2歐接地故障短路，相相短路，相地短路。
6、 風機發電模擬器：轉速可調，任何風力發電參考唾手可得。
7、 微網集成控制軟體：群菱專利產品，可監測、遠程
8、 交流負荷模擬裝置：一級負荷、二級負荷、三級負荷模擬，各種用電工況模擬。

5. 線路保護測控裝置的保護原理說明

2.1 方向元件2.1.1本裝置的相間方向元件採用90°接線方式，按相起動，各相電流元件僅受表中所示相應方向元件的控制。為消除死區，方向元件帶有記憶功能。 相間方向元件 I U A IA UBC B IB UCA C IC UAB 表1 方向元件的對應關系
本裝置Arg(I/U)=-30°～90°，邊緣稍有模糊，誤差<±5°。
圖1-1 相間方向元件動作區域
2.1.2 本裝置的零序方向元件動作區為Arg(3U0/3I0)=-180°～-120°及120°～180°，3U0為自產，外部3I0端子接線不需倒向。邊緣誤差角度<±5°
圖1-2 零序方向元件動作區域
說明：在現場條件不具備時，方向動作區由軟體保證可以不作校驗，但模擬量相序要作校驗。
2.2 低電壓元件低電壓元件在三個線電壓(Uab、Ubc、Uca)中的任意一個低於低電壓定值時動作，開放被閉鎖保護元件。利用此元件，可以保證裝置在電機反充電等非故障情況下不出現誤動作。
2.3 過電流元件裝置實時計算並進行三段過流判別。為了躲開線路避雷器的放電時間，本裝置中I段也設置了可以獨立整定的延時時間。裝置在執行三段過流判別時，各段判別邏輯一致。裝置在執行三段過流判別時，各段判別邏輯一致，其動作條件如下：
In為n段電流定值，Ia,b,c為相電流
2.4 零序過電流元件零序過電流元件的實現方式基本與過流元件相同，滿足以下條件時出口跳閘：
1)3I0>I0n ；I0n： 接地N段定值
2)T>T0n ；T0n： 接地N段延時定值
3)相應的方向條件滿足（若需要）
本功能通過壓板實現投退,帶方向的選擇由控制字選定，零序三段可設為反時限。
2.5 反時限元件反時限保護元件是動作時限與被保護線路中電流大小自然配合的保護元件，通過平移動作曲線，可以非常方便地實現全線的配合。常見的反時限特性解析式大約分為三類，即標准反時限、非常反時限、極端反時限，本裝置中反時限特性由整定值中反時限指數整定。各反時限特性公式如下：
a.一般反時限(整定范圍是0.007～0.14)
b.非常反時限(整定范圍是0.675～13.5)
c.極端反時限(整定范圍是4～80)
其中： tp為時間系數，范圍是（0.05~1）
Ip為電流基準值
I為故障電流
t為跳閘時間
注意：整定值部分反時限時間為上面表達式中分子的乘積值，單位是秒。
本裝置相間電流及零序電流均帶有定、反時限保護功能，通過設置控制字的相關位可選擇定時限或反時限方式。當選擇反時限方式後，自動退出定時限II、III段過流及II、III段零流元件，相間電流III段和零序電流III段的功能壓板分別變為相間電流反時限及零序電流反時限功能投退壓板。
2.6 充電保護本裝置用作充電保護時（如母聯或分段開關中），只需投入加速壓板、整定加速電流及時間定
值，加速方式由控制字選擇為後加速方式即可實現該功能。斷路器處於分位大於 30 秒後該功能投
入，充電保護功能在斷路器合上後擴展到 3 秒左右。
2.7 加速本裝置的加速迴路包括手合加速及保護加速兩種，加速功能設置了獨立的投退壓板。
本裝置的手合加速迴路不需由外部手動合閘把手的觸點來起動，此舉主要是考慮到目前許多變電站採用綜合自動化系統後，已取消了控制屏，在現場不再安裝手動操作把手，或僅安裝簡易的操作把手。本裝置的不對應啟動重合閘迴路也作了同樣的考慮，詳見後述。
手合加速迴路的啟動條件為：
a) 斷路器在分閘位置的時間超過30秒
b) 斷路器由分閘變為合閘，加速允許時間擴展3秒
保護加速分為前加速或重合後加速方式，可由控制字選擇其中一種加速方式。
本裝置設置了獨立的過流及零流加速段電流定值及相應的時間定值，與傳統保護相比，此種做法使保護配置更趨靈活。本裝置的過流加速段還可選擇帶低電壓閉鎖，但所有加速段均不考慮方向閉鎖。
2.8 三相重合閘本系列所有型號的裝置都設有三相重合閘功能，此功能可由壓板投退。
2.8.1 啟動迴路
a) 保護跳閘啟動
b) 開關位置不對應啟動
在不對應啟動重合閘迴路中，僅利用TWJ觸點監視斷路器位置。考慮許多新設計的變電站，尤其是綜合自動化站，可能沒有手動操作把手，本裝置在設計中注意避免使用手動操作把手的觸點，手跳時利用裝置跳閘板上的STJ動合觸點來實現重合閘的閉鎖。
2.8.2 閉鎖條件
斷路器合位時重合充電時間為15秒；充電過程中重合綠燈發閃光，充電滿後發常綠光，不再閃爍。本系列的裝置設置的重合閘「放電」條件有：
a) 控制迴路斷線後，重合閘延時10秒自動「放電」
b) 彈簧未儲能端子高電位，重合閘延時2秒自動「放電」
c) 閉鎖重合閘端子高電位，重合閘立即「放電」
2.8.3 手動捕捉准同期(選配)
有手合（4x3）或遙合開入量輸入，檢查是否滿足准同期條件，滿足即提前一個導前時間發出合閘令，將開關合上，否則不合閘。母線或線路抽取電壓過低，則不再檢測准同期條件。准同期方式及同期電壓相別選擇同重合閘，可參見整定值。准同期專用出口為備用出口二（4x15-4x16），准同期條件包括：
a)母線與線路抽取電壓差小於整定值。
b)頻率差小於整定值
c)加速度小於整定值
d)導前角度小於整定值，且（母線與線路抽取電壓的夾角－導前角度 ）< 15度
e)斷路器在分閘位置
f)手合或遙合開入量輸入
2.8.4 兩次重合閘（選配）
保護瞬動後一次重合，如果燃弧仍存在，一次重合不成功再次跳開，允許經過一段較長延時等燃弧燒盡後再二次重合。
2.9 低周減載利用這一元件，可以實現分散式的頻率控制，當系統頻率低於整定頻率時，此元件就能自動判定是否切除負荷。
低頻減載功能邏輯中設有一個滑差閉鎖元件以區分故障情況、電機反充電和真正的有功缺額。
考慮低頻減載功能只在穩態時作用，故取AB相間電壓進行計算，試驗時仍需加三相平衡電壓。當此電壓（UAB）低於閉鎖頻率計算電壓時，低周減載元件將自動退出。
說明：現場試驗條件不具備時，該試驗可免做。模擬量正確，則精度由軟體保證。
2.10 低壓解列適用於發電廠和系統間的聯絡線保護，可以實現低壓控制，當系統電壓低於整定電壓時，此元件就能自動判定是否切除負荷。
低壓解列的判據為：
1)三相平衡電壓，U相<UDY
2)dV/dt<V/T
3)T>Tudy
4)負序線電壓<5V
5)本線路有載(負荷電流>0.1In)
本功能通過控制字實現投退,PT斷線時閉鎖低壓保護。
2.11 過負荷元件過負荷元件監視三相的電流，其動作條件為：
1)MAX(IF)>Ifh
2)T>Tgfhgj：告警
3)T>Tgfhtz：跳閘
其中Ifh為過負荷電流定值。
本功能通過壓板實現投退,過負荷告警與跳閘的選擇由控制字選定。
2.12 PT斷線檢測在下面三個條件之一得到滿足的時候，裝置報發「PT斷線」信息並點亮告警燈：
1)三相電壓均小於8V，某相(a或c相)電流大於0.25A，判為三相失壓。
2)三相電壓和大於8V，最小線電壓小於16V，判為兩相或單相PT斷線。
3)三相電壓和大於8V，最大線電壓與最小線電壓差大於16V，判為兩相或單相PT斷線。
裝置在檢測到PT斷線後，可根據控制字選擇，或者退出帶方向元件、電壓元件的各段保護，或者退出方向、電壓元件。PT斷線檢測功能可以通過控制字（KG1.15）投退。
2.13 小電流接地選線小電流接地選跳系統由WDP210D裝置和WDP2000監控主站構成。當系統發生接地時，3U0抬高。當裝置感受到自產3U0有突變且大於10V，即記錄當前的3U0，3I0。與此同時，母線開口三角電壓監視點向主站報送接地信號。主站則在接到接地信號後調取各裝置內記錄的3U0,3I0量，計算後給出接地點策略。
無主站系統時，單裝置接地試跳判據為：合位時3U0大於18V，試跳分位後3U0小於18V，即判為本線路接地。
2.14 數據記錄本裝置具備故障錄波功能。可記錄的模擬量為Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、Ux、Ii0，可記錄的狀態量為斷路器位置、保護跳閘合閘命令。所有數據記錄信息數據存入FLASH RAM中，可被PC機讀取。可記錄的錄波報告為8個以上，每次錄波數據總時間容量為1S，分兩段記錄，動態捕捉並調整記錄時間。可記錄的事件不少於1000次。本裝置除記錄系統擾動數據外，還記錄裝置的操作事件、狀態輸入量變位事件、更改定值事件及裝置告警事件等。
2.15 遙信、遙測、遙控功能 遙控功能主要有三種：正常遙控跳閘操作和合閘操作，接地選線遙控跳閘操作。
遙測量主要有：IAc、(IBc)、ICc、UA、UB、UC、UAB、UBC、UCA、COS￠、P、Q、F 和電度。所有這些量都在當地實時計算，實時累加，三相有功無功的計算消除了由於系統電壓不對稱而產生的誤差，且計算完全不依賴於網路，精度達到 0.5 級。
遙信量主要有：16 路遙信開入、裝置變位遙信及事故遙信，並作事件順序記錄，遙信解析度小於2ms。

6. 設計電纜故障檢測儀

傳統方法：
1.1測量電阻電橋法
1.2低壓脈沖反射法
1.3脈沖電壓取樣法
1.4電纜故障定點的傳統方法
①聲測法
此方法是利用故障點在高壓沖擊時的擊穿放電聲音進行精確的定位。
②聲磁同步法
③音頻感應法
在向電纜施加沖擊直流高壓使電纜故障點放電時,會在電纜周圍產生脈沖磁場。在聲測定點時接收到脈沖磁場信號即可認為放電聲音是電纜故障點發出的。
③音頻感應法
此法一般用於檢測低阻故障。其原理是:用1kHz的音頻信號發生器向待測電纜注入音頻電流,使電纜發出電磁波,在地面上接收電磁場信號,並放大,再送入耳機或指示儀表,根據聲響強弱或指示儀表值的大小來確定故障點的位置。

檢測方法：
2.1電纜故障測距的方法
①實時專家系統
專家系統就是一個具有智能特點的計算機程序,它的智能化主要表現為能夠在特定的領域內模仿人類專家思維來求解復雜問題。因此,專家系統必須包含領域專家的大量知識,擁有類似人類專家思維的推理能力,並能用這些知識來解決實際問題。
②利用因果網對電力系統故障定位。
因果網路中有4類節點狀態、徵兆、假設、起始原因。狀態節點是表達領域中某部分或某功能的狀態,如斷路器跳閘;徵兆節點是表達狀態節點的徵兆,如斷路器跳閘的徵兆是保護動作:假設節點是表達研究系統的診斷假設,如發生線路故障的假設;起始原因節點是表達引起故障的最初原因。各類節點之間可形成對應的基本關系。
③小波變換應用在電纜故障測距中
小波分析是幾個學科共同發展的結晶,這幾個學科是數學、信號處理以及計算機視覺。小波分析在數學上是用小波的原型函數來實現的,其中原型函數可以看成是帶通濾波器,因此小波分析也可以通過濾波器來實現,其關鍵是尋求具有恆定相對帶寬的濾波器組,而這正是信號處理中濾波器組理論的核心內容。
2.2電纜故障定點的新方法
①人工神經網路
人工神經網路(ANN)是以計算機網路系統模擬生物神經網路的智能計算系統。網路上的每個結點相當於一個神經元,經可以記憶(存儲)、處理一定的信息,並與其他結點並行工作。求解一個問題是向人工神經網路的某些結點輸入信息,各結點處理後向其它結點輸出,其它結點接受並處理後再輸出,直到整個神經網工作完畢,輸出最後結果。
②GPS(全球定位系統)行波故障定位
傳統的高壓輸電線路故障定位主要基於阻抗演算法,這種演算法對於高阻接地、多端電源線路、直流輸電線路等情況存在明顯的不適應,通常在實用中其故障定位精度<3%～5%,這對於長線路(>100km)難以滿足尋線要求。
③分布式光纖溫度感測器(FODT)
光纖感測的基本原理是,當光在光纖中傳輸時,光的特性(如振幅,相位,偏振態等)將隨檢測對象的變化而變化。
因此,光從光纖中射出時,光的特性己得到了調制。通過對調制光的檢測,便能感知外界的信息。

7. 模擬線路阻抗試驗負載在技術方面有哪些要求

在技術方面：
1. 電感、電阻均採用特殊工藝，附加參數低，溫漂極低，長時間工作整個溫度變化范圍內參數變化小於千分之一。
2. 模擬線路阻抗試驗負載主機內置有A、B共2部分，分別可選按鍵有「直通、50米、100米、150米、200米、250米」共6檔，A、B分別模擬250米。最大模擬500米。同時每相配接地電阻用於模擬對地短路電流（0.7Ω 1Ω和2Ω三檔，每相可單獨載入）。
3. 正序電阻為0.008Ω/50米，電抗為0.0035Ω/50米，零序電阻為0.01Ω/50米，電抗為0.005Ω/50米。
4. 模擬線路阻抗試驗負載可根據實驗的性能參數檢測要求，通過面板按鍵控制任意組合模擬線路長度，控制操作快捷簡單，整機採用電路控制，具有溫度等完善的保護功能。
5. 主機內置的電路解決了客戶關注的抗電流沖擊性，電路參數進一步提高，安全穩定性及可靠性增加。
6. 模擬線路阻抗試驗負載主機在工作時可隨意切換（不用考慮先停機後再載入），用戶在操作過程更簡便直觀。

ACLT-4050通過權威機構鑒定檢測，是國內唯一通過鑒定的高精度試驗裝置。
ACLT-4050已成功應用於中國電力科學研究院、上海電力學院、內蒙電科院等微網系統，是繼電保護程序開發必備的試驗裝備。內蒙電科院連續三次追加采購。

北京群菱能源科技 提供 微網模擬試驗檢測平台，包括：
1、 線路阻抗模擬負載：精確快速模擬0-500米接入電纜的阻抗。
2、 接地故障模擬裝置：模擬0.1歐—2歐接地故障短路，相相短路，相地短路。
3、 風機發電模擬器：轉速可調，任何風力發電參考唾手可得。
4、 柴油機發電模擬器：無需加柴油，無需靜音處理，無需考慮排廢氣。
5、 微網集成控制軟體：群菱專利產品，可監測、遠程
6、 光伏模擬器：模擬光伏組件發電與輸出
7、 交流負荷模擬裝置：一級負荷、二級負荷、三級負荷模擬，各種用電工況模擬。
8、 並網諧波閃爍測量裝置：並網電能質量精確測量。