一种寒冷地区的二次设备检测的试验系统的制作方法

本发明涉及一种研究低温对二次设备影响的试验系统，属于电力设备技术领域。

背景技术：

随着变电站技术的发展，继电保护装置分散布置、就地化和小型化已经成为发展趋势，越来越多的二次控制、保护、测量设备需要就地安装，也就是要靠近户外的一次设备安装。二次设备就地化布置具有可以减少控制室面积、减少二次电缆敷设、降低电流互感器电压互感器二次负载等优点，但是与传统的集中布置相比，布置于就地的二次设备受户外运行环境影响较大，尤其是比较恶劣的自然环境条件如高温、高湿、高寒、高盐雾、高电磁干扰等对户外运行的二次设备及系统是相当严峻的考验，因此要求户外运行的二次设备及系统要具备较高的可靠性和环境适应能力。

目前由于高温度、高湿度环境对电气设备性能影响比较显著，相关的研究开展的较多，二次设备生产厂家对其也比较重视。但是低温环境对电气设备及系统也有较大的影响，目前由于高温度、高湿度环境对电气设备性能影响比较显著，相关的研究开展的较多，二次设备生产厂家对其也比较重视。但是低温环境对电气设备及系统也有较大的影响，主要表现在以下几方面：

1.二次电缆在低温环境下绝缘损坏：户外设备二次电缆在端子排接线时由于工艺要求，必须要弯曲和转折，而低温环境下电缆绝缘外皮变脆，在电缆弯曲度较大的地方容易发生外皮开裂损坏，造成二次电缆绝缘破坏。每年秋冬、冬春交际的时候在寒冷地区都会发生因二次电缆绝缘下降导致的设备误动和烧损事故。

2.通信网线和光纤通道在低温环境下通信中断：由于通信网线和光纤的防护比较差，在极寒温度下会变脆，受到轻微外力就会折断，另外网线的水晶头和光纤法兰盘在冬季昼夜温差较大时经常发生因接触不良而造成的通信中断、数据链断链等情况，从而影响了整个继电保护系统工作。

3.部分电子元器件寿命降低甚至失效：一般来说电子元器件怕热不怕冷，因此在产品设计和器件选择时多考虑设备的散热和耐高温元件，但有一些电子元件在低温环境下是不能长期稳定工作甚至是完全失效的。比如微机保护装置电源模块中的电解电容在低温情况下电容值会降低，甚至完全丧失，因此户外布置的智能终端、就地化保护装置在低温冷态上电时，由于电解电容失效可能会造成电源输出出现异常，进而造成装置采样异常。另外部分装置电源的功率开关芯片在低温条件下也出现过功耗增大、功能失效等问题。

4.保护装置动作出现迟滞：继电器虽然是怕热元件，但是低温对继电器也会产生较大影响，低温可以使继电器触点冷粘作用加剧、触点表面凝露、衔铁表面产生冰膜，使触点不能正常转换或动作迟滞。在漠河就地化保护试验时，明显可以看到继电器动作延迟现象。

5.低温对不同材质材料的影响：户外布置的继电保护装置采用小型化后，装置的密闭性、航空插头连接的可靠性要求很高。寒冷地区大多季节温差和昼夜温差较大，由于不同材质材料的温度膨胀系数不同，在温差变化较大的环境中长期运行会造成不同材质部件的连接处产生变形或裂隙，而裂隙一旦侵入水分发生冰胀后，将会使问题进一步恶化。

目前对户外电气设备在极端环境下的运行要求还缺少相应的运行技术规范，户外运行的二次设备基本未按实际工作运行条件进行试验，对运行中的二次设备也没有进行针对低温影响的检测评估。目前还缺少专门针对智能终端、就地化保护等重要二次设备及其系统在户外实际低温环境系运行的具体技术要求和规范。

技术实现要素：

针对现有技术不能对二次设备进行低温影响检测评估的问题，本发明提供一种寒冷地区的二次设备检测的试验系统。

本发明的一种寒冷地区的二次设备检测的试验系统，所述系统包括全数字仿真系统、功率放大器、低温试验箱、故障录波器和网络分析仪；

全数字仿真系统，用于模拟电网，输出电信号给功率放大器，功率放大器将全数字仿真系统输出的电信号进行功率放大，并将功率放大后的电信号输出给待测二次设备，待测二次设备设置在低温试验箱中，低温试验箱模拟低温环境，待测二次设备进行单装置和整组动模试验，待测二次设备输出测试信号同时给故障录波器和网络分析仪，故障录波器根据测试信号，记录二次设备发生扰动时的扰动数据，该扰动数据用于分析二次设备的运行特征和动作行为，网络分析仪根据测试信号获取通信报文，查找二次设备存在的隐患和异常，分析出原因。

作为优选，所述系统还包括低压组合屏柜，低压组合屏柜放置在低温试验箱中，每面屏柜为3u机柜，并配置有试验端子排、电源空气开关和保护压板，待测二次设备放置在机柜中。

作为优选，所述待测二次设备进行单装置和整组动模试验，试验内容包括：

对智能终端进行装置配置检测、模型规范性检查、通信状态检查、服务正确性检查、报文正确性和一致性检查、输入量检查、控制输出检查、对时精度试验和脉冲量精度试验；

对合并单元进行装置配置检测、模型规范性检查、服务正确性检查、报文正确性和一致性检查、电子式互感器通信状态检查、间隔通信状态检查、模拟量精度检查、线性度试验和对时精度试验；

对测控单元进行装置配置检测、模型规范性检查、服务正确性检查、报文正确性和一致性检查、过程层、间隔层及站控层网络通信状态检查、控制输出检查、间隔层联闭锁、模拟量精度\线性度试验和脉冲量精度试验；

对保护装置进行装置配置检测、模型规范性检查、服务正确性检查、报文正确性和一致性检查、过程层、间隔层及站控层网络通信状态检查、开关量输入检查、保护功能调试、模拟量精度\线性度试验和保护整定。

作为优选，所述待测二次设备通过待测试电缆和待测试通信电缆实现电连接及通信。

本发明的有益效果，本实施方式将待测二次设备放置在低温试验箱，利用低温试验箱模拟低温环境，利用网络分析仪和录波故障箱获取低温对设备的不同影响，开展运行维护和试验检测技术研究，建立完整的二次设备状态评价体系。

附图说明

图1为本发明的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本实施方式的一种寒冷地区的二次设备检测的试验系统，具备动模仿真试验功能，以及低温测试功能，包括全数字仿真系统、功率放大器、低温试验箱、故障录波器和网络分析仪，具有物理接口箱、数字接口箱，能够与二次设备进行连接测试。整个系统通过测试电缆和通信光缆连接。

全数字仿真系统，用于模拟电网，输出电信号给功率放大器，功率放大器将全数字仿真系统输出的电信号进行功率放大，并将功率放大后的电信号输出给待测二次设备，待测二次设备设置在低温试验箱中，低温试验箱模拟低温环境，待测二次设备进行单装置和整组动模试验，待测二次设备输出测试信号同时给故障录波器和网络分析仪，故障录波器根据测试信号，记录二次设备发生扰动时的扰动数据，该扰动数据用于分析二次设备的运行特征和动作行为，网络分析仪根据测试信号获取通信报文，查找二次设备存在的隐患和异常，分析出原因。

优选实施例中，本实施方式的系统还包括低压组合屏柜，低压组合屏柜放置在低温试验箱中，每面屏柜为3u机柜，并配置有试验端子排、电源空气开关和保护压板，待测二次设备放置在机柜中。

本实施方式为二次设备提供工作环境，便于待测二次设备进行单装置和整组动模试验。

本实施方式的低温试验箱用于模拟如下环境：

海拔高度：1000m

使用环境温度：-50℃～50℃

允许工作湿度：≤95％

允许工作温度：-55℃～80℃。

本实施方式的待测二次设备进行单装置和整组动模试验，试验内容包括：

对智能终端进行装置配置检测、模型规范性检查、通信状态检查、服务正确性检查、报文正确性和一致性检查、输入量检查、控制输出检查、对时精度试验和脉冲量精度试验；

对合并单元进行装置配置检测、模型规范性检查、服务正确性检查、报文正确性和一致性检查、电子式互感器通信状态检查、间隔通信状态检查、模拟量精度检查、线性度试验和对时精度试验；

对测控单元进行装置配置检测、模型规范性检查、服务正确性检查、报文正确性和一致性检查、过程层、间隔层及站控层网络通信状态检查、控制输出检查、间隔层联闭锁、模拟量精度\线性度试验和脉冲量精度试验；

对保护装置进行装置配置检测、模型规范性检查、服务正确性检查、报文正确性和一致性检查、过程层、间隔层及站控层网络通信状态检查、开关量输入检查、保护功能调试、模拟量精度\线性度试验和保护整定。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。