高压开关设备大容量集成试验平台综合控制系统及方法与流程

本发明属于高压开关设备，尤其涉及一种高压开关设备大容量集成试验平台综合控制系统及方法。

背景技术：

1、中国电力行业近些年高速发展，电能传输与配送的安全性与可靠性也越来越受到很高的关注。高压开关设备作为电气主系统的一部分，是关键的控制和保护设备之一，主要用于电力系统的控制和保护，即可根据电网运行需要将一部分电力设备及线路投入或退出运行，也可在电力设备或线路发生故障时将故障部分从电网快速切除，从而保证电网中无故障部分的正常运行并能保证设备和人员的安全。高压开关设备是否安全稳定运行对电力行业的安全性至关重要。高压开关设备在正式入网使用前必须通过国家规定的型式试验，大容量开断试验是型式试验的最重要部分，对试验数据的精确与可靠性提出了很高的要求。

2、发明人发现，随着国际短路试验联盟技术导则(short-circuit testingliaison，stl)和国际电工委员会标准(international electrotechnical commission，iec)的持续改进，对大容量试验的技术要求也逐年提高。但是，现有的高压开关设备试验控制系统的集成度不高，不能适用于标准改进后对大容量试验的控制要求。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述问题，提出了一种高压开关设备大容量集成试验平台综合控制系统及方法，采用全数字化的控制方法，远程精准控制所需试验回路和样品投切，所获得的电压、电流和时间等试验参量准确性高，而且该控制系统集成度好、可靠性高、实用性很强，具有可推广性。

2、为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种高压开关设备大容量集成试验平台综合控制系统，采用如下技术方案：

3、一种高压开关设备大容量集成试验平台综合控制系统，包括：

4、直接试验模块，用于远程控制试验回路和实验小室，包括远程操作选相合闸开关、远程操作断路器关合、远程操作被试样品的打开和关合；

5、时序控制模块，用于控制试验回路中断路器和被试样品的分闸合闸操作的时刻，以及合闸开关的合闸操作的时刻；通过控制开关打开和闭合的时刻，从而控制试验持续时间；

6、数据采集分析模块，包括数据采集单元和数据分析处理单元；所述数据采集单元，用于采集试验回路中各个数据采集点的电压、电流及其他相关数据，并将采集的数据发送到所述数据分析单元；所述数据分析处理单元，用于对采集的数据进行分析处理，并根据分析结果生成试验报告；

7、电源模块，用于对大容量集成试验输送电源；所述电源模块包括网络电源和发电机电源；

8、摄像监控模块，用于对电源模块、试验线路、试验小室和被试样品的全程实时监控。

9、进一步的，所述直接试验模块包括上位机、急停系统、直接试验远程i/o控制柜、气动系统、阀岛控制柜和气动隔离开关；气动系统包括通过气源管路连接的压缩空气气源和气体干燥机；所述阀岛控制柜包括进气管路、气压表和电磁阀。

10、进一步的，所述直接试验模块包括静态控制和动态控制；所述静态控制实现各个试验回路中所有设备的常规控制和状态监测，以及实现所有试验状态的线路准备；所述动态控制实现各个试验系统的试验过程控制。

11、进一步的，所述压缩空气气源经所述气体干燥机干燥后，通过所述气源管路连接到所述阀岛控制柜，经所述进气管路进入到所述电磁阀，所述电磁阀的输出端通过气源管路与所述气动隔离开关连接；

12、所述上位机先进行试验回路和实验小室的选择，包括合分相应的气动隔离开关，实现线路连接；所述上位机将合分闸信号传输到所述直接试验远程i/o控制柜，再通过所述直接试验远程i/o控制柜将信号传输到所述阀岛控制柜，所述阀岛控制柜接收到信号控制所述气动系统对所述气动隔离开关进行控制，实现隔离开关的合分闸。

13、进一步的，所述时序控制模块包括电源断路器合分闸、选相合闸开关合分闸、试品合分闸、数据采集分析模块启动和停止；所述时序控制模块在指定的时间间隔内执行定时动作，并具有内部时基，以实现后续定时动作之间的每次延迟，所述内部时基满足延迟时间分辨率，不大于预设值。

14、进一步的，所述时序控制摸块包括上位机和时序主机柜；所述上位机编辑逻辑顺序，当时序启动时将逻辑顺序发送到所述时序主机柜，所述时序主机柜控制光驱动器，所述光驱动器把电压信号输送到所述直接试验模块，所述直接试验模块根据逻辑顺序控制试验回路中各断路器、被试样品、陪试样品以及选相合闸开关的合分闸线圈，从而控制试验持续时间；在时序启动的同时，所述数据采集分析模块同时启动，对数据进行采集并分析。

15、进一步的，所述数据采集分析模块包括上位机、数据采集柜、电流测量传感器和分压器；所述数据采集柜包括数据采集处理主机柜、数据采集处理系统前端柜、信号转换柜和试品测量接线柜。

16、进一步的，所述数据采集分析模块程控采样频率、程控记录长度以及利用波形展放功能对波形的任何一部分进行x方向或y方向的扩展；所述数据采集分析模块通过移动光标，求某一点的峰值和有效值，求解两个光标之间的最大值、最小值、积分、焦耳积分、微分、相角、时间间隔及两个光标之间电流信号的合闸相角。

17、为了实现上述目的，第二方面，本发明还提供了一种高压开关设备大容量集成试验平台综合控制方法，采用如下技术方案：

18、一种高压开关设备大容量集成试验平台综合控制方法，采用了如第一方面中所述的高压开关设备大容量集成试验平台综合控制系统，包括：

19、远程控制试验回路和实验小室，包括远程操作选相合闸开关、远程操作断路器关合、远程操作被试样品的打开和关合；

20、控制试验回路中断路器和被试样品的分闸合闸操作的时刻，以及合闸开关的合闸操作的时刻；通过控制开关打开和闭合的时刻，从而控制试验持续时间；

21、采集试验回路中各个数据采集点的电压、电流及其他相关数据，并对采集的数据进行分析处理，并根据分析结果生成试验报告。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

23、1、本发明在直接试验模块中采用全数字化的远程控制方法，实现了对试验回路和实验小室中选相合闸开关、断路器关合以及被试样品的打开和关合等的远程操作控制，保证了集成度，同时，通过时序控制模块，通过控制开关打开和闭合的时刻，从而控制试验持续时间，实现了精准控制；本发明集成度高、控制精准以及功能强大，可以将选相合闸开关、断路器关合、电压和电流的检测、相位角度控制、燃弧时间检测、同流时间检测以及数据分析等功能于一体，且数据准确度非常高；

24、2、本发明中的高压开关设备大容量集成试验平台控制系统，集成度好、可靠性高、实用性很强，具有可推广性。

技术特征：

1.高压开关设备大容量集成试验平台综合控制系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的高压开关设备大容量集成试验平台综合控制系统，其特征在于，还包括：

3.如权利要求1所述的高压开关设备大容量集成试验平台综合控制系统，其特征在于，所述直接试验模块包括上位机、急停系统、直接试验远程i/o控制柜、气动系统、阀岛控制柜和气动隔离开关；气动系统包括通过气源管路连接的压缩空气气源和气体干燥机；所述阀岛控制柜包括进气管路、气压表和电磁阀。

4.如权利要求3所述的高压开关设备大容量集成试验平台综合控制系统，其特征在于，所述直接试验模块包括静态控制和动态控制；所述静态控制实现各个试验回路中所有设备的常规控制和状态监测，以及实现所有试验状态的线路准备；所述动态控制实现各个试验系统的试验过程控制。

5.如权利要求3所述的高压开关设备大容量集成试验平台综合控制系统，其特征在于，所述压缩空气气源经所述气体干燥机干燥后，通过所述气源管路连接到所述阀岛控制柜，经所述进气管路进入到所述电磁阀，所述电磁阀的输出端通过气源管路与所述气动隔离开关连接；

6.如权利要求1所述的高压开关设备大容量集成试验平台综合控制系统，其特征在于，所述时序控制模块包括电源断路器合分闸、选相合闸开关合分闸、试品合分闸、数据采集分析模块启动和停止；所述时序控制模块在指定的时间间隔内执行定时动作，并具有内部时基，以实现后续定时动作之间的每次延迟，所述内部时基满足延迟时间分辨率，不大于预设值。

7.如权利要求6所述的高压开关设备大容量集成试验平台综合控制系统，其特征在于，所述时序控制摸块包括上位机和时序主机柜；所述上位机编辑逻辑顺序，当时序启动时将逻辑顺序发送到所述时序主机柜，所述时序主机柜控制光驱动器，所述光驱动器把电压信号输送到所述直接试验模块，所述直接试验模块根据逻辑顺序控制试验回路中各断路器、被试样品、陪试样品以及选相合闸开关的合分闸线圈，从而控制试验持续时间；在时序启动的同时，所述数据采集分析模块同时启动，对数据进行采集并分析。

8.如权利要求1所述的高压开关设备大容量集成试验平台综合控制系统，其特征在于，所述数据采集分析模块包括上位机、数据采集柜、电流测量传感器和分压器；所述数据采集柜包括数据采集处理主机柜、数据采集处理系统前端柜、信号转换柜和试品测量接线柜。

9.如权利要求8所述的高压开关设备大容量集成试验平台综合控制系统，其特征在于，所述数据采集分析模块程控采样频率、程控记录长度以及利用波形展放功能对波形的任何一部分进行x方向或y方向的扩展；所述数据采集分析模块通过移动光标，求某一点的峰值和有效值，求解两个光标之间的最大值、最小值、积分、焦耳积分、微分、相角、时间间隔及两个光标之间电流信号的合闸相角。

10.高压开关设备大容量集成试验平台综合控制方法，其特征在于，采用了如权利要求1-9任一项所述的高压开关设备大容量集成试验平台综合控制系统，包括：

技术总结
本发明属于高压开关设备技术领域，提出了一种高压开关设备大容量集成试验平台综合控制系统及方法，本发明在直接试验模块中采用全数字化的远程控制方法，实现了对试验回路和实验小室中选相合闸开关、断路器关合以及被试样品的打开和关合等的远程操作控制，保证了集成度，同时，通过时序控制模块，通过控制开关打开和闭合的时刻，从而控制试验持续时间，实现了精准控制；本发明集成度高、控制精准以及功能强大，可以将选相合闸开关、断路器关合、电压和电流的检测、相位角度控制、燃弧时间检测、同流时间检测以及数据分析等功能于一体，且数据准确度非常高。

技术研发人员：许璇,员雪峰,徐仲春,张建成,赵盼,梁潇,焦时宝,郭乃天,张雷,孔令魁,信天
受保护的技术使用者：山东省产品质量检验研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11