[實(shí)用新型]多功能繼電保護(hù)測(cè)試仿真裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020195877.8
• 申請(qǐng)日: 2010-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN201654154U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施玉祥;沈鼎申;張振軍;孫軍;盛立健;童駿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種測(cè)試裝置，尤其是涉及一種多功能繼電保護(hù)測(cè)試仿真裝置。

背景技術(shù)

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性也日趨重要。如何有效和完整地測(cè)試保護(hù)裝置的功能特性是繼電保護(hù)工程師在現(xiàn)場(chǎng)必然會(huì)遇到的問題，經(jīng)過大量的實(shí)踐人們逐漸認(rèn)識(shí)到數(shù)字仿真技術(shù)是解決這一問題的良好手段。IEEE電力系統(tǒng)繼電保護(hù)專委會(huì)的一個(gè)工作組發(fā)表的一份專業(yè)報(bào)告闡述了繼電保護(hù)測(cè)試的數(shù)字仿真性能要求，強(qiáng)調(diào)了繼電保護(hù)測(cè)試將從常規(guī)的穩(wěn)態(tài)測(cè)試過渡到實(shí)時(shí)數(shù)字仿真測(cè)試的重要性。實(shí)時(shí)數(shù)字仿真技術(shù)用于繼電保護(hù)裝置全面、完整、真正閉環(huán)的測(cè)試將是一種發(fā)展趨勢(shì)，越來越得到眾多繼電保護(hù)工程師的認(rèn)同。

電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真是一門綜合電力系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、數(shù)字仿真和自動(dòng)控制的高新技術(shù)。數(shù)字仿真利用計(jì)算機(jī)技術(shù)研究原型的各個(gè)參數(shù)變化對(duì)過程的影響，可以很方便地設(shè)置參數(shù)，改變程序中的數(shù)據(jù)可以很方便地改變仿真的電力系統(tǒng)模型，不同的電力系統(tǒng)故障可以通過程序加載到仿真裝置，開發(fā)不同模型的軟件就可以提供不同的測(cè)試環(huán)境。與以真實(shí)物理原型如發(fā)電機(jī)、線路、負(fù)荷為研究對(duì)象的物理模擬相比，數(shù)字仿真投資小，功耗低，占用的場(chǎng)地小，試驗(yàn)重復(fù)性好，自動(dòng)化程度高，有較強(qiáng)的靈活性和可擴(kuò)充性。實(shí)踐證明，由于其優(yōu)越的性價(jià)比，實(shí)時(shí)數(shù)字仿真裝置不失為建立繼電保護(hù)閉環(huán)試驗(yàn)環(huán)境的有效工具。

現(xiàn)有仿真裝置能完成對(duì)不同功能的各種類型的繼電器(如電流繼電器、電壓繼電器、頻率繼電器、時(shí)間繼電器、功率方向繼電器、差動(dòng)繼電器等)及單相接地、相間短路等故障的模擬試驗(yàn)。裝置對(duì)500kV以下電壓等級(jí)的機(jī)電型、整流型、晶體管型、集成電路型、微機(jī)型保護(hù)均適用。仿真裝置可真實(shí)模擬各種故障類型及進(jìn)行整組試驗(yàn)，輸出電壓、電流可疊加多次諧波(最大50次，4種波形)，開關(guān)量輸入可測(cè)量時(shí)間間隔，具備手動(dòng)試驗(yàn)和自動(dòng)試驗(yàn)功能，裝置能夠進(jìn)行反時(shí)限繼電器的模擬保護(hù)試驗(yàn)，可精確測(cè)量出繼電器的電流，以及在該電流下的動(dòng)作時(shí)間。

現(xiàn)有仿真裝置內(nèi)部采用先進(jìn)的原理構(gòu)成任意波形信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生的波形失真小，對(duì)平滑濾波器的要求很低，可以避免一系列問題(如同類產(chǎn)品的操作不一致性、暫態(tài)特性、幅頻特性、相頻特性等)；輸出幅值可緩慢變化亦可突變；電流和電壓放大器均采用直接放大方式，可以真實(shí)地仿真系統(tǒng)故障時(shí)的暫態(tài)過程；正弦波信號(hào)頻率的分辨率為0.0003Hz，可以對(duì)頻率繼電器進(jìn)行精確調(diào)試，特別是能進(jìn)行df/t、du/dt、di/dt等試驗(yàn)。

現(xiàn)有仿真裝置具有令人滿意的仿真精度、使用方便的用戶界面及實(shí)用的測(cè)試功能。但這樣的仿真裝置體積較大，一套仿真裝置有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)柜(含有4套電壓電流放大器)，因此盡管仿真裝置為繼電保護(hù)廠家提供了較強(qiáng)的閉環(huán)試驗(yàn)功能，可是由于體積的原因限制了它的使用范圍。同時(shí)裝置內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)采用多塊控制電路板，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性不高，維修十分不便。

現(xiàn)有的仿真裝置由于較少的每周波輸出點(diǎn)數(shù)需要加上濾波處理因而影響整個(gè)試驗(yàn)裝置的暫態(tài)特性、幅頻特性和相頻特性，不能正確反映出故障暫態(tài)的真實(shí)情況，現(xiàn)有裝置內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)采用多塊控制電路板，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修不便，現(xiàn)有裝置配套使用的電壓和電流功率放大器的輸出精度不高，直流放大功能的頻帶窄，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)有時(shí)候帶載能力也不能滿足現(xiàn)場(chǎng)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是通過增加每周波輸出點(diǎn)數(shù)來改善裝置的整體暫態(tài)性能。在硬件結(jié)構(gòu)上使用高速DSP處理系統(tǒng)代替以前復(fù)雜繁瑣的控制電路，優(yōu)化結(jié)構(gòu)的同時(shí)大大提升裝置的運(yùn)行速度和精度。通過改變放大器的輸出方式提供更高的性能指標(biāo)。將數(shù)字仿真的概念引入到電力系統(tǒng)仿真測(cè)試中，與以前分別對(duì)電力系統(tǒng)保護(hù)裝置進(jìn)行單項(xiàng)或開環(huán)測(cè)試不同，它運(yùn)用數(shù)字仿真技術(shù)實(shí)時(shí)模擬整個(gè)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性，可以使試驗(yàn)裝置的測(cè)試更貼近實(shí)際環(huán)境，能夠大大提高電力系統(tǒng)技術(shù)人員的測(cè)試水平和工作效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

多功能繼電保護(hù)測(cè)試仿真裝置，包括工控機(jī)，信號(hào)轉(zhuǎn)接板、信號(hào)輸出板1、信號(hào)輸出板2、M側(cè)功率放大器、N側(cè)功率放大器、開關(guān)量輸出板、M側(cè)模擬斷路器、N側(cè)模擬斷路器，還包括DSP處理系統(tǒng)，其中，工控機(jī)與DSP處理系統(tǒng)相連接，DSP處理系統(tǒng)與信號(hào)轉(zhuǎn)接板和開關(guān)量輸出板相連接，信號(hào)輸出板包括信號(hào)輸出板1和信號(hào)輸出板2，信號(hào)輸出板1與M側(cè)功率放大器相連接、信號(hào)輸出板2與N側(cè)功率放大器相連接；開關(guān)量輸出板連接到M側(cè)模擬斷路器和N側(cè)模擬斷路器。