[发明专利]一种继电保护动作延时分级测试系统及方法

说明书

本发明公开一种基于罗氏线圈暂态仿真的继电保护动作延时分级测试系统及方法，系统包括上位机和测试主机；上位机中设有数据源生成模块和延时测试模块；测试主机包括主控制器、数据生成模块、数据采集模块、D/A模块、A/D模块和采集接口模块。本发明首先通过数据源生成模块建立罗氏线圈在电力系统故障情况下的暂态仿真模型，然后将暂态仿真数据实时发送至测试主机，通过数据生成模块和D/A模块将微分的小模拟量信号发送至采集器，建立整间隔的动态模拟数据。同时以上述小模拟量信号作为标准源，再采集串行数据信号、合并单元的9‑2数据、数字化继电保护的GOOSE数据以及智能终端的开关量，从而建立一整套测试系统，即可分别测试这些信号相对于暂态标准源的延时以及整体动作延时。

技术领域

本发明涉及继电保护检测技术领域，特别是一种基于罗氏线圈暂态仿真的继电保护动作延时分级测试系统及方法。

背景技术

智能变电站作为智能电网的重要组成部分，是目前电网建设的主要方向。智能变电站建设过程中，罗氏线圈电电子式互感器得到了一定的应用。罗氏线圈测量电流的基本原理是法拉第电磁感应定律和安培环路定律，罗氏线圈是由非磁性材料为骨架构成的空心线圈，在空心线圈中，二次绕在非磁性骨架上，无铁磁材料使这种传感器的线性度良好，不饱和也无磁滞现象，因此，空心线圈具有优良的频率响应能力。但罗氏线圈二次输出的电压e(t)和一次电流Ip(t)成微分关系，罗氏线圈原理的电子式互感器由于其输出是微分后的信号，必须要通过积分环节来进行还原，这种微分到积分的环节所带来暂态特性的变化最终造成的影响目前还缺乏足够的测试数据。目前国内的罗氏线圈原理的电子式互感器积分环节基本采取的两种技术方案，一种是软件积分，另一种是硬件积分。这两种方式在暂态特性上的差异性也是一个未知数。这种由微分到积分的过程对于电流暂态信号的影响以及对于基于电子式互感器的数字化继电保护动作时间的影响也是缺乏足够的测试依据。

目前数字化继电保护都是在继电保护前端加入基于IEC61950-9-2通信标准的数字信号，然后测试数字化继电保护的动作时间，这种测试方式抛开了电子式互感器本身暂态特性以及暂态延时所带来的影响。目前电子式互感器的暂态测试基本都是采用大电流冲击的方式产生测试所需要的暂态过程大电流，然后再对试品连同合并单元进行测试。这种方式所依赖的硬件试验条件高投入大，需要搭建一次系统物理动态模型实验室，这基本上使得基于电子式互感器暂态数据的数字化继电保护动作时间特性测试变得不可能。而电子式互感器的延时特性基本都是稳态情况下测得的，这并不能直接反映基于电子式互感器的数字化继电保护的整体动作时间。

所以从目前现状来看，迫切需要一种装置通过对电子式互感器进行暂态仿真并输出信号给电子式互感器，然后测试电子式互感器采集器、合并单元、数字化继电保护装置、智能终端等多环节的分级延时以及数字化继电保护的整体动作延时，从而测得在暂态过程中数字化继电保护的整体动作延时与各个环节的关系。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：通过仿真罗氏线圈电子式互感器暂态过程，实现数字化继电保护整组动作时间特性与各个环节动作延时之间关系的全局测试。

本发明采取的技术方案具体为：一种继电保护动作延时分级测试系统，包括上位机、测试主机，以及依次连接的电子式互感器采集器、合并单元、数字化继电保护装置和智能终端；

上位机包括数据源生成模块和延时测试模块；延时测试模块包括电子式互感器延时测试单元和继电保护延时测试单元；

测试主机包括主控制器、数据生成模块、数据采集模块、D/A模块、A/D模块和采集接口模块；

所述采集接口模块包括输出端分别连接数据采集模块的FT3信号光纤串行接口、9-2信号光纤以太网接口、GOOSE信号光纤以太网接口和开关量采集接口；所述FT3信号光纤串行接口的输入端连接电子式互感器采集器的输出端，9-2信号光纤以太网接口的输入端连接合并单元的输出端，GOOSE信号光纤以太网接口的输入端连接数字化继电保护的输出端，开关量采集接口的输入端连接智能终端的输出端；