[發明專利]繼電保護測試及仿真控制裝置

有效

• 申請號: 201410335729.4
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104101804B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 陳宏;歐陽帆;張亮峰;趙永生;梁文武;洪權;劉海峰;李輝
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖南省電力公司;國網湖南省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 趙洪,譚武藝

技術領域

本發明涉及電力系統的測試技術領域，具體涉及一種繼電保護測試及仿真控制裝置。

背景技術

智能變電站是為了支撐大電網發展戰略、實現大區域電網協調智能控制目標的一種新型變電站，其基于IEC61850標準實現功能設計，采用三層兩網結構、一二次設備集成化、二次系統網絡化，在技術上比傳統變電站有很大改進。正由于智能變電站的上述技術變化，帶來了設備分散布置和信息數字化的新情況：按照設計要求，智能變電站將間隔層保護單元安裝于保護室，過程層采樣單元和控制單元位于就地的一次設備旁，兩者之間通過光纖連接；電流、電壓互感器以及開關設備等采集單元獲得的模擬量與開關量的信息傳輸方式轉變為光纖網絡傳輸方式，利用光纖將各種采樣值和狀態數字信號輸送給相關保護測控設備，電流和電壓二次回路被縮短或取消。因此，在同一保護屏柜前加量并觀察結果的傳統檢修試驗方法和裝置不適用于智能變電站的新情況。

目前常采用的方法是在保護單元屏柜前用數字化繼電保護測試裝置施加數字化采樣量和開關量進行單體功能測試；在一次設備旁的過程層智能單元前用傳統繼電保護測試儀施加符合互感器輸出的二次模擬量和電氣開關量進行保護整組傳動測試；在多個間隔的一次設備旁的過程層智能單元前用多臺帶GPS同步功能的傳統繼電保護測試儀施加符合互感器輸出二次的模擬量和電氣開關量進行多間隔的保護聯動測試，例如對主變、母線等需要多個間隔電氣量的差動保護的測試。原先1個環節就能覆蓋的測試現在需要2～3個環節嵌套配合完成，造成測試環節增多，時間拉長，難度加大。隨著智能變電站建設數量增加，如何完善地、高效地開展智能變電站檢驗工作，成為亟待解決的普遍性難題。

同時，針對智能變電站繼電保護分布式設計，一種分布式繼電保護仿真測試方法及系統被提出。這種系統適應智能變電站的分布式設計，分為主機、一至多臺終端和放大器，主機與終端之間通過網絡連接，終端再通過放大器接入繼電保護系統，可實現單間隔、多間隔繼電保護的功能測試和整組聯動測試；系統應用了電力系統實時仿真技術，通過在主機建立和運行電氣模型并由終端執行，可以模擬電力系統穩態和暫態的運行情況，實現對被測繼電保護系統的閉環測試。這種分布式繼電保護仿真測試系統在例如智能變電站的分布式繼電保護系統測試工作中效率較高，但由于組成設備較多，系統還有進一步完善和改進的空間。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對現有技術的上述技術問題，提供一種集成整合了繼電保護測試與仿真控制功能，既滿足單一繼電保護對象的測試工作的功能需要，又能滿足和優化分布式繼電保護仿真測試的功能需要，優化了分布式繼電保護系統仿真測試系統配置，也提高了智能變電站測試設備利用率的繼電保護測試及仿真控制裝置。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種繼電保護測試及仿真控制裝置，包括繼電保護控制模塊、仿真控制模塊、切換開關、功率放大模塊、開關量輸入輸出模塊和電源模塊，所述繼電保護控制模塊為用于完成繼電保護系統繼電保護測試的控制電路，所述仿真控制模塊為用于完成繼電保護系統仿真的控制電路，所述繼電保護控制模塊連接有用于與上位機電腦相連的第一數據端口，所述仿真控制模塊連接有用于與仿真主機相連的第二數據端口，所述切換開關包括兩組開關通路，所述功率放大模塊、開關量輸入輸出模塊分別與被測試或仿真的繼電保護系統相連，所述功率放大模塊、開關量輸入輸出模塊分別通過切換開關的一組開關通路與繼電保護控制模塊相連、通過切換開關的另一組開關通路與仿真控制模塊相連，所述電源模塊分別與繼電保護控制模塊、仿真控制模塊、功率放大模塊、開關量輸入輸出模塊相連；所述功率放大模塊為允許接收模擬量小信號并轉換放大為符合被測系統標準的大功率電流信號或大功率電壓信號的功率放大電路，用于接收來自繼電保護控制模塊 或者仿真控制模塊 發出的模擬量小信號，經過放大處理后發出的大功率電流和電壓信號接入被測試或仿真的繼電保護系統；所述開關量輸入輸出模塊為電氣開關量的信號隔離和傳送電路，用于接收被測繼電保護系統發出的開入量開關信號，并將接收到的開入量信號發送給繼電保護控制模塊 或者仿真控制模塊，以及接收繼電保護控制模塊或者仿真控制模塊的開出量控制信號并以開出量開關信號發出給被測試或仿真的繼電保護系統。