便携式直流开关级差仿真测试系统及其实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统领域，特别是一种便携式直流开关级差仿真测试系统及其实现方法。
【背景技术】
[0002]目前，电力系统中的直流系统通常使用直流开关作为保护装置。直流开关的保护特性为反时限特性，当短路电流达到一定值时才能进入速断动作区实现快速跳闸。当变电站或者电厂的直流系统发生短路故障时，由于未进行分级的直流开关等相应建模，从而导致各开关常常能够同时越过反时限工作区，各自断开，最后导致越级跳闸，扩大事故影响范围或造成更严重的事故，影响电力系统的正常运行。
[0003]因此，在设计直流系统时，需要依据变电站或电厂的实际情况，通过本装置设置直流系统仿真建模，自动计算瞬时短路电流，验证各级直流开关的级差配合响应时间，并给出相应的设计建议。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的是提供一种便携式直流开关级差仿真测试系统及其实现方法，本系统采用的仿真装置携带方便可在现场使用，使用触屏笔输入和操作，可接入网络或移动介质下载台账数据，拖拉操作实现各直流设备元件连接，图模一体化设计直流系统回路图，通过在图上设置短路点自动计算各直流开关的级差配合响应时间。
[0005]本发明采用以下方案实现:一种便携式直流开关级差仿真测试系统，包括一直流开关级差仿真装置，所述直流开关级差仿真装置包括嵌入式主板以及与其相连的触摸液晶屏，光电网络转换模块、驱动电路模块、USB模块与电源模块；所述嵌入式主板包括一 ARM处理器，所述ARM处理器设有直流空开关级差仿真系统，用以进行直流空开关级差仿真测试；所述仿真系统包括绘图模块，仿真模块以及报告模块，所述绘图模块用以创建直流元件接线图，所述仿真模块用以进行电缆降压校核与短路电流计算，所述报告模块用以自动生成仿真报告与绘制脱扣曲线。
[0006]进一步地，所述绘图模块创建的直流元件包括母线、断路器、开关、降压装置、符合、蓄电池以及电缆。
[0007]进一步地，所述USB模块包括USB-slave接口与USB-host接口，所述USB-slave接口用以进行仿真系统调试，所述USB-host接口用以插入移动介质。
[0008]进一步地，所述驱动电路模块包括/RD、/WR、片选和地址线驱动电路模块，片选逻辑组合和复位驱动电路模块、数据方向控制驱动电路模块以及数据总线驱动电路模块。
[0009]本发明采用以下方法实现:一种便携式直流开关级差仿真测试系统的实现方法，包括以下步骤:
步骤S1:直流空开关级差仿真系统中的绘图模块创建直流元件接线图，以图形化的方式显示在触摸液晶屏上； 步骤S2:根据用户需求在所述步骤SI中创建的接线图上任意设置短路节点，所述仿真系统中的仿真模块自动进行电缆压降校核与短路电流计算；
步骤S3:所述仿真系统中的报告模块根据所述步骤S2中得到的计算结果绘制空开的脱扣曲线图并生成级差配合报告。
[0010]进一步地，所述步骤SI中绘图模块创建直流元件接线图可通过USB模块由外部移动介质直接读取变电站以及电厂的直流元件接线图。较佳的，绘图模块创建直流元件接线图可直接根据需要设计变电站以及电厂的直流元件接线图。
[0011]进一步地，所述绘图模块创建的直流元件包括母线、断路器、开关、降压装置、符合、蓄电池以及电缆。
[0012]较佳的，由于直流电源系统保护电气的级差系同一回路、同一系列保护电气上下级额定电流等级之差，如果下级负载发生短路故障时，下级的断路器瞬动，而此故障电流也经过上一级线路，如果上一级的断路器短路延时不符合要求，则也会和下级断路器一起跳闸，从而导致扩大事故范围，甚至引起更大的事故。而本发明采用的系统在嵌入式设备硬件的基础上，由ARM处理器运行一套仿真系统，透过事先对变电站或电厂现场直流系统各设备建模，设定各级元件开关参数，自动计算和分析短路电流，模拟仿真各级直流开关的跳闸动作，从而验证此直流系统的各级开关选型是否合理和符合规范，并从内嵌的专家库中智能提出方案。
[0013]本发明具有以下突出优点:本系统中采用的便携式仿真装置可以在现场或远程使用，由于能够随意携带到现场进行实现实地验证，因此可以接入现场设备导入参数或直接输入进行仿真建模，最后自动验证计算各级直流开关的级差配合正确性，能够实现对直流系统开关设计进行整体性验证。本系统通过对具体的变电站直流系统的各级直流开关建模，验证其级差配合是否符合规范，从设计初期就防止越级跳闸事故，提高了安全因素，带来更多经济效益。
【附图说明】
[0014]图1为本发明中电源模块示意图。
[0015]图2为本发明中/RD、/WR、片选和地址线驱动电路模块示意图。
[0016]图3为本发明中片选逻辑组合和复位驱动电路模块示意图。
[0017]图4为本发明中数据方向控制驱动电路模块示意图。
[0018]图5为本发明中数据总线驱动电路模块示意图。
[0019]图6为本发明中USB-slave接口示意图。
[0020]图7为本发明中USB-host接口示意图。
[0021]图8为本发明中光电网络转换模块示意图。
[0022]图9为本发明中仿真测试系统模块化示意图。
[0023]图10为本发明中仿真测试系统的使用示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0025]本实施例提供一种便携式直流开关级差仿真测试系统及其实现方法，包括一直流开关级差仿真装置，所述直流开关级差仿真装置包括嵌入式主板以及与其相连的触摸液晶屏，光电网络转换模块、驱动电路模块、USB模块与电源模块；所述嵌入式主板包括一 ARM处理器，所述ARM处理器设有直流空开关级差仿真系统，用以进行直流空开关级差仿真测试；如图9所示，所述仿真系统包括绘图模块，仿真模块以及报告模块，所述绘图模块用以创建直流元件接线图，所述仿真模块用以进行电缆降压校核与短路电流计算，所述报告模块用以自动生成仿真报告与绘制脱扣曲线。
[0026]较佳的，所述电源模块