[发明专利]一种实景替代式的特高压直流保护现场测试装置

权利要求书

1.一种实景替代式的特高压直流保护现场测试装置，其特征是：包括人机交互模块、特高压直流输电工程电磁暂态仿真模块、信号采集与处理模块、逻辑诊断模块和硬件接口模块；

电磁暂态仿真模块内构建有特高压直流输电工程的交直流一次主回路模型和直流控制系统等效模型；

用户通过人机交互模块向电磁暂态仿真模块输入保护功能测试需求及其相应的运行配置信息，电磁暂态仿真模块根据运行配置信息，利用交直流一次主回路模型和直流控制系统等效模型，进行相应运行方式下的暂态仿真，得到符合实际特高压直流输电工程运行特性的仿真运行参数数据，并根据保护功能测试需求确定最终需要仿真输出的数据对象，进而将仿真运行参数数据中各相应的参数数据，输出至信号采集与处理模块；

信号采集与处理模块包括：

用于采集和处理仿真运行参数数据的电磁式互感器输出模拟控制单元、直流电压分压器输出模拟控制单元、零磁通电流互感器输出模拟控制单元、直流电子式互感器输出模拟控制单元、开关量输出控制单元和控制总线信号输出控制单元，上述各控制单元的输出端分别通过硬件接口模块连接被测保护系统；直流电子式互感器输出模拟控制单元、零磁通电流互感器输出模拟控制单元、直流电压分压器输出模拟控制单元和电磁式互感器输出模拟控制单元，分别通过构建直流电子式互感器传变模型、零磁通电流互感器传变模型、直流电压分压器传变模型和电磁式互感器传变模型，并进行相应的协议转换，实现对相应仿真运行参数数据的采集和处理；控制总线信号输出控制单元对获取到的运行状态信号数据进行的处理包括协议转换，使得处理后得到的控制总线信号支持特高压直流保护系统通信协议，从而能够向被测保护系统输出包含运行状态信息的控制总线信号；

以及用于采集和处理被测保护系统动作行为信号的开关量输入控制单元和控制总线信号输入控制单元，各输入控制单元的输入端通过硬件接口模块连接被测保护系统，输出端连接逻辑诊断模块；

硬件接口模块中设有开关量输出接口、数字量采样值输出接口、第一直流电压输出接口、第二直流电压输出接口、交流模拟量输出接口、控制总线信号输出接口、开关量输入接口和控制总线信号输入接口；各接口分别对应连接开关量输出控制单元、直流电子式互感器输出模拟控制单元、零磁通电流互感器输出模拟控制单元、直流电压分压器输出模拟控制单元、电磁式互感器输出模拟控制单元和控制总线信号输出控制单元的输出端，开关量输入控制单元和控制总线信号输入控制单元的输入端；

逻辑诊断模块获取被测保护系统输出的动作行为信号以及人机交互模块输出的保护功能测试需求，基于所获取的保护功能测试需求以及动作行为信号对被测保护系统的保护功能进行逻辑诊断，并将逻辑诊断结果输出至人机交互模块。

2.根据权利要求1所述的实景替代式的特高压直流保护现场测试装置，其特征是：与保护功能测试需求相应的运行配置信息包括运行方式和故障信息数据；人机交互模块设有供用户选择待测保护功能以及对运行方式和故障信息进行配置的操作界面。

3.根据权利要求1所述的实景替代式的特高压直流保护现场测试装置，其特征是：电磁暂态仿真模块包括交直流一次主回路仿真单元、直流控制系统仿真单元和信号提取单元；交直流一次主回路仿真单元和直流控制系统仿真单元中分别构建有特高压直流输电工程的交直流一次主回路模型和直流控制系统等效模型；

仿真运行参数数据包括电压、电流、开关信号和运行状态信号数据；信号提取单元中设定有各种保护功能测试需求，与最终需要仿真输出的数据对象及其对应的仿真运行参数数据之间的映射关系；

信号采集与处理模块的电磁式互感器输出模拟控制单元、直流电压分压器输出模拟控制单元、零磁通电流互感器输出模拟控制单元、直流电子式互感器输出模拟控制单元和开关量输出控制单元，用于采集和处理仿真运行参数数据中的电压、电流和开关信号数据；控制总线信号输出控制单元用于采集和处理仿真运行参数数据中的运行状态信号数据；

电磁暂态仿真模块利用交直流一次主回路仿真单元和直流控制系统仿真单元，根据运行配置信息进行特高压直流输电工程在相应运行方式下的暂态仿真，信号提取单元根据已设定的映射关系，根据保护功能测试需求进行电压、电流、开关信号以及运行状态信号数据的分别提取，并传输至信号采集与处理模块中的相应控制单元。