一种直流断路器振荡特性智能测试装置、系统及测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种直流断路器振荡特性智能测试装置、系统及测试方法，测试装置包括直流可调稳压电源、电流检测单元、数据采集及处理单元、直流电源空开K1和电压测试空开K2，直流可调稳压电源的输出端串接直流电源空开K1后作为电源输出端，所述电压测试空开K2一端和电源输出端并联、另一端和数据采集及处理单元相连，电流检测单元的输出端和数据采集及处理单元相连；测试系统包括测试装置及和直流断路器；测试方法包括对直流断路器的电容器充电后再根据电压或电流完成振荡特性分析并输出，实现数据的自动读取及结果的自动计算。本发明检测灵敏度高、能够实时记录检测数据、实现对数据的自动检测、实施成本低、减轻现场检测工作量，检测效率高、能够提供多种检测方式供用户选择。
【专利说明】
一种直流断路器振荡特性智能测试装置、系统及测试方法
技术领域
[0001]本发明涉及电力工程技术领域，具体涉及一种直流断路器振荡特性智能测试装置、系统及测试方法。
【背景技术】
[0002]直流断路器作为换流站转换直流电流的重要设备，其转换直流电流的能力是考量直流断路器性能的一个十分重要的因素。由于直流电流无过零点，因此直流断路器在转换直流电流时需要将直流电流“人工过零”，直流断路器转换直流电流的原理是在常规交流断路器并联LC振荡回路，在断路器分合过程中LC振荡回路产生振荡电流施加在断路器两端迫使断路器断口两端电流过零，从而达到分断的目的。目前，国内多座换流站曾出现过直流电流转换失败的案例，直流断路器的振荡特性也逐渐受到国家电网公司及南方电网公司的重视。
[0003]目前在直流断路器交接试验时，常采用直流电源及示波器测量直流断路器的振荡特性，尚无成套的仪器设备，示波器一般造价昂贵，不便于携带及数据处理分析，并且无法实时记录检测波形，因此亟需设计一种成套的便携式设备，应用于现场检测。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题:针对现有技术的上述问题，提供一种检测灵敏度高、能够实时记录检测数据、实现对数据的自动检测、实施成本低、减轻现场检测工作量，检测效率高、能够提供多种检测方式供用户选择的直流断路器振荡特性智能测试装置、系统及测试方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
本发明提供一种直流断路器振荡特性智能测试装置，包括直流可调稳压电源、电流检测单元、数据采集及处理单元、直流电源空开Kl和电压测试空开K2，所述直流可调稳压电源的输出端串接直流电源空开Kl后作为电源输出端，所述电压测试空开K2—端和电源输出端并联、另一端和数据采集及处理单元的电压检测输入端相连，所述电流检测单元的输出端和数据采集及处理单元的电流检测输入端相连。
[0006]优选地，所述电流检测单元包括罗氏线圈和直流电流互感器，所述罗氏线圈和直流电流互感器的输出端分别和数据采集及处理单元的电流检测输入端相连。
[0007]本发明还提供一种直流断路器振荡特性智能测试系统，包括直流断路器振荡特性智能测试装置和被测试的直流断路器，所述直流断路器振荡特性智能测试装置为前述的直流断路器振荡特性智能测试装置，所述直流断路器包括并联连接的避雷器支路、断路器支路和振荡支路，所述避雷器支路上串接有避雷器，所述断路器支路上串接有断路器，所述振荡支路上串接有电感L和电容器C，所述直流断路器振荡特性智能测试装置的电源输出端和振荡支路上的电容器C两端并联连接，所述电流检测单元布置于断路器支路上。
[0008]本发明还提供一种前述直流断路器振荡特性智能测试系统的测试方法，步骤包括:
1)断开被测试的直流断路器中的断路器，将直流断路器振荡特性智能测试装置的电源输出端连接至被测试的直流断路器中振荡支路上的电容器C，合上直流电源空开Kl给电容器C充电，充电完成后断开直流电源空开Kl，闭合电压测试空开K2，合上被测试的直流断路器中的断路器，使得被测试的直流断路器中断路器支路和振荡支路形成振荡回路；
2)闭合电压测试空开K2，合上被测试的直流断路器中的断路器，检测电容器C两端的电压，采集电容器C两端的电压，根据电容器C两端的电压曲线计算出被测试的直流断路器的振荡回路的振荡特性参数;或者通过电流检测单元采集被测试的直流断路器的振荡回路的电流，根据振荡回路的电流曲线计算出被测试的直流断路器的振荡回路的振荡特性参数。
[0009]优选地，所述振荡特性参数包括振动频率、时间常数、回路电感及阻尼电阻中的至少一种。
[0010]本发明直流断路器振荡特性智能测试装置及系统具有下述优点:
1、本发明包括直流可调稳压电源、电流检测单元、数据采集及处理单元、直流电源空开Kl和电压测试空开K2，直流可调稳压电源的输出端串接直流电源空开Kl后作为电源输出端，电压测试空开K2—端和电源输出端并联、另一端和数据采集及处理单元的电压检测输入端相连，所述电流检测单元的输出端和数据采集及处理单元的电流检测输入端相连，因此能够代替现在使用的昂贵的示波器，可现场自动读取测试数据，避免人工读取数据造成的误差，自动输出直流断路器振荡特性测试结果，能够方便地应用于现场检测，检测灵敏度高、能够实时记录检测数据，实现数据的实时显示输出，降低成本，减轻现场检测工作量，具有测量准确度高、便携性好、测试效率高的优点。
[0011]2、本发明包括直流可调稳压电源、电流检测单元、数据采集及处理单元，直流可调稳压电源的输出端串接直流电源空开Kl后作为电源输出端，可以根据需要选择根据电压或电流来放大完成直流断路器振荡特性测试并输出直流断路器振荡特性测试结果，灵活方便，而且不同的直流断路器振荡特性测试方法可以实现相互验证，方便现场检测，实现检测结果对比与自检。
【附图说明】
[0012]图1为本发明实施例测试系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]参见图1，本实施例的直流断路器振荡特性智能测试装置包括直流可调稳压电源
1、电流检测单元2、数据采集及处理单元3、直流电源空开Kl和电压测试空开K2，直流可调稳压电源I的输出端串接直流电源空开Kl后作为电源输出端，电压测试空开K2—端和电源输出端并联、另一端和数据采集及处理单元3的电压检测输入端相连，电流检测单元2的输出端和数据采集及处理单元3的电流检测输入端相连。
[0014]参见图1，本实施例的电流检测单元2包括罗氏线圈21和直流电流互感器22，罗氏线圈21和直流电流互感器22的输出端分别和数据采集及处理单元3的电流检测输入端相连。
[0015]如图1所示，本实施例的直流断路器振荡特性智能测试系统包括直流断路器振荡特性智能测试装置和被测试的直流断路器4，直流断路器振荡特性智能测试装置为权利要求I或2的直流断路器振荡特性智能测试装置，直流断路器4包括并联连接的避雷器支路、断路器支路和振荡支路，避雷器支路上串接有避雷器41，断路器支路上串接有断路器42，振荡支路上串接有电感L和电容器C，直流断路器振荡特性智能测试装置的电源输出端和振荡支路上的电容器C两端并联连接，电流检测单元2布置于断路器支路上。
[0016]本实施例直流断路器振荡特性智能测试系统的测试方法的步骤包括:
1)断开被测试的直流断路器4中的断路器42，将直流断路器振荡特性智能测试装置的电源输出端连接至被测试的直流断路器4中振荡支路上的电容器C，合上直流电源空开Kl给电容器C充电，充电完成后断开直流电源空开Kl，闭合电压测试空开K2，合上被测试的直流断路器4中的断路器42，使得被测试的直流断路器4中断路器支路和振荡支路形成振荡回路；
2)闭合电压测试空开K2，合上被测试的直流断路器4中的断路器42，检测电容器C两端的电压，采集电容器C两端的电压，根据电容器C两端的电压曲线计算出被测试的直流断路器4的振荡回路的振荡特性参数;或者通过电流检测单元2采集被测试的直流断路器4振荡回路的电流，根据振荡回路的电流曲线计算出被测试的直流断路器4的振荡回路的振荡特性参数。
[0017]本实施例中，由于电流检测单元2包括罗氏线圈21和直流电流互感器22，因此步骤
2)中通过电流检测单元2采集被测试的直流断路器4振荡回路的电流时，既可以采用直接采集电流测试法，将罗氏线圈21安装在被试品回路导线上，测试振荡回路的电流变化;也可以采用间接采集电流法，将直流电流互感器信号22接至直流电流互感器二次端子，测试振荡回路的电流变化情况。因此，本实施例中的测试系统提供了 3种测试方法，检测时可选择3种中的一种或多种，可根据现场实际情况自行选择，也可采用三种方法同时检测，对比三种方法检测数据，相互验证，方便现场检测，实现检测结果对比与自检。本实施例中，振荡特性参数包括振动频率、时间常数、回路电感及阻尼电阻中的至少一种。需要说明的是，振动频率、时间常数、回路电感及阻尼电阻均为振荡特性的常规参数，故其具体的计算方法在本实施例中不再展开说明。本实施例中，数据采集及处理单元3包括相互连接的A/D数据采集模块和微处理器，此外也可以根据需要采用外置A/D数据采集卡的计算机来实现。
[0018]以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种直流断路器振荡特性智能测试装置，其特征在于:包括直流可调稳压电源(I)、电流检测单元(2)、数据采集及处理单元(3)、直流电源空开Kl和电压测试空开K2，所述直流可调稳压电源(I)的输出端串接直流电源空开Kl后作为电源输出端，所述电压测试空开K2一端和电源输出端并联、另一端和数据采集及处理单元(3)的电压检测输入端相连，所述电流检测单元(2)的输出端和数据采集及处理单元(3)的电流检测输入端相连。2.根据权利要求1所述的直流断路器振荡特性智能测试装置，其特征在于:所述电流检测单元(2)包括罗氏线圈(21)和直流电流互感器(22)，所述罗氏线圈(21)和直流电流互感器(22)的输出端分别和数据采集及处理单元(3)的电流检测输入端相连。3.—种直流断路器振荡特性智能测试系统，其特征在于:包括直流断路器振荡特性智能测试装置和被测试的直流断路器(4)，所述直流断路器振荡特性智能测试装置为权利要求I或2所述的直流断路器振荡特性智能测试装置，所述直流断路器(4)包括并联连接的避雷器支路、断路器支路和振荡支路，所述避雷器支路上串接有避雷器(41)，所述断路器支路上串接有断路器(42)，所述振荡支路上串接有电感L和电容器C，所述直流断路器振荡特性智能测试装置的电源输出端和振荡支路上的电容器C两端并联连接，所述电流检测单元(2)布置于断路器支路上。4.一种权利要求3所述直流断路器振荡特性智能测试系统的测试方法，其特征在于步骤包括: 1)断开被测试的直流断路器(4)中的断路器(42)，将直流断路器振荡特性智能测试装置的电源输出端连接至被测试的直流断路器(4)中振荡支路上的电容器C，合上直流电源空开Kl给电容器C充电，充电完成后断开直流电源空开Kl，闭合电压测试空开K2，合上被测试的直流断路器(4)中的断路器(42)，使得被测试的直流断路器(4)中断路器支路和振荡支路形成振荡回路； 2)闭合电压测试空开K2，合上被测试的直流断路器(4)中的断路器(42)，检测电容器C两端的电压，采集电容器C两端的电压，根据电容器C两端的电压曲线计算出被测试的直流断路器(4)的振荡回路的振荡特性参数;或者通过电流检测单元(2)采集被测试的直流断路器(4)振荡回路的电流，根据振荡回路的电流曲线计算出被测试的直流断路器(4)的振荡回路的振荡特性参数。5.根据权利要求4所述直流断路器振荡特性智能测试系统的测试方法，其特征在于:所述振荡特性参数包括振动频率、时间常数、回路电感及阻尼电阻中的至少一种。
【文档编号】G01R31/327GK105974306SQ201610500586
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】吴水锋, 叶会生, 周挺, 毛文奇, 段肖力, 万勋, 黄海波, 何智强, 范敏, 黄福勇
【申请人】国家电网公司, 国网湖南省电力公司, 国网湖南省电力公司电力科学研究院