低压模拟试验台的构成及应用分析

低压模拟试验台采用0.4kV低压配电线路模拟10kV中压配电线路，采用接触器及分合闸控制电路模拟中压配电开关及其控制回路，采用适当阻值功率电阻模拟配电负荷，采用在各个馈线区段分别通过相应按钮控制接入一个低值大功率电阻连接相线与地线的方法模拟故障现象（压下按钮后立即松开，则该电阻投入后又立即断开，可用来模拟瞬时性故障；压下按钮后保持一段时间，则该电阻投入并保持一定时间，可用来模拟永久性故障）[30]。测试时在实验室将配电自动化系统主站、子站、终端和通信系统连接调试完毕，并将配电终端与接触器的控制回路、电流互感器和状态接点连接，就可测试配电自动化系统的故障处理性能。

一个典型低压模拟试验台的构成如图4-1所示，它模拟的中压配电网由3条馈线组成。馈线Ⅰ包括：L10、L11、L12、WL10、WL11五个模拟开关；馈线Ⅱ包括：L20、L21、L22三个模拟开关；馈线Ⅲ包括：L30、L31、L32三个模拟开关；L13、L23、L33为模拟的联络开关。该低压模拟试验台共模拟了14台开关。

图4-1　一个典型低压模拟试验台

1.模拟单元主回路

该低压模拟试验台由各个模拟单元相互连接来构成，每个模拟单元如图4-2所示。

图4-2　模拟单元主回路电路图

图4-2中KJ1为交流接触器的主触点，用来模拟中压开关；RL为配电负荷模拟电阻；RSG为故障模拟电阻；SSG为故障模拟按钮，按下故障按钮SSG，会使故障模拟电阻连接相线和地线产生故障电流，松开SSG可使故障电流消失。RSG的大小按事故电流ISG的大小需要选择，为了与负荷电流显著区别，一般RSG小于20RL。按下故障按钮后立即松开，可模拟瞬时性故障；压下按钮后保持一段时间，可模拟永久性故障。图4-2中“a、b”端为模拟单元的首端，c、d端为模拟单元的末端，各模拟单元首末相连即可形成馈线，多个馈线的最末单元的c、d端连接即可形成馈线的互联。各馈线的首级单元的a、b端需接入交流220V电源（L表示相线，N表示零线）。

图4-2中还示意出了模拟单元与配电终端电压、电流测量回路、保护回路接口。Fu1、b端和Fu2、b端为配电终端电压测量回路输入端，并联于配电终端两个电压互感器回路里，分别测量用来模拟中压开关断口（交流接触器主触点KJ1）两侧的电压；“FI1、FI2”端为配电终端电流测量回路和保护回路输入端，串联于配电终端测量电流互感器和保护电流互感器回路里（在配电终端内部测量电流互感器输出端与保护电流互感器输入端短接，形成测量电流互感器和保护电流互感器回路串联），测量模拟中压开关下游电流。

2.模拟单元控制回路(www.xing528.com)

采用交流接触器模拟中压开关控制回路的原理如图4-3所示。

图4-3　模拟单元控制回路

图4-3中KJ为交流接触器，其主触点KJ1用来模拟中压开关的断口，其辅助接点KJ2、KJ3用于辅助控制接点，KJ4用作开关位置输出接点；KF为分闸继电器，KF1为分闸继电器辅助接点，K1、K2为手动合、分闸按钮。各模拟单元控制电源“KL、KN”需接入交流220V电源。

按下合闸按钮，合闸回路得电KJ接触器工作，自保持辅助接点KJ2闭合，模拟中压开关合闸，合闸指示灯（红）亮（KJ3辅助接点常开变常闭，常闭变常开）。按下分闸按钮，分闸回路得电KF分闸继电器工作，接于合闸回路的KF1辅助接点断开，合闸回路断电KJ接触器停止工作，自保持辅助接点KJ2断开，模拟中压开关分闸，分闸指示灯（绿）亮（KJ3辅助接点恢复）。

图4-3中还示意出了模拟单元与配电终端控制回路接口。FH、FT、FG为模拟单元控制回路输入端，FH遥控合闸输入端接于配电终端遥控合闸输出端，FT遥控分闸输入端接于配电终端遥控分闸输出端，FG为遥控公共端接于配电终端遥控分合闸公共端，FKH、FKT为配电终端内部遥控输出合闸继电器常开接点和分闸继电器常开接点。

当配电终端得到合闸命令，配电终端内部遥控合闸输出继电器工作，FKH接点闭合，模拟单元合闸回路得电，模拟中压开关合闸。当配电终端得到分闸命令，配电终端内部遥控分闸输出继电器工作，FKT接点闭合，模拟单元分闸回路得电，模拟中压开关分闸。

模拟单元与配电终端配合可模拟各种类型开关，若配电终端投入本地保护则可模拟断路器，若不投入本地保护，则可模拟负荷开关。一般模拟变电站10kV出线断路器的模拟单元要具备本地保护跳闸功能，即与其配合的配电终端保护功能投入，其余馈线开关可模拟为负荷开关。

配电终端在检测到馈线段过流后，保护功能投入的可发出跳闸信号，保护功能未投入的则不发出跳闸信号，不论保护功能投入与否配电终端在检测到馈线段过流后都会上传过流信息。

当模拟馈线段出现故障后，模拟馈线段出线开关模拟单元被设置为断路器则立即跳闸，短路点上游各分段开关模拟单元被设置为负荷开关则不跳闸，所有开关过流信息通过配电终端上传。

利用该试验台可以模拟产生闭环或开环配电网瞬时性或永久性故障的现象，对配电自动化系统的故障处理性能进行测试。