一种混连模式下继电保护装置的测试系统的制作方法

本发明属于电力系统变电站自动化控制技术领域，特别涉及一种混连模式下继电保护装置的测试系统。

背景技术：

随着我国电网规模的不断壮大，当前我国电网已进入跨大区、特高压、交直流混连运行的新阶段，而被试继保装置的采样方式，也因电子式电流互感器的大量应用，而发生较大变化。电子式电流互感器与之前电力系统广泛应用的常规电磁式电流、电容式电压互感器相比，具有结构紧凑、体积小、不怕电磁干扰、不饱和及易于数字信号传输的特点。避免了原有设备互感器的绝缘结构复杂、体积增大、造价偏高的缺点，故此高能数字式互感器在工程应用的领域极为广阔。目前已广泛应用于gis、iigis和特高压变电站的建设。与此同时，常规电磁式电流、电容式电压互感器，由于其采样直观，可靠，接线较少的优点，在工程上仍在大量应用。

在这种现状下，就出现了这种继保装置：采样方式包括常规ct/pt的电气量采样和光纤通道的数字采样，这两种方式采样的ct/pt同时出现在同一个站，甚至同一个被保护设备中。两种采样方式出现在一个继保装置中，即为采样混连复用的继保装置。

这些采样混连复用的继保装置，本身具备不同结构的采样方式，以及不同的输出方式。其保护功能的实现，出现如下情况：既可以全部通过常规ct/pt采样，也可以全部通过数字sv采样；或者部分通过常规ct/pt采样，部分采用数字sv采样。而继保装置对现场情况的了解、分析和判断、动作输出，都是通过这些采样通道来进行传递。只有有了这些采样等信息，才能进行综合的逻辑分析，作出合适的处理判断，进而给出合理的处理方案。从而对现场的设备进行相应的保护。例如：在被保护设备出现异常或故障时，通过接收到的采样值，对现场的情况进行相应的逻辑判断，在发生异常和故障时，输出相应的跳合闸出口，来驱动现场断路器的分合闸操作。在正常的不平衡电流、负荷波动、区外故障等情况下，能够作出正确的分析判断，不误跳闸，不误断电，不给电力系统电站正常的运行维护造成困扰，不给电力用户造成不必要的麻烦。必要时采取紧急措施，处理应急事故和异常情况，以保证电力的安全、可靠、有效供应。

针对采用ct/pt混连采样的继保装置的测试装置，采样方式包括常规ct/pt采样和光纤通道数字采样，以及两者混连复用的继保装置，目前随着智能站产品的广泛应用，越来越多的继保装置，采用电子式互感器及常规ct/pt互感器进行采样，相对于直接采用传统继保测试仪，或者直接智能继保测试仪，不能实现两者电子式互感器和常规ct/pt互感器的同步输出，因此，在这种情况下，不能正确判断ct/pt混连采样继保装置的保护性能和功能，ct/pt混连采样继保装置的保护性能和功能测试结果的准确性和可靠性将会降低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种混连模式下继电保护装置的测试系统，用于解决混连模式下的常规继保测试仪和智能继保测试仪的输出信号不同步造成继保装置的性能和功能测试结果不准确的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种混连模式下继电保护装置的测试系统，包括同步模块、第一控制模块、第二控制模块、第一继保测试仪和第二继保测试仪，第一继保测试仪具有用于连接被试继保装置模拟量采样接口的模拟量传输接口以及用于连接被试继保装置开关量输入/输出接口的开关量传输接口，第二继保测试仪具有用于连接被试继保装置sv/goose接口的通讯接口，同步模块连接第一控制模块和第二控制模块，第一控制模块与第一继保测试仪通讯连接，第二控制模块与第二继保测试仪通讯连接，在测试时，同步模块向第一控制模块和第二控制模块输出同步信号，第一控制模块和第二控制模块分别对应控制第一继保测试仪和第二继保测试仪同时输出对应的测试信号，以对被试继保装置进行测试。

对于混连模式下的继电保护装置，第一继电保护测试仪输出被试继保装置的常规开关量或模拟量信号，第二继电保护测试仪输出被试继保装置的数字信号，然后对常规开关量信号、数字信号进行同步，保证了第一继电保护测试仪和第二继电保护测试仪输出信号的同步，使被试继保装置的功能或者性能测试结果更加准确及可靠，避免了测试结果的随机性和不确定性。

作为对同步模块的进一步限定，所述同步模块为采用对时算法。

为了输出被试继保装置所需的常规开关量信号，所述第一继保测试仪用于通过电缆与被试继保装置连接。

为了输出被试继保装置所需的数字信号，所述第二继保测试仪用于通过光纤与被试继保装置连接。

附图说明

图1为本发明的混连模式下继电保护装置的测试系统的结构框图；

图2为本发明的同步模块与继保测试仪的连接结构图；

图3为本发明的继保测试仪与被试继保装置的连接结构图；

图4为本发明的电容单元组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

测试系统的实施例：

本发明提供了一种混连模式下继电保护装置的测试系统，包括同步模块、第一控制模块、第二控制模块、第一继保测试仪和第二继保测试仪，第一继保测试仪具有用于连接被试继保装置模拟量采样接口的模拟量传输接口以及用于连接被试继保装置开关量输入/输出接口的开关量传输接口，第二继保测试仪具有用于连接被试继保装置sv/goose接口的通讯接口，同步模块连接第一控制模块和第二控制模块，第一控制模块与第一继保测试仪通讯连接，第二控制模块与第二继保测试仪通讯连接，在测试时，同步模块向第一控制模块和第二控制模块输出同步信号，第一控制模块和第二控制模块分别对应控制第一继保测试仪和第二继保测试仪同时输出对应的测试信号，以对被试继保装置进行测试。

具体而言，如图1和图2所示，混连模式下继电保护装置的测试系统包括同步模块、第一控制模块、第二控制模块、常规继保测试仪、智能继保测试仪，其中，常规继保测试仪为上述的第一继保测试仪，智能继保测试仪为上述的第二继保测试仪。常规继保测试仪及智能继保测试仪均与被试继保装置连接，常规继保测试仪与第一控制模块连接，智能继保测试仪与第二控制模块连接，同步模块包括至少2个同步电缆及接口，分别接第一控制模块和第二控制模块，第一控制模块通过以第一太网口连接常规继保测试仪，第二控制模块通过第二以太网口连接智能继保测试仪。第一控制模块完成对常规继保测试仪的程序控制，第二控制模块完成对智能继保测试仪的程序控制，常规继保测试仪和智能继保测试仪完成对被试继保装置测试电参量的输入/输出。

如图3所示，常规继保测试仪通过电缆连接被试继保装置的常规ct/pt输入端口，常规继保测试仪的开关量输入连接被试继保装置开关量出口，常规继保测试仪开关量输出用于连接需要程控的被试继保装置的开关量输入；不需要改变的开关量输入，可直接用电缆连接需要的电源，并连接上被试继保装置的电源。智能继保测试仪使用约定波长和光强度以及接口类型的光纤，通过光纤连接被试继保装置的sv/goose接口，除了采用光纤，还可以采用其他类型的连接方式接收sv/goose信号，通过对被试继保装置的采样格式配置，选择合理的采样方式，以及对被试继保装置的虚端子进行保护连线配置；实际的保护连线与保护的配置需要保持一致。

常规继保测试仪和智能继保测试仪的输出信号可能不同步，当对被试继保装置的功能或者性能进行测试时，同步模块向第一控制模块和第二控制模块的输出同步信号，以对两种输出信号进行同步，同步完成后，常规继保测试仪和智能继保测试仪将同步信号输出给被试继保装置，以判断被试继保装置的功能或者性能。

对于某些继保装置，如滤波器继保装置的电容器不平衡保护功能/性能进行测试时，采用常规继保测试仪和智能继保测试仪对电容器的相关参量进行采样，即尾端电流采用常规采样ct，电容器电流可采用空心线圈、lpct或ft3采样方式，那么对电容器不平衡保护功能/性能的测试需要使用本发明的测试系统。

首先建立同步模块与第一控制模块、第二控制模块的通讯连接，以及第一控制模块和第二控制模块与常规继保测试仪和智能继保测试仪之间的通讯连接；常规继保测试仪和智能继保测试仪与被试继保装置的连接，构成一个闭环测试系统。将测试装置的同步模块关联到测试仪的输出，以保证测试仪间输出的同步性。

根据保护逻辑和原理编制保护的测试用例，按照常规继保测试仪的测试用例进行常规信号的输出，按照智能继保测试仪的测试用例进行数字量信号的输出。通过编辑常规继保测试仪和第二继保测试仪的同步输出用例,以及根据不同测试模块所驱动的不同测试仪的输出特性，如输出信号延迟一致性，接收信号分辨率时间的一致性等，对测试用例进行相应的调整，保证了被试继保装置接收到的输出信号的同步性。

本实施例在lpct采样方式下对电容器电流进行测试，h桥结构的电容器连接如图4所示。由于电容器的制造偏差，需要利用滤波器的总电流来平衡初始不平衡电流，首先编制测试用例，包含常规采样的尾端电流校准值，lpct采样的电容器电流校准值，对电容器的不平衡电流进行校准,电流的校正在滤波器第一次充电或在更换电容器之后进行。

根据下述电容c1动作判据公式进行换算，通过改变施加的电容器电流值，来模拟元件故障造成电容器雪崩损坏，电容器单元中的元件击穿或熔丝熔断，该桥臂的电容变化，从而导致桥中流过不平衡电流；通过检测不平衡电流的大小，间接计算电容器单元损坏的个数；当损坏达到被试继保装置的设定报警值或跳闸值如表1所示，该保护发出告警信号或跳闸。通过改变电流，施加可靠告警/跳闸的电流值，和可靠不告警/跳闸的电流值，验证被试继保装置该功能性能指标的正确性，应满足如表2所示的动作情况。

电容c1动作判据公式：

其中，ita2φ校正为校正后不平衡相电流，ita3φ为尾端相电流，kset为设定阈值，in为电流设定阈值。

表1电容器电流不平衡度定值设置

表2电容器不平衡度定值测试结果

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于以上所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。