一種智能變電站中選相合閘控制器測試系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能變電站中選相合閘控制器測試系統(tǒng)及方法，測試系統(tǒng)包括模擬量輸出單元，合并單元，被測設(shè)備和錄波器，模擬量輸出單元用于提供模擬量輸出；合并單元用于采集模擬量信息，并將采集的模擬量信息發(fā)給被測設(shè)備；被測設(shè)備包含選相合閘控制器和出口繼電器，用來選相合閘控制，根據(jù)接收到的合并單元發(fā)送的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)出口繼電器觸點(diǎn)閉合；錄波器能夠?qū)δM量和數(shù)字量錄波并存儲(chǔ)。本發(fā)明的測試方法通過查看對比錄波器所錄的波形既能找出出口繼電器觸點(diǎn)閉合時(shí)間和三相正弦波信號過零點(diǎn)時(shí)間，計(jì)算出口繼電器觸點(diǎn)閉合時(shí)間和三相正弦波信號過零點(diǎn)時(shí)間的差值，得出選相合閘的精度，又能校正該選相合閘控制器測試系統(tǒng)的誤差。
【專利說明】一種智能變電站中選相合閘控制器測試系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)變電站自動(dòng)化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種智能變電站中選相合閘控制器測試系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)設(shè)備分合閘操作時(shí)，系統(tǒng)電壓和電流的初相角通常都是隨機(jī)的，尤其在關(guān)合空載變壓器、電容器組、并聯(lián)電抗器和空載線路時(shí)，常常產(chǎn)生幅值很高的涌流和過電壓，不僅對開關(guān)設(shè)備本身產(chǎn)生危害，還會(huì)引起繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)，影響繼電保護(hù)的動(dòng)作行為以及斷路器的電氣壽命等，甚至危及電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。
[0003]國外在20世紀(jì)90年代即提出選相合閘的方法。隨著開關(guān)制造技術(shù)提高，開關(guān)設(shè)備合閘時(shí)間離散性減小，我國在500KV換流站也使用了選相合閘技術(shù)，其目的是解決換流站500KV交流濾波器、無功補(bǔ)償電器中電容元件故障偏高的問題。選相合閘技術(shù)能夠大大降低開關(guān)設(shè)備在合閘操作過程中的過電流和過電壓，從而提高了電力設(shè)備的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0004]選相合閘控制器用做開關(guān)設(shè)備的合閘相位控制，還是一種智能型開關(guān)分、合閘控制技術(shù)。對線路斷路器，選擇恰當(dāng)?shù)臄嗦菲骱祥l相位，可以降低空載長線路充電引起的合閘暫態(tài)過電壓；對控制無功補(bǔ)償電容器、濾波器投切的斷路器，控制斷路器合閘相位可以減小合閘對電力電容器造成的涌流沖擊，從而減小乃至消除相關(guān)的電磁沖擊效應(yīng)。
[0005]目前還沒有可以對選相合閘控制器性能進(jìn)行測試的儀器。由于斷路器合閘后時(shí)間可能受環(huán)境、操作電壓大小、出口繼電器的離散型等原因的影響，選相合閘控制器需要對這些影響進(jìn)行補(bǔ)償，為檢查選相合閘控制器是否具備需要的出口繼電器離散性補(bǔ)償、電壓補(bǔ)償功能，需要專門的測試系統(tǒng)或設(shè)備對其進(jìn)行測試。此外，也需要能檢測測試選相合閘控制器系統(tǒng)或設(shè)備的儀器，以便檢測測試產(chǎn)品是否達(dá)到所要求的技術(shù)功能和性能。
[0006]目前未見能用作選相合閘控制器性能測試的專用測試系統(tǒng)或儀器，也未見對測試選相合閘控制器性能的測試系統(tǒng)或設(shè)備進(jìn)行檢測的系統(tǒng)或設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種智能變電站中選相合閘控制器測試系統(tǒng)，以測試選相合閘控制器的合閘精度和離散度，并顯示測試結(jié)果信息，同時(shí)提供一種使用該測試系統(tǒng)的測試方法。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明智能變電站中選相合閘控制器測試系統(tǒng)所采用的技術(shù)方案是:一種智能變電站中選相合閘控制器測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0009]模擬量輸出單元，用于提供模擬量輸出；
[0010]合并單元，用于采集模擬量信息，并將采集的模擬量信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信息發(fā)給被測設(shè)備；
[0011]被測設(shè)備，包含選相合閘控制器和出口繼電器，用來選相合閘控制，根據(jù)接收到的合并單元發(fā)送的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)出口繼電器觸點(diǎn)閉合；
[0012]錄波器，能夠?qū)δM量和數(shù)字量錄波并存儲(chǔ)。
[0013]所述合并單元具有U1、U2兩組輸入通道和一個(gè)SV輸出接口，Ul和U2通道均包括對應(yīng)于三相電壓輸入的3個(gè)子通道，并均分別對應(yīng)連接模擬量輸出單元的三相輸出電壓；所述U2通道與模擬量輸出單元的連接線上串有被測設(shè)備的出口繼電器。
[0014]所述錄波器至少包括3個(gè)輸入通道CHL1、CHL2和CHL3，每個(gè)輸入通道均具有三個(gè)子通道，CHLl的三個(gè)子通道分別對應(yīng)連接模擬量輸出單元的三相輸出電壓；CHL2的三個(gè)子通道分別對應(yīng)連接合并單元的U2通道的3個(gè)子通道；CHL3連接合并單元的SV輸出接口。
[0015]所述模擬量輸出單元為合并單元的Ul通道、U2通道和示波器的CHLl通道提供同一個(gè)模擬量輸入源。
[0016]所述模擬量輸出單兀輸出頻率為50Hz的三相正弦波電壓，每相電壓之間相差120。。
[0017]合并單元的兩組輸入通道采集模擬量信息并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，按照IEC61850-9標(biāo)準(zhǔn)，將多路采樣數(shù)據(jù)合并并打包成SV以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送給被測設(shè)備。
[0018]所述被測設(shè)備的出口繼電器為常開觸點(diǎn)。
[0019]本發(fā)明智能變電站中選相合閘控制器測試方法的技術(shù)方案如下:一種智能變電站中選相合閘控制器測試方法，該方法所利用的測試系統(tǒng)包括模擬量輸出單元，被測設(shè)備，合并單元和錄波器，模擬量輸出單元同時(shí)連接到錄波器CHLl通道和合并單元U1、U2通道上，被測設(shè)備包含選相合閘控制器和出口繼電器，將出口繼電器觸點(diǎn)串聯(lián)在合并單元U2通道與模擬量輸出單元的連線上；合并單元的U2通道與錄波器的CHL2通道連接；合并單元的SV輸出接口同時(shí)與被測設(shè)備和錄波器的CHL3連接；該測試方法包括如下步驟:
[0020](I)打開模擬量輸出單兀輸出三相交流正弦波電壓信號；打開錄波器進(jìn)行錄波；
[0021](2)被測設(shè)備接收到選相合閘命令后，驅(qū)動(dòng)出口繼電器觸點(diǎn)閉合，合并單元采集模擬量數(shù)據(jù)，并將采集的模擬量信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信息發(fā)給被測設(shè)備；
[0022](3)根據(jù)錄波器所錄的波形判斷被測選相合閘控制器選相合閘的精度。
[0023]通過查看CHL3通道波形找出出口繼電器觸點(diǎn)閉合時(shí)間和三相正弦波信號過零點(diǎn)時(shí)間，計(jì)算出口繼電器觸點(diǎn)閉合時(shí)間和三相正弦波信號過零點(diǎn)時(shí)間的差值，得出選相合閘的精度。
[0024]通過查看對比CHLl通道波形和CHL3的通道波形，校正CHL3通道的模/數(shù)轉(zhuǎn)換誤差，提高測試系統(tǒng)的精度；通過查看對比CHL2通道波形和CHL3的通道波形，校正CHL3通道的過零點(diǎn)波形數(shù)字化誤差，提高測試選相合閘的精度。
[0025]本發(fā)明的智能變電站中選相合閘控制器測試系統(tǒng)及方法用于對智能變電站中選相合閘控制器進(jìn)行測試，并顯示測試結(jié)果信息，通過查看對比錄波器所錄的波形，既能找出出口繼電器觸點(diǎn)閉合時(shí)間和三相正弦波信號過零點(diǎn)時(shí)間，計(jì)算出口繼電器觸點(diǎn)閉合時(shí)間和三相正弦波信號過零點(diǎn)時(shí)間的差值，得出選相合閘的精度，又能校正該選相合閘控制器測試系統(tǒng)的誤差，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。該測試方法能夠，使合閘時(shí)間更加精確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明測試系統(tǒng)原理圖；
[0027]圖2是本發(fā)明的錄波器4 CHL3錄波結(jié)果顯示圖；
[0028]圖3是本發(fā)明的錄波器4 CHLl錄波結(jié)果顯示圖；
[0029]圖4是本發(fā)明的錄波器4 CHL2錄波結(jié)果顯示圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步介紹。
[0031]如圖1所示為本發(fā)明智能變電站中選相合閘控制器測試系統(tǒng)實(shí)施例的原理圖，由圖可知，該系統(tǒng)包括:模擬量輸出單元，合并單元，被測設(shè)備和錄波器等，其中，模擬量輸出單元，用于提供模擬量輸出，包括交流量和直流量；合并單元，用于采集模擬量信息，并將采集的模擬量信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信息發(fā)給被測設(shè)備；被測設(shè)備，包含選相合閘控制器和出口繼電器，用來選相合閘控制，接收合并單元發(fā)送的數(shù)據(jù)、收發(fā)GOOSE命令，通過對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，計(jì)算出合適的合閘相位，并在特定的時(shí)間內(nèi)發(fā)送，驅(qū)動(dòng)出口繼電器觸點(diǎn)閉合；錄波器，能夠?qū)δM量和數(shù)字量錄波并存儲(chǔ)，具有用戶界面顯示功能。其中，模擬量輸出單元連接錄波器的CHLl通道和合并單元的U1、U2通道；合并單元的SV輸出接口連接到被測設(shè)備的SV接收口和錄波器的CHL3通道；被測設(shè)備的出口繼電器觸點(diǎn)串聯(lián)在合并單元U2通道與模擬量輸出單元的連線上。
[0032]如圖1所示，本實(shí)施例的合并單元具有Ul、U2兩組輸入通道和一個(gè)SV輸出接口，Ul通道包括三個(gè)子通道，即U1A、U1B、UlC三相電壓輸入通道，分別對應(yīng)連接模擬量輸出單元的A相輸出電壓UA、B相輸出電壓UB和C相輸出電壓UC ；U2通道包括U2A、U2B、U2C三相電壓輸入通道，分別對應(yīng)連接模擬量輸出單兀的A相輸出電壓UA、B相輸出電壓UB和C相輸出電壓UC。
[0033]合并單元的兩組輸入通道采集模擬量信息并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，按照IEC61850-9標(biāo)準(zhǔn)，將多路采樣數(shù)據(jù)合并并打包成SV以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送給被測設(shè)備。
[0034]另外，合并單元的U2通道與模擬量輸出單元的連接線上串有被測設(shè)備的出口繼電器，被測設(shè)備的出口繼電器為常開觸點(diǎn)，三相分別對應(yīng)A相出口繼電器、B相出口繼電器和C相出口繼電器，A相出口繼電器串聯(lián)在合并單元U2A通道與模擬量輸出單元A相電壓的連接線上、B相出口繼電器串聯(lián)在合并單元U2B通道與模擬量輸出單元B相電壓的連接線上，C相出口繼電器串聯(lián)在合并單元U2C通道與模擬量輸出單元C相電壓的連接線上。
[0035]錄波器包括3個(gè)輸入通道CHLl、CHL2和CHL3，每個(gè)輸入通道均具有三個(gè)子通道，CHLl的三個(gè)子通道CHL1A、CHLlB和CHLlC分別對應(yīng)連接模擬量輸出單元的三相輸出電壓UA、UB和UC ；CHL2的三個(gè)子通道CHL2A、CHL2B和CHL2C分別對應(yīng)連接合并單元的U2通道的3個(gè)子通道U2A、U2B和U2C ；CHL3連接合并單元的SV輸出接口。也即，錄波器的CHLl和CHL2通道連接模擬量，進(jìn)行模擬量錄波和存儲(chǔ)；錄波器的CHL3連接數(shù)字量通道，進(jìn)行數(shù)字量錄波。
[0036]模擬量輸出單元為合并單元的Ul通道、U2通道和示波器的CHLl通道提供同一個(gè)模擬量輸入源；模擬量輸出單兀輸出頻率為50Hz的三相正弦波電壓,每相電壓之間相差120。。
[0037]本發(fā)明還提供了一種智能變電站中選相合閘控制器測試方法，該方法所利用的測試系統(tǒng)包括模擬量輸出單元，被測設(shè)備，合并單元和錄波器，模擬量輸出單元同時(shí)連接到錄波器CHLl通道和合并單元U1、U2通道上，被測設(shè)備包含選相合閘控制器和出口繼電器，將出口繼電器觸點(diǎn)串聯(lián)在合并單元U2通道與模擬量輸出單元的連線上；合并單元的U2通道與錄波器的CHL2通道連接；合并單元的SV輸出接口同時(shí)與被測設(shè)備和錄波器的CHL3連接；該測試方法包括如下步驟:
[0038](I)打開模擬量輸出單兀輸出三相交流正弦波電壓信號，該輸出電壓為57.74V,頻率為50Hz ;配置合并單元的SV發(fā)送數(shù)據(jù)，使其與被測設(shè)備的SV接收配置保持一致；打開錄波器，設(shè)置CHLl和CHL2為模擬量錄波并存儲(chǔ)，設(shè)置CHL3為數(shù)字量錄波并存儲(chǔ)，點(diǎn)開始鍵，開始錄波；
[0039](2)被測設(shè)備接收到選相合閘命令后，驅(qū)動(dòng)出口繼電器觸點(diǎn)閉合，合并單元的U2通道與模擬量輸出單元連接線導(dǎo)通，U2通道開始采集模擬量數(shù)據(jù)，經(jīng)合并單元處理并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信息后打包成SV以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，發(fā)送給被測設(shè)備，此時(shí)的SV數(shù)據(jù)包括合并單元的Ul通道數(shù)據(jù)和U2通道數(shù)據(jù)；
[0040](3)查看錄波器所錄的波形，根據(jù)錄波器所錄的波形判斷被測選相合閘控制器選相合閘的精度。
[0041]錄波器CHLl所錄波形是模擬量輸出單元直接輸出的模擬量，相當(dāng)于合并單元的Ul通道采集的是從錄波器開始錄波后的模擬量輸出單元數(shù)據(jù)，即A、B、C三相交流電壓，如圖2所示；錄波器CHL2所錄波形是以出口繼電器觸點(diǎn)開始閉合時(shí)開始(即合閘時(shí)間)的模擬量波形，又稱過零點(diǎn)波形，也相當(dāng)于U2通道采集的是被測設(shè)備的出口繼電器閉合后模擬量輸出單元數(shù)據(jù)，即A、B、C三相的過零點(diǎn)電壓，如圖3所示；合并單元的CHL3所錄波形是經(jīng)合并單元處理過的數(shù)字化波形，包括Ul和U2通道共6組波形，其中Ul通道的U1A、UlB和UlC是數(shù)字化的CHLl波形，U2通道的U2A、U2B和U2C是數(shù)字化的CHL2波形，如圖4所示。
[0042]如圖4所示，通過對比查看CHL3通道波形(合并單元的Ul通道和U2通道數(shù)據(jù))，可查找出出口繼電器觸點(diǎn)閉合的時(shí)間和三相正弦波信號過零點(diǎn)時(shí)間，計(jì)算出口繼電器觸點(diǎn)閉合時(shí)間和三相正弦波信號過零點(diǎn)時(shí)間的差值，得出選相合閘的精度。
[0043]通過對比圖2和圖4，即查看對比錄波器CHLl通道波形(模擬量輸出單元直接輸出的模擬量)和CHL3的1、2、3通道波形(模擬量輸出單元直接輸出的模擬量經(jīng)合并單元數(shù)字化的波形)，可驗(yàn)證合并單元Ul通道采集的數(shù)據(jù)有無畸變和延時(shí)，校正錄波器CHL3通道源電壓數(shù)據(jù)波形，即模/數(shù)轉(zhuǎn)換誤差，提高測試系統(tǒng)的精度；通過對比圖3和圖4，即查看對比CHL2通道波形(過零點(diǎn)波形)和CHL3的4、5、6通道波形(模擬量輸出單元直接輸出的模擬量經(jīng)合并單元數(shù)字化的波形)，可驗(yàn)證合并單元U2通道采集的數(shù)據(jù)有無畸變和延時(shí)，校正錄波器CHL3通道的過零點(diǎn)電壓數(shù)據(jù)波形，即過零點(diǎn)波形數(shù)字化誤差，提高測試選相合閘的精度。
[0044]以上實(shí)施例僅用于幫助理解本發(fā)明的核心思想，不能以此限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，凡是依據(jù)本發(fā)明的思想，對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，在【具體實(shí)施方式】及范圍上所做的改動(dòng)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能變電站中選相合閘控制器測試系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 模擬量輸出單元，用于提供模擬量輸出； 合并單元，用于采集模擬量信息，并將采集的模擬量信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信息發(fā)給被測設(shè)備； 被測設(shè)備，包含選相合閘控制器和出口繼電器，用來選相合閘控制，根據(jù)接收到的合并單元發(fā)送的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)出口繼電器觸點(diǎn)閉合； 錄波器，能夠?qū)δM量和數(shù)字量錄波并存儲(chǔ)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站中選相合閘控制器測試系統(tǒng)，其特征在于:所述合并單元具有U1、U2兩組輸入通道和一個(gè)SV輸出接口，Ul和U2通道均包括對應(yīng)于三相電壓輸入的3個(gè)子通道，并均分別對應(yīng)連接模擬量輸出單元的三相輸出電壓；所述U2通道與模擬量輸出單元的連接線上串有被測設(shè)備的出口繼電器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能變電站中選相合閘控制器測試系統(tǒng)，其特征在于:所述錄波器至少包括3個(gè)輸入通道CHLl、CHL2和CHL3，每個(gè)輸入通道均具有三個(gè)子通道，CHLl的三個(gè)子通道分別對應(yīng)連接模擬量輸出單元的三相輸出電壓；CHL2的三個(gè)子通道分別對應(yīng)連接合并單元的U2通道的3個(gè)子通道；CHL3連接合并單元的SV輸出接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能變電站中選相合閘控制器測試系統(tǒng)，其特征在于:所述模擬量輸出單元為合并單元的Ul通道、U2通道和示波器的CHLl通道提供同一個(gè)模擬量輸入源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能變電站中選相合閘控制器測試系統(tǒng)，其特征在于:所述模擬量輸出單兀輸出頻率為50Hz的三相正弦波電壓,每相電壓之間相差120°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站中選相合閘控制器測試系統(tǒng)，其特征在于:合并單元的兩組輸入通道采集模擬量信息并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，按照IEC61850-9標(biāo)準(zhǔn)，將多路采樣數(shù)據(jù)合并并打包成SV以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送給被測設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能變電站中選相合閘控制器測試系統(tǒng)，其特征在于:所述被測設(shè)備的出口繼電器為常開觸點(diǎn)。
8.一種智能變電站中選相合閘控制器測試方法，其特征在于，該方法所利用的測試系統(tǒng)包括模擬量輸出單元，被測設(shè)備，合并單元和錄波器，模擬量輸出單元同時(shí)連接到錄波器CHLl通道和合并單元U1、U2通道上，被測設(shè)備包含選相合閘控制器和出口繼電器，將出口繼電器觸點(diǎn)串聯(lián)在合并單元U2通道與模擬量輸出單元的連線上；合并單元的U2通道與錄波器的CHL2通道連接；合并單元的SV輸出接口同時(shí)與被測設(shè)備和錄波器的CHL3連接；該測試方法包括如下步驟: (1)打開模擬量輸出單元輸出三相交流正弦波電壓信號；打開錄波器進(jìn)行錄波； (2)被測設(shè)備接收到選相合閘命令后，驅(qū)動(dòng)出口繼電器觸點(diǎn)閉合，合并單元采集模擬量數(shù)據(jù)，并將采集的模擬量信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信息發(fā)給被測設(shè)備； (3)根據(jù)錄波器所錄的波形判斷被測選相合閘控制器選相合閘的精度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能變電站中選相合閘控制器測試方法，其特征在于:通過查看CHL3通道波形找出出口繼電器觸點(diǎn)閉合時(shí)間和三相正弦波信號過零點(diǎn)時(shí)間，計(jì)算出口繼電器觸點(diǎn)閉合時(shí)間和三相正弦波信號過零點(diǎn)時(shí)間的差值，得出選相合閘的精度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能變電站中選相合閘控制器測試方法，其特征在于:通過查看對比CHLl通道波形和CHL3的通道波形，校正CHL3通道的模/數(shù)轉(zhuǎn)換誤差，提高測試系統(tǒng)的精度；通過查看對比CHL2通道波形和CHL3的通道波形，校正CHL3通道的過零點(diǎn)波形數(shù)字化誤差，提高測試選相合閘的精度。
【文檔編號】G05B23/02GK104360680SQ201410576513
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】李剛, 楊超, 周水斌, 閆志輝, 朱小鍇, 鄭拓夫, 唐宇, 張項(xiàng)安, 馬儀成 申請人:許繼電氣股份有限公司, 許昌許繼軟件技術(shù)有限公司