一种RTDS仿真系统用多功能二次接口系统的制作方法

本实用新型涉及仿真技术领域，具体涉及一种RTDS仿真系统用多功能二次接口系统。

背景技术：

RTDS实时数字仿真系统拥有丰富的电力仿真模型和控制系统模型，包括等效电源和负荷、输电线路、复杂电力电子器件、变压器及其故障模型、发电机及其故障模型、励磁系统、继电保护与控制系统模型等。在电力系统安全稳定运行仿真分析研究、直流输电技术及控制保护系统研究、FACTS特性研究、新能源技术应用研究、电力系统数字模拟检测试验、发电机励磁调节系统检测试验及适应性试验研究、电力系统故障仿真分析等研究领域起到重要的平台作用。RTDS实时数字仿真系统仿真步长通常为2μs～50μs，具有仿真精度高、模型种类丰富、运算能力强、长时间工作稳定的特点。目前，RTDS仿真系统已逐步替代传统的物理模拟方式，在西门子、ABB等知名企业以及诸多电力供应商和高校、科研院所获得了广泛应用，相关单位均已建立起自己的RTDS仿真系统实验室。在实验室进行基于RTDS系统的仿真试验时，用户通常首先是利用RTDS系统自带的电力系统控制系统元件模块库，组建起模拟的电力系统回路及其相关控制回路，再通过RTDS系统相关的GTDO、GTDI、GTAO等数字量和模拟量外设接口与实际的保护和控制装置相连以便与模拟的电力系统相互作用。

通常，实验室从经济性角度考虑，采取的是一套RTDS仿真系统对应多个仿真平台的模式。在进行不同平台仿真试验切换时，需要重新完成RTDS仿真系统外设接口与实际的保护和控制装置的二次接线。当仿真规模较大时，通常需要进行的二次接线也较多，存在二次接线繁琐、复杂问题，而且现场接线通常电缆纵横交错，一旦接线错误，查找错误接线也较为困难，使得整个试验平台的搭建效率较为低下。因此，在实验室实际应用中，迫切需要一种RTDS仿真系统用多功能二次接口系统，来有效避免因不同仿真平台切换时需要重新进行二次接线导致的平台搭建效率低下问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种RTDS仿真系统用多功能二次接口系统，本实用新型结构简单，使用方便，通过将所有实验室用RTDS仿真系统与其相关控制保护设备间的二次接线提前预制，利用IO信号切换用端子排、功放信号切换用端子排，开关量信号用切换端子排来进行相关回路切换，在进行不同平台仿真试验切换时，只需要断开原仿真平台涉及的二次连片，并接通现有仿真平台涉及的二次连片即可完成试验平台的物理部分搭建，避免了现场接线时电缆纵横交错及一旦接线错误，查找错误接线困难问题，在实现现场接线美观的同时，极大地提高了平台搭建效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型提供一种RTDS仿真系统用多功能二次接口系统，包括IO信号切换用端子排、功率放大器、功放信号切换用端子排、24V-110V转换模块以及开关量信号用切换端子排，所述IO信号切换用端子排包括分别和RTDS仿真系统的模拟量输出板卡GTAO相连的第一切换单元、RTDS仿真系统的数字量输出板卡GTDO相连的第二切换单元以及RTDS仿真系统的数字量输入板卡GTDI相连的第三切换单元，所述第一切换单元、第二切换单元、第三切换单元、功放信号切换用端子排以及开关量信号用切换端子排均为一路信号输入拓展为多路输出的端子排，所述第一切换单元的一路输出通过功率放大器与功放信号切换用端子排相连，所述第二切换单元的一路输出通过24V-110V转换模块和开关量信号用切换端子排相连。

优选地，所述第二切换单元、第三切换单元两者均在其至少一路输出端作为小信号仿真系统连接端子；所述第一切换单元在其至少一路输出端作为小信号仿真系统IO单元连接端子。

优选地，所述第一切换单元、第三切换单元两者均在其至少一路输出端作为IO板卡测试系统连接端子。

优选地，所述第三切换单元两者均在其至少一路输出端作为继电保护装置连接端子。

优选地，所述第一切换单元、第二切换单元、第三切换单元、功放信号切换用端子排、以及开关量信号用切换端子排五者均具有至少一路作为备用端子的输出端。

本实用新型的RTDS仿真系统用多功能二次接口系统具有下述优点：

1、本实用新型结构简单，使用方便，通过将所有实验室用RTDS仿真系统与其相关控制保护设备间的二次接线提前预制，利用IO信号切换用端子排、功放信号切换用端子排，开关量信号用切换端子排来进行相关回路切换，在进行不同平台仿真试验切换时，只需要断开原仿真平台涉及的二次连片，并接通现有仿真平台涉及的二次连片即可完成试验平台的物理部分搭建；

2、采用预制电缆方式，避免了现场接线时电缆纵横交错及一旦接线错误，查找错误接线困难问题，在实现现场接线美观的同时，极大地提高了平台搭建效率；

3、该系统IO信号切换用端子排、功放信号切换用端子排，开关量信号用切换端子排均留有一定数量的备用端子，扩展性强，利于实验室新平台接入。

附图说明

图1为本实用新型实施例的拓扑结构示意图。

图例说明：1、IO信号切换用端子排；11、第一切换单元；12、第二切换单元；13、第三切换单元；2、功率放大器；3、功放信号切换用端子排；4、24V-110V转换模块；5、开关量信号用切换端子排；6、小信号仿真系统连接端子；61、小信号仿真系统IO单元连接端子；7、IO板卡测试系统连接端子；8、继电保护装置连接端子。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供一种RTDS仿真系统用多功能二次接口系统，包括IO信号切换用端子排1、功率放大器2、功放信号切换用端子排3、24V-110V转换模块4以及开关量信号用切换端子排5，IO信号切换用端子排1包括分别和RTDS仿真系统的模拟量输出板卡GTAO相连的第一切换单元11、RTDS仿真系统的数字量输出板卡GTDO相连的第二切换单元12以及RTDS仿真系统的数字量输入板卡GTDI相连的第三切换单元13，第一切换单元11、第二切换单元12、第三切换单元13、功放信号切换用端子排3以及开关量信号用切换端子排5均为一路信号输入拓展为多路输出的端子排，第一切换单元11的一路输出通过功率放大器2与功放信号切换用端子排3相连，第二切换单元12的一路输出通过24V-110V转换模块4和开关量信号用切换端子排5相连。第一切换单元11、第二切换单元12、第三切换单元13、功放信号切换用端子排3以及开关量信号用切换端子排5具备将一路信号输入拓展为多路输出及按路选择输出功能，正常情况下，只有在用仿真系统涉及的相关端子排连片处于接通状态，其他连片均处于断开状态。

如图1所示，功率放大器2一端通过电缆连接第一切换单元11的一路输出端、另一端通过电缆连接功放信号切换用端子排3，用于将模拟量输出板卡GTAO输出的-10V~+10V模拟量小信号经功率放大器转换为现场实际用控制或保护装置IO板卡可接收的模拟量信号，再利用功放信号切换用端子排3将信号拓展为多路分别送至不同的仿真系统，参见图1，例如继电保护装置、励磁系统、配电网数模仿真系统等。

如图1所示，24V-110V转换模块4一端通过电缆接连第二切换单元12的一路输出端，另一端通过电缆连接开关量信号用切换端子排5，用于将数字量输出板卡GTDO输出的24V开关量小信号经24V-110V转换模块4转换为现场实际用控制或保护装置IO板卡可接收的110V开关量信号，再利用开关量信号用切换端子排5将信号拓展为多路分别送至继电保护装置、励磁系统、IO板卡测试系统等不同的仿真系统。

如图1所示，本实施例中第二切换单元12、第三切换单元13两者均在其至少一路输出端作为小信号仿真系统连接端子6；第一切换单元11在其至少一路输出端作为小信号仿真系统IO单元连接端子61，小信号仿真系统连接端子6以及小信号仿真系统IO单元连接端子61均可以和外部的HVDC仿真系统相连。第一切换单元11、第三切换单元13两者均在其一路输出端作为IO板卡测试系统连接端子7，用于直接和外部的IO板卡测试系统相连。本实施例中第三切换单元13两者均在其一路输出端作为继电保护装置连接端子8，用于直接和外部的继电保护装置相连。本实施例中第一切换单元11、第二切换单元12、第三切换单元13、功放信号切换用端子排3、以及开关量信号用切换端子排5五者均具有一路作为备用端子的输出端，用于实验室新平台接入时使用。

对于可直接与RTDS仿真系统的模拟量输出板卡GTAO、数字量输出板卡GTDO、数字量输入板卡GTDI等外设板卡接口的实验室用HVDC仿真系统、小信号仿真系统、小信号仿真系统IO单元，则直接用电缆在IO信号切换用端子排1通过小信号仿真系统6连接端子、小信号仿真系统IO单元连接端子61、IO板卡测试系统连接端子7、继电保护装置连接端子8以及备用端子等完成接线。

综上所述，本实施例的RTDS仿真系统用多功能二次接口系统将所有实验室用RTDS仿真系统与其相关控制保护设备间的二次接线提前预制，利用IO信号切换用端子排、功放信号切换用端子排，开关量信号用切换端子排来进行相关回路切换。在进行不同平台仿真试验切换时，只需要断开原仿真平台涉及的二次连片，并接通现有仿真平台涉及的二次连片即可完成试验平台的物理部分搭建。本实施例的RTDS仿真系统用多功能二次接口系统结构简单，使用方便，通过将所有实验室用RTDS仿真系统与其相关控制保护设备间的二次接线提前预制，利用IO信号切换用端子排、功放信号切换用端子排，开关量信号用切换端子排来进行相关回路切换，在进行不同平台仿真试验切换时，只需要断开原仿真平台涉及的二次连片，并接通现有仿真平台涉及的二次连片即可完成试验平台的物理部分搭建，避免了现场接线时电缆纵横交错及一旦接线错误，查找错误接线困难问题，在实现现场接线美观的同时，极大地提高了平台搭建效率。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围。