[发明专利]继电保护测试及仿真控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的测试技术领域，具体涉及一种继电保护测试及仿真控制装置。

背景技术

智能变电站是为了支撑大电网发展战略、实现大区域电网协调智能控制目标的一种新型变电站，其基于IEC61850标准实现功能设计，采用三层两网结构、一二次设备集成化、二次系统网络化，在技术上比传统变电站有很大改进。正由于智能变电站的上述技术变化，带来了设备分散布置和信息数字化的新情况：按照设计要求，智能变电站将间隔层保护单元安装于保护室，过程层采样单元和控制单元位于就地的一次设备旁，两者之间通过光纤连接；电流、电压互感器以及开关设备等采集单元获得的模拟量与开关量的信息传输方式转变为光纤网络传输方式，利用光纤将各种采样值和状态数字信号输送给相关保护测控设备，电流和电压二次回路被缩短或取消。因此，在同一保护屏柜前加量并观察结果的传统检修试验方法和装置不适用于智能变电站的新情况。

目前常采用的方法是在保护单元屏柜前用数字化继电保护测试装置施加数字化采样量和开关量进行单体功能测试；在一次设备旁的过程层智能单元前用传统继电保护测试仪施加符合互感器输出的二次模拟量和电气开关量进行保护整组传动测试；在多个间隔的一次设备旁的过程层智能单元前用多台带GPS同步功能的传统继电保护测试仪施加符合互感器输出二次的模拟量和电气开关量进行多间隔的保护联动测试，例如对主变、母线等需要多个间隔电气量的差动保护的测试。原先1个环节就能覆盖的测试现在需要2～3个环节嵌套配合完成，造成测试环节增多，时间拉长，难度加大。随着智能变电站建设数量增加，如何完善地、高效地开展智能变电站检验工作，成为亟待解决的普遍性难题。

同时，针对智能变电站继电保护分布式设计，一种分布式继电保护仿真测试方法及系统被提出。这种系统适应智能变电站的分布式设计，分为主机、一至多台终端和放大器，主机与终端之间通过网络连接，终端再通过放大器接入继电保护系统，可实现单间隔、多间隔继电保护的功能测试和整组联动测试；系统应用了电力系统实时仿真技术，通过在主机建立和运行电气模型并由终端执行，可以模拟电力系统稳态和暂态的运行情况，实现对被测继电保护系统的闭环测试。这种分布式继电保护仿真测试系统在例如智能变电站的分布式继电保护系统测试工作中效率较高，但由于组成设备较多，系统还有进一步完善和改进的空间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的上述技术问题，提供一种集成整合了继电保护测试与仿真控制功能，既满足单一继电保护对象的测试工作的功能需要，又能满足和优化分布式继电保护仿真测试的功能需要，优化了分布式继电保护系统仿真测试系统配置，也提高了智能变电站测试设备利用率的继电保护测试及仿真控制装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种继电保护测试及仿真控制装置，包括继电保护控制模块、仿真控制模块、切换开关、功率放大模块、开关量输入输出模块和电源模块，所述继电保护控制模块为用于完成继电保护系统继电保护测试的控制电路，所述仿真控制模块为用于完成继电保护系统仿真的控制电路，所述继电保护控制模块连接有用于与上位机电脑相连的第一数据端口，所述仿真控制模块连接有用于与仿真主机相连的第二数据端口，所述切换开关包括两组开关通路，所述功率放大模块、开关量输入输出模块分别与被测试或仿真的继电保护系统相连，所述功率放大模块、开关量输入输出模块分别通过切换开关的一组开关通路与继电保护控制模块相连、通过切换开关的另一组开关通路与仿真控制模块相连，所述电源模块分别与继电保护控制模块、仿真控制模块、功率放大模块、开关量输入输出模块相连；所述功率放大模块为允许接收模拟量小信号并转换放大为符合被测系统标准的大功率电流信号或大功率电压信号的功率放大电路，用于接收来自继电保护控制模块 或者仿真控制模块 发出的模拟量小信号，经过放大处理后发出的大功率电流和电压信号接入被测试或仿真的继电保护系统；所述开关量输入输出模块为电气开关量的信号隔离和传送电路，用于接收被测继电保护系统发出的开入量开关信号，并将接收到的开入量信号发送给继电保护控制模块 或者仿真控制模块，以及接收继电保护控制模块或者仿真控制模块的开出量控制信号并以开出量开关信号发出给被测试或仿真的继电保护系统。