專利名稱：一種直流干擾測(cè)試控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于電力系統(tǒng)的直流干擾測(cè)試技術(shù)，特別關(guān)于繼電保護(hù)直流干擾試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)，具體的講是一種直流干擾測(cè)試控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來繼電保護(hù)專業(yè)造成的事故表明，最有可能造成電網(wǎng)重大事故的是繼電保護(hù)的二次回路出現(xiàn)問題，尤其是繼電保護(hù)直流系統(tǒng)出現(xiàn)問題。如果直流二次回路受到的干擾輕，則會(huì)因繼電保護(hù)裝置得到錯(cuò)誤信息而導(dǎo)致不正確動(dòng)作；如果直流二次回路受到的干擾重，則會(huì)使多個(gè)開關(guān)同時(shí)無故障跳閘，從而導(dǎo)致變電站或電廠全停事故，進(jìn)而造成電網(wǎng)重大事故。在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于繼電保護(hù)直流系統(tǒng)抗干擾的研究基本是理論上的分析和推導(dǎo)，還沒有開展實(shí)驗(yàn)室的專項(xiàng)試驗(yàn)研究，也沒有建立試驗(yàn)的模擬環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種直流干擾測(cè)試控制系統(tǒng)，用以開展繼電保護(hù)直流干擾試驗(yàn)檢測(cè)，提高被測(cè)繼電保護(hù)裝置、繼電器、操作箱及二次回路抗直流系統(tǒng)接地和串入交流的能力。本發(fā)明的目的是，提供一種直流干擾測(cè)試控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括直流干擾仿真裝置以及上位控制裝置；其中，直流干擾仿真裝置包括控制板和實(shí)現(xiàn)電路；實(shí)現(xiàn)電路進(jìn)一步包括直流正極接口，用于連接外部直流電源的正極；直流負(fù)極接口，用于連接外部直流電源的負(fù)極；被測(cè)設(shè)備正極接口，用于連接外部被測(cè)設(shè)備的正極；被測(cè)設(shè)備負(fù)極接口，用于連接外部被測(cè)設(shè)備的負(fù)極；直流正極接口與被測(cè)設(shè)備正極接口之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串連有電纜模擬電阻、快速接點(diǎn)、等效電容接入點(diǎn)和干擾信號(hào)接入點(diǎn)；直流負(fù)極接口與被測(cè)設(shè)備負(fù)極接口之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串連有電纜模擬電阻、等效電容接入點(diǎn)和干擾信號(hào)接入點(diǎn)；等效電容接入點(diǎn)與地之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串聯(lián)有等效電容； 干擾信號(hào)接入點(diǎn)與干擾源之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串聯(lián)有接地電阻和快速接點(diǎn)；連接片，用于插入所述的選通孔，使所述的測(cè)試線導(dǎo)通；控制板進(jìn)一步包括與上位機(jī)通信單元，用于接收上位控制裝置發(fā)來的控制指令，并向上位控制裝置反饋控制信息；元器件驅(qū)動(dòng)單元，用于根據(jù)所述的控制指令，對(duì)包括模擬電阻、等效電容、接地電阻和快速接點(diǎn)在內(nèi)的元器件進(jìn)行控制；上位控制裝置包括與下位機(jī)通信單元，用于向所述的直流干擾仿真裝置發(fā)送控制指令，并接收所述直流干擾仿真裝置反饋的控制信息；快速接點(diǎn)調(diào)節(jié)單元，用于接收用戶輸入的快速接點(diǎn)狀態(tài)信息，并根據(jù)所述的快速接點(diǎn)狀態(tài)信息生成快速節(jié)點(diǎn)導(dǎo)通/ 斷開狀態(tài)控制指令；模擬電阻調(diào)節(jié)單元，用于接收用戶輸入的模擬電阻值，并根據(jù)所述的模擬電阻值生成模擬電阻阻值控制指令；等效電容調(diào)節(jié)單元，用于接收用戶輸入的等效電容值，并根據(jù)所述的等效電容值生成的等效電容容值控制指令；接地電阻調(diào)節(jié)單元，用于接收用戶輸入的接地電阻值，并根據(jù)接地電阻值生成接地電阻阻值控制指令。
本發(fā)明實(shí)施例的直流干擾測(cè)試控制系統(tǒng)中，各元器件的參數(shù)按直流系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)，參數(shù)大小可靈活配置。本發(fā)明實(shí)施例增加了變電站直流系統(tǒng)故障及干擾的仿真模擬功能，可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的電網(wǎng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置抗直流系統(tǒng)二次回路干擾的試驗(yàn)。并可對(duì)變電站直流系統(tǒng)干擾引起的事故進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，有針對(duì)性的制定繼電保護(hù)裝置抗直流系統(tǒng)干擾的措施。變電站或電廠的直流系統(tǒng)嚴(yán)重異常，將有可能造成變電站或發(fā)電廠全停事故，極大威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，本發(fā)明實(shí)施例可有效提高二次設(shè)備抗直流干擾能力，保證電網(wǎng)安全運(yùn)行，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益非常巨大。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例1直流干擾測(cè)試控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例1直流干擾仿真裝置的電路圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例1測(cè)試控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例1上位控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例1上位控制裝置的設(shè)置界面示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例1工具欄示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例1狀態(tài)文件編輯界面示意圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例2具有多個(gè)直流干擾仿真裝置的直流干擾測(cè)試控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例2具有多個(gè)直流干擾仿真裝置的測(cè)試電路圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例2電阻電容參數(shù)設(shè)置界面示意圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例2將支路1的Jll節(jié)點(diǎn)閉合的設(shè)置界面示意圖；圖12為本發(fā)明實(shí)施例2將支路1的J12節(jié)點(diǎn)閉合的設(shè)置界面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1如圖1所示，為實(shí)施例的直流干擾測(cè)試控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括直流干擾仿真裝置 100以及上位控制裝置200 ；直流干擾仿真裝置100包括控制板101和實(shí)現(xiàn)電路102。上位控制裝置200通過以太網(wǎng)口與直流干擾仿真裝置100相連接。電池組301為直流干擾仿真裝置100提供電源，充電裝置302為電池組301充電。被測(cè)裝置連接在直流干擾仿真裝置100的測(cè)試接口。
如圖2所示，實(shí)現(xiàn)電路102進(jìn)一步包括直流正極接口，用于連接外部直流電源的正極；直流負(fù)極接口，用于連接外部直流電源的負(fù)極；被測(cè)設(shè)備正極接口，用于連接外部被測(cè)設(shè)備的正極；被測(cè)設(shè)備負(fù)極接口，用于連接外部被測(cè)設(shè)備的負(fù)極；直流正極接口與被測(cè)設(shè)備正極接口之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串連有電纜模擬電阻、快速接點(diǎn)、等效電容接入點(diǎn)和干擾信號(hào)接入點(diǎn)；直流負(fù)極接口與被測(cè)設(shè)備負(fù)極接口之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串連有電纜模擬電阻、等效電容接入點(diǎn)和干擾信號(hào)接入點(diǎn)；等效電容接入點(diǎn)與地之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串聯(lián)有等效電容；干擾信號(hào)接入點(diǎn)與干擾源之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串聯(lián)有接地電阻和快速接點(diǎn)；連接片，用于插入選通孔，使測(cè)試線導(dǎo)通。在圖2中1) ff是屏上的兩個(gè)插孔和一個(gè)連接片，插孔按測(cè)試線的線頭標(biāo)準(zhǔn)制作，連接片
分兩類，一類為梁上無孔，一類為梁上有一個(gè)孔，還能插測(cè)試線。再制作兩類跨越“A點(diǎn)”和 “B點(diǎn)”及"E點(diǎn)”和"F點(diǎn)”的連接片?；迷趫D2上凡是標(biāo)著“直流正極”、“直流負(fù)極”、“接地”、“交流火線”的孔，都連接
有測(cè)試線。3) “絕緣監(jiān)測(cè)電阻R1”、“絕緣監(jiān)測(cè)電阻R2”、“直流電源”、“直流電源等效內(nèi)阻”為
示意圖，在本實(shí)施例的直流干擾測(cè)試裝置中無實(shí)物對(duì)應(yīng)。4) “J11”、“J12”、“J13”等為快速接點(diǎn)，可用測(cè)試控制裝置分別控制這些接點(diǎn)的通
斷，時(shí)間可控，用于短接交直流或直流接地或裝置接點(diǎn)動(dòng)作等，接點(diǎn)是干接點(diǎn)，需要一定容量。如圖4所示，為快速接點(diǎn)的電路圖。5) “接地電阻 R+”、“接地電阻 R-”、“R11”、“R12”、“R13”、“R14”、“接地電阻 R15”、 “接地電阻R16”等為可用測(cè)試控制裝置控制電阻值的電阻。6) “直流系統(tǒng)正極等效電容”、“直流系統(tǒng)負(fù)極等效電容”、“正負(fù)電纜等效電容”、 “C11”、“C12”、“C13”、“C14”、“C15”、“C16”、“C17”、“C18” 等為可用測(cè)試控制裝置控制電容
值的電容。7)快速接點(diǎn)采用快速繼電器的接點(diǎn)，要求接通和斷開時(shí)間控制在幾毫秒之內(nèi)，容量具備交流混入直流時(shí)的斷弧能力，并有一定的裕度。8)本實(shí)施例的直流干擾測(cè)試裝置與測(cè)試控制裝置之間，采用網(wǎng)線連接，可在測(cè)試控制裝置上修改電容值和電阻值。9)充電設(shè)備302為電池組301充電，電池組301為直流干擾仿真裝置100提供工作電源，被測(cè)裝置400為電力系統(tǒng)中的二次設(shè)備，如繼電保護(hù)裝置、繼電器、操作箱等。如圖3所示，控制板101包括與上位機(jī)通信單元101a，用于接收上位控制裝置發(fā)來的控制指令，并向上位控制裝置反饋控制信息；元器件驅(qū)動(dòng)單元101b，用于根據(jù)控制指令，對(duì)實(shí)現(xiàn)電路上的，包括模擬電阻、等效電容、接地電阻和快速接點(diǎn)在內(nèi)的元器件進(jìn)行控制。如圖4所示，上位控制裝置200包括與下位機(jī)通信單元201，用于向直流干擾仿真裝置發(fā)送控制指令，并接收直流干擾仿真裝置反饋的控制信息；快速接點(diǎn)調(diào)節(jié)單元202， 用于接收用戶輸入的快速接點(diǎn)狀態(tài)信息，并根據(jù)快速接點(diǎn)狀態(tài)信息生成快速節(jié)點(diǎn)導(dǎo)通/斷開狀態(tài)控制指令；模擬電阻調(diào)節(jié)單元203，用于接收用戶輸入的模擬電阻值，并根據(jù)模擬電
6阻值生成模擬電阻阻值控制指令；等效電容調(diào)節(jié)單元204，用于接收用戶輸入的等效電容值，并根據(jù)等效電容值生成的等效電容容值控制指令；接地電阻調(diào)節(jié)單元205，用于接收用戶輸入的接地電阻值，并根據(jù)接地電阻值生成接地電阻阻值控制指令。如圖5所示，上位控制裝置包括元件狀態(tài)設(shè)置界面；元件狀態(tài)設(shè)置界面包括待設(shè)元件顯示區(qū)和元件設(shè)置工具欄。待設(shè)元件顯示區(qū)顯示繼電保護(hù)直流干擾測(cè)試裝置的電阻、 電容及快速節(jié)點(diǎn)設(shè)置。電阻、電容包括支路電阻、支路電容、接地電阻、正負(fù)電纜等效電容、 正負(fù)極等效電容、正負(fù)極接地電阻?？焖俟?jié)點(diǎn)設(shè)置包括通斷及短路時(shí)間設(shè)置。如圖6所示，工具欄包括D :新建狀態(tài)文件按鈕，用于新建一個(gè)狀態(tài)文件；打開狀態(tài)文件按鈕，用于打開一個(gè)已有狀態(tài)文件；0 :保存狀態(tài)文件按鈕，用于保存為狀態(tài)文件；拍摘‘隨·-釓翻前觸隨
中。例如，在上位控制裝置的元件狀態(tài)設(shè)置界面設(shè)定電阻、電容值后，確保斷開繼電保護(hù)直
流干擾仿真裝置的220VDC實(shí)驗(yàn)電源，點(diǎn)擊下載電阻電容按鈕⑷后，上位控制裝置軟件即
時(shí)將電阻電容值下載給直流干擾測(cè)試裝置的對(duì)應(yīng)元件，調(diào)整完畢、檢查無誤后才允許打開 220VDC實(shí)驗(yàn)電源。下載短路開關(guān)按鈕據(jù)，將當(dāng)前狀態(tài)文件中的四種快速節(jié)點(diǎn)類型J2，J3，J+， J-狀態(tài)下載到測(cè)試控制裝置中。例如，下載J2、J3、J+、J-短路開關(guān)在上位控制裝置的元件狀態(tài)設(shè)置界面設(shè)定2、3、卄、-四種值快速節(jié)點(diǎn)后，點(diǎn)擊下載短路開關(guān)按鈕._^后，上位控制裝置將J2、J3、J+、J-開斷信息及短路時(shí)間下載給直流干擾測(cè)試裝置的對(duì)應(yīng)開關(guān)。下載Jl快速節(jié)點(diǎn)在上位控制裝置的元件狀態(tài)設(shè)置界面設(shè)置快速節(jié)點(diǎn)J1，上位控制裝置即時(shí)將Jl開斷信息下載給直流干擾測(cè)試裝置的對(duì)應(yīng)開關(guān)。快速節(jié)點(diǎn)可以帶電開合，不必?cái)嚅_測(cè)試控制裝置的220VDC實(shí)驗(yàn)電源。0 狀態(tài)序列編輯按鈕，用于打開狀態(tài)序列編輯框。如圖7所示，在狀態(tài)序列編輯框中，用戶根據(jù)需求靈活編輯、保存、下載狀態(tài)序列文件。狀態(tài)序列編輯單元包括狀態(tài)序列數(shù)輸入模塊，用于輸入狀態(tài)序列數(shù)；當(dāng)前狀態(tài)數(shù)選擇模塊，用于選擇當(dāng)前的狀態(tài)數(shù)；觸發(fā)方式選擇模塊，用于選擇時(shí)間觸發(fā)方式或開入觸發(fā)方式；觸發(fā)時(shí)間輸入模塊，用于輸入觸發(fā)時(shí)間；觸發(fā)開入選擇模塊，用于選擇觸發(fā)開入類型； 狀態(tài)文件名修改模塊，用于修改當(dāng)前狀態(tài)文件的名稱。在軟件工具欄點(diǎn)擊“狀態(tài)序列編輯按鈕萄和，打開如圖7所示的狀態(tài)序列編輯框。 在狀態(tài)序列編輯框中，可先對(duì)狀態(tài)序列數(shù)進(jìn)行設(shè)置，然后點(diǎn)擊“調(diào)入狀態(tài)文件”按鈕，選擇對(duì)應(yīng)的狀態(tài)文件。將編輯完的狀態(tài)序列文件，點(diǎn)擊“保存狀態(tài)序列文件”后，保存為擴(kuò)展名為 “.sta”的文件。點(diǎn)擊“打開狀態(tài)序列文件”按鈕，打開對(duì)應(yīng)的文件。點(diǎn)擊“下載狀態(tài)序列文件”按鈕，將該狀態(tài)序列文件中的，例如狀態(tài)1和狀態(tài)2設(shè)置的參數(shù)，下載到直流干擾測(cè)試裝置。本發(fā)明實(shí)施例的直流干擾測(cè)試系統(tǒng)中，各元器件的參數(shù)按直流系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)，參數(shù)大小可靈活配置。本發(fā)明實(shí)施例增加了變電站直流系統(tǒng)故障及干擾的仿真模擬功能，可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的電網(wǎng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置抗直流系統(tǒng)二次回路干擾的試驗(yàn)。并可對(duì)變電站直流系統(tǒng)干擾引起的事故進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，有針對(duì)性的制定繼電保護(hù)裝置抗直流系統(tǒng)干擾的措施。實(shí)施例2如圖8所示，本實(shí)施例的直流干擾測(cè)試系統(tǒng)包括多個(gè)直流干擾仿真裝置(100a、 IOOb和100c)以及作為上位控制裝置的上位計(jì)算機(jī)200 ；直流干擾仿真裝置(100a、IOOb和 100c)通過網(wǎng)絡(luò)控制箱500與上位計(jì)算機(jī)200相連接。每個(gè)直流干擾仿真裝置包括控制板和實(shí)現(xiàn)電路。電池組301為直流干擾仿真裝置(100a、100b和100c)提供電源，充電裝置 302為電池組301充電。被測(cè)裝置G00a、400b和400c)連接在對(duì)應(yīng)的直流干擾仿真裝置 (100a、IOOb 和 100c)的測(cè)試接口。具有三個(gè)直流干擾仿真裝置的直流干擾測(cè)試系統(tǒng)的電路連接關(guān)系如圖9所示。其中，每個(gè)直流干擾仿真裝置(100a、100b和100c)的實(shí)現(xiàn)電路包括直流正極接口，用于連接電池組的正極；直流負(fù)極接口，用于連接電池組的負(fù)極；被測(cè)設(shè)備正極接口，用于連接外部被測(cè)設(shè)備的正極；被測(cè)設(shè)備負(fù)極接口，用于連接外部被測(cè)設(shè)備的負(fù)極；直流正極接口與被測(cè)設(shè)備正極接口之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串連有電纜模擬電阻、快速接點(diǎn)、等效電容接入點(diǎn)和干擾信號(hào)接入點(diǎn)；直流負(fù)極接口與被測(cè)設(shè)備負(fù)極接口之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串連有電纜模擬電阻、等效電容接入點(diǎn)和干擾信號(hào)接入點(diǎn)；等效電容接入點(diǎn)與地之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串聯(lián)有等效電容；干擾信號(hào)接入點(diǎn)與干擾源之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串聯(lián)有接地電阻和快速接點(diǎn)；連接片，用于插入選通孔，使所述的測(cè)試線導(dǎo)通。在圖9中(1) 是屏上的兩個(gè)插孔和一個(gè)連接片，插孔按測(cè)試線的線頭標(biāo)準(zhǔn)制作，連接片
分兩類，一類為梁上無孔，一類為梁上有一個(gè)孔，還能插測(cè)試線。再制作兩類跨越“A點(diǎn)”和 “B點(diǎn)”及"E點(diǎn)”和"F點(diǎn)”的連接片。(2)圖上凡是標(biāo)著“直流正極”、“直流負(fù)極”、“接地”、“交流火線”的孔，都在屏背面
按要求連接導(dǎo)線。(3) “絕緣監(jiān)測(cè)電阻R1”、“絕緣監(jiān)測(cè)電阻R2”、“直流電源”、“直流電源等效內(nèi)阻”為系統(tǒng)的充電電池組。(4)在圖9上畫了三條支路(即三個(gè)直流干擾測(cè)試裝置)，實(shí)際按屏面大小可設(shè)計(jì)多條支路，如五條支路等。(5) “J+”、“J_”、“J11”、“J12”、“J13”等為快速接點(diǎn)，可用上位計(jì)算機(jī)設(shè)置分別控
制這17付接點(diǎn)的通斷，時(shí)間可控，用于短接交直流或直流接地或裝置接點(diǎn)動(dòng)作等，接點(diǎn)是
干接點(diǎn)，需要一定容量。(6) “接地電阻 R+”、“接地電阻 R-”、“R11”、“R12”、“R13”、“R14”、“接地電阻 R15”、 “接地電阻R16”等為可用上位計(jì)算機(jī)控制電阻值的電阻。(7) “直流系統(tǒng)正極等效電容”、“直流系統(tǒng)負(fù)極等效電容”、“正負(fù)電纜等效電容”、 “C11”、“C12”、“C13”、“C14”、“C15”、“C16”、“C17”、“C18” 等為可用上位計(jì)算機(jī)控制電容值
的電容。(8)本實(shí)施例系統(tǒng)把許多電纜等效為π模型。(9)各元件參數(shù)
(9. 1)可控電阻、電容及接點(diǎn)耐壓為直流600V ；(9. 2)支路可控電阻的調(diào)整級(jí)差為1 Ω，最大經(jīng)受電流為3Α ；(9. 3)支路可控電容的調(diào)整級(jí)差為0. 05 μ F ；(9. 4)直流系統(tǒng)正、負(fù)極可調(diào)等值電容的級(jí)差為1 μ F。(10)快速接點(diǎn)采用快速繼電器的接點(diǎn)，要求接通和斷開時(shí)間控制在幾毫秒之內(nèi)， 容量具備交流混入直流時(shí)的斷弧能力，并有一定的裕度。(11)檢測(cè)平臺(tái)的背面采用機(jī)箱掛接，兩側(cè)安裝兩排鳳凰端子，把正負(fù)直流、交流火線、接地引至端子排。如圖8所示，上位計(jì)算機(jī)200生成控制指令，并通過網(wǎng)絡(luò)控制箱500將控制指令傳送給直流干擾仿真裝置(100a、IOOb和100c)中的控制板，控制板根據(jù)上位計(jì)算機(jī)傳來的控制指令對(duì)各自對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)電路中的電阻、電容和快速接點(diǎn)進(jìn)行控制?？刂频木_度可達(dá)到毫秒級(jí)，快速接點(diǎn)的動(dòng)作行為控制可編程。本實(shí)施例系統(tǒng)的控制方式包括電阻、電容值的設(shè)定和快速節(jié)點(diǎn)通斷由上位計(jì)算機(jī)設(shè)置，上位計(jì)算機(jī)和直流干擾仿真裝置間通過以太網(wǎng)通訊。在本實(shí)施例的直流干擾測(cè)試系統(tǒng)中，可將直流干擾仿真裝置設(shè)置于一個(gè)直流干擾測(cè)試柜中，每個(gè)直流干擾測(cè)試柜中可設(shè)置多個(gè)直流干擾仿真裝置，每個(gè)直流干擾仿真裝置具有一個(gè)IP地址，每個(gè)直流干擾仿真裝置形成一條測(cè)試支路。例如每個(gè)直流干擾測(cè)試柜中可設(shè)置三至五個(gè)直流干擾仿真裝置。直流干擾仿真裝置上電Q20VAC)后，可與上位計(jì)算機(jī)通過以太網(wǎng)通訊。每條支路 (每臺(tái)直流干擾仿真裝置)具有自己的IP地址(如，支路1的IP地址為192. 168. 1. 133)。 多條支路和上位計(jì)算機(jī)的通訊通過開入、開出、指示燈及網(wǎng)絡(luò)控制箱500轉(zhuǎn)接，也可以將所有直流干擾仿真裝置接入局域網(wǎng)。直流干擾仿真裝置由控制板和實(shí)現(xiàn)電路兩部分構(gòu)成。如圖3所示，控制板包括與上位機(jī)通信單元IOla和元器件驅(qū)動(dòng)單元101b，與上位機(jī)通信單元IOla采用ARM微處理器實(shí)現(xiàn)；元器件驅(qū)動(dòng)單元IOlb采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)及擴(kuò)展電路實(shí)現(xiàn)。ARM微處理器具備以太網(wǎng)接口，負(fù)責(zé)和上位計(jì)算機(jī)通訊，并根據(jù)上位機(jī)傳來的元器件控制指令對(duì)DSP進(jìn)行控制。DSP根據(jù)ARM微處理器傳來的元器件控制指令通過擴(kuò)展電路對(duì)實(shí)現(xiàn)電路中的電阻網(wǎng)絡(luò)、電容網(wǎng)絡(luò)和快速接點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行控制。上位計(jì)算機(jī)包括與下位機(jī)通信單元，用于向ARM微處理器發(fā)送控制指令，并接收 ARM微處理器反饋的控制信息；快速接點(diǎn)調(diào)節(jié)單元，用于接收用戶輸入的快速接點(diǎn)狀態(tài)信息，并根據(jù)快速接點(diǎn)狀態(tài)信息生成快速節(jié)點(diǎn)導(dǎo)通/斷開狀態(tài)控制指令；模擬電阻調(diào)節(jié)單元， 用于接收用戶輸入的模擬電阻值，并根據(jù)模擬電阻值生成模擬電阻阻值控制指令；等效電容調(diào)節(jié)單元，用于接收用戶輸入的等效電容值，并根據(jù)等效電容值生成的等效電容容值控制指令；接地電阻調(diào)節(jié)單元，用于接收用戶輸入的接地電阻值，并根據(jù)接地電阻值生成接地電阻阻值控制指令。ARM微處理器將接收的快速節(jié)點(diǎn)導(dǎo)通/斷開狀態(tài)控制指令、模擬電阻阻值控制指令、等效電容容值控制指令和/或接地電阻阻值控制指令控制DSP ；DSP根據(jù)ARM 微處理器傳來的元器件的控制指令通過擴(kuò)展電路控制實(shí)現(xiàn)電路中的電阻網(wǎng)絡(luò)、電容網(wǎng)絡(luò)和快速接點(diǎn)。圖5中的測(cè)試支路包含了實(shí)現(xiàn)直流干擾測(cè)試系統(tǒng)的接地干擾測(cè)試的最小系統(tǒng)，可完成本實(shí)施例系統(tǒng)的接地干擾測(cè)試的基本試驗(yàn)功能，該例子只列出一條測(cè)試支路，即圖5電路顯示區(qū)所示的一個(gè)直流干擾仿真裝置的控制過程。斷開直流干擾仿真裝置的220VDC實(shí)驗(yàn)電源，斷開J11，確保測(cè)試支路上不帶電；在上位計(jì)算機(jī)的設(shè)置界面上設(shè)置直流測(cè)試電路中的電阻電容值，設(shè)置完畢的軟件設(shè)置區(qū)域界面如圖10所示。設(shè)正負(fù)電纜等效電容=2 μ F ；設(shè)測(cè)試支路各個(gè)電阻值R11= 5 Ω、R12 = 2 Ω、R13 = 2 Ω、R14 = 2 Ω ；設(shè)測(cè)試支路各個(gè)電容值C11= 1 μ F、C12 = 1 μ F、C13 = 0 μ F、C14 = 0 μ F、C15 =1 μ F、C16 = 1 μ F、C17 = 0 μ F、C18 = 0 μ F ;設(shè)接地電阻R15 = 2 Ω、接地電阻R16 = 10 Ω ；設(shè)接地電阻R+為11. 25k Ω、接地電阻R-為11. 25k Ω ；設(shè)直流系統(tǒng)正極等效電容=10 μ F、直流系統(tǒng)負(fù)極等效電容=10 μ F。 點(diǎn)擊上位計(jì)算機(jī)軟件工具欄“下載電阻電容按鈕=ITj ”后，上位計(jì)算機(jī)軟件按照電阻、電容實(shí)現(xiàn)方案解析電阻、電容值，解析完畢的電阻、電容值經(jīng)上位計(jì)算機(jī)以太網(wǎng)口通過開入、開出、指示燈及網(wǎng)絡(luò)控制箱下載給直流干擾仿真裝置的控制板，控制板上的通訊電口接收數(shù)據(jù)后，經(jīng)ARM處理器透明傳遞給DSP，由DSP控制擴(kuò)展電路，由擴(kuò)展電路控制直流干擾仿真裝置的實(shí)現(xiàn)電路中的電阻、電容和快速接點(diǎn)，以調(diào)整電阻電容的值和快速接點(diǎn)的導(dǎo)通/ 斷開狀態(tài)，在調(diào)整過程中確保測(cè)試支路中不帶電。電阻電容值調(diào)整完畢、檢查無誤后，打開直流干擾測(cè)試裝置的220VDC實(shí)驗(yàn)電源。在上位計(jì)算機(jī)的元件狀態(tài)設(shè)置界面，設(shè)置測(cè)試支路的Jll開關(guān)為閉合狀態(tài)，見圖 11所示，上位計(jì)算機(jī)軟件即時(shí)將Jll開關(guān)狀態(tài)下傳給控制板，控制板即時(shí)去控制實(shí)現(xiàn)電路， 將Jll節(jié)點(diǎn)閉合。在上位計(jì)算機(jī)的元件狀態(tài)設(shè)置界面，設(shè)置J12節(jié)點(diǎn)閉合，設(shè)置Jll閉合起始時(shí)間為 lms、結(jié)束時(shí)間為1000ms，J12設(shè)置完參數(shù)界面見圖12所示，圖12中所標(biāo)示的短路插在測(cè)試支路(即，直流干擾仿真裝置)面板上切換，短路插可選通接地，模擬直流系統(tǒng)接地故障；短路插也可選通交流火線，模擬交流火線串直流系統(tǒng)故障。在上位計(jì)算機(jī)的元件狀態(tài)設(shè)置界而,對(duì)J2、J3、J+、J-快速節(jié)點(diǎn)設(shè)置完畢后，點(diǎn)擊
上位計(jì)算機(jī)的工具欄中“下載短路開關(guān)按鈕f ”，在上位計(jì)算機(jī)軟件解析并下發(fā)J2、J3、J+、
J-快速節(jié)點(diǎn)狀態(tài)，解析完畢的值經(jīng)上位計(jì)算機(jī)以太網(wǎng)口通過開入、開出、指示燈及網(wǎng)絡(luò)控制箱下載給直流干擾仿真裝置的控制板，控制板上的通訊電口接收數(shù)據(jù)后，經(jīng)ARM處理器透明傳遞給DSP，由DSP根據(jù)上位計(jì)算機(jī)軟件設(shè)置的閉合起始時(shí)間，去控制J12閉合，用以模擬直流系統(tǒng)接地或交流火線串直流系統(tǒng)故障。在本實(shí)施例的直流干擾測(cè)試系統(tǒng)中額定直流由與充電電池組連接的母線引至直流干擾測(cè)試柜，輸出為固定230V直流；可調(diào)直流由直流遠(yuǎn)程監(jiān)控柜引至直流干擾測(cè)試柜， 輸出可設(shè)為60% 110% Un，通過直流遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)接受開入命令或者軟件命令來實(shí)現(xiàn)。 直流干擾測(cè)試柜中至少包括直流干擾測(cè)試裝置和控制裝置。直流由直流遠(yuǎn)程監(jiān)控柜，用于對(duì)充電設(shè)備、充電電池組等直流設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。本實(shí)施例系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了變電站直流系統(tǒng)故障及干擾的仿真模擬功能，可進(jìn)行電網(wǎng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置抗直流系統(tǒng)二次回路干擾的試驗(yàn)。并可對(duì)變電站直流系統(tǒng)干擾引起的事故進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，有針對(duì)性的制定繼電保護(hù)裝置抗直流系統(tǒng)干擾的措施。變電站或電廠的直流系統(tǒng)嚴(yán)重異常，將有可能造成變電站或發(fā)電廠全停事故，極大威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，本實(shí)施例系統(tǒng)可有效提高二次設(shè)備抗直流干擾能力，保證電網(wǎng)安全運(yùn)行，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益非常巨大。例如當(dāng)直流系統(tǒng)受干擾，引起發(fā)電廠全廠停電時(shí)的損失，按中等容量電廠(1000MW)停電一天計(jì)，損失電量對(duì)000麗·!!，折合人民幣近千萬元。本發(fā)明中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員， 依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種直流干擾測(cè)試控制系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)包括直流干擾仿真裝置以及上位控制裝置；其中，所述的直流干擾仿真裝置包括控制板和實(shí)現(xiàn)電路；所述的實(shí)現(xiàn)電路進(jìn)一步包括 直流正極接口，用于連接外部直流電源的正極； 直流負(fù)極接口，用于連接外部直流電源的負(fù)極； 被測(cè)設(shè)備正極接口，用于連接外部被測(cè)設(shè)備的正極； 被測(cè)設(shè)備負(fù)極接口，用于連接外部被測(cè)設(shè)備的負(fù)極；所述的直流正極接口與被測(cè)設(shè)備正極接口之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串連有電纜模擬電阻、快速接點(diǎn)、等效電容接入點(diǎn)和干擾信號(hào)接入點(diǎn)；所述的直流負(fù)極接口與被測(cè)設(shè)備負(fù)極接口之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串連有電纜模擬電阻、等效電容接入點(diǎn)和干擾信號(hào)接入點(diǎn)；所述的等效電容接入點(diǎn)與地之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串聯(lián)有等效電容； 所述的干擾信號(hào)接入點(diǎn)與干擾源之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串聯(lián)有接地電阻和快速接點(diǎn)；連接片，用于插入所述的選通孔，使所述的測(cè)試線導(dǎo)通； 所述的控制板進(jìn)一步包括與上位機(jī)通信單元，用于接收所述上位控制裝置發(fā)來的控制指令，并向所述的上位控制裝置反饋控制信息；元器件驅(qū)動(dòng)單元，用于根據(jù)所述的控制指令，對(duì)包括模擬電阻、等效電容、接地電阻和快速接點(diǎn)在內(nèi)的元器件進(jìn)行控制；所述的上位控制裝置包括與下位機(jī)通信單元，用于向所述的直流干擾仿真裝置發(fā)送控制指令，并接收所述直流干擾仿真裝置反饋的控制信息；快速接點(diǎn)調(diào)節(jié)單元，用于接收用戶輸入的快速接點(diǎn)狀態(tài)信息，并根據(jù)所述的快速接點(diǎn)狀態(tài)信息生成快速節(jié)點(diǎn)導(dǎo)通/斷開狀態(tài)控制指令；模擬電阻調(diào)節(jié)單元，用于接收用戶輸入的模擬電阻值，并根據(jù)所述的模擬電阻值生成模擬電阻阻值控制指令；等效電容調(diào)節(jié)單元，用于接收用戶輸入的等效電容值，并根據(jù)所述的等效電容值生成的等效電容容值控制指令；接地電阻調(diào)節(jié)單元，用于接收用戶輸入的接地電阻值，并根據(jù)所述的接地電阻值生成接地電阻阻值控制指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的上位控制裝置還包括元件狀態(tài)設(shè)置界面；所述的元件狀態(tài)設(shè)置界面包括待設(shè)元件顯示區(qū)和元件設(shè)置工具欄； 所述的待設(shè)元件顯示區(qū)用于顯示由所述快速接點(diǎn)、模擬電阻、等效電容和/或接地電阻組成的直流干擾測(cè)試電路； 所述的元件設(shè)置工具欄包括狀態(tài)文件新建單元，用于創(chuàng)建包含快速接點(diǎn)狀態(tài)信息、模擬電阻值、等效電容值和/或接地電阻值的狀態(tài)文件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的元件設(shè)置工具欄還包括狀態(tài)文件存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)所述的狀態(tài)文件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的元件設(shè)置工具欄還包括模擬電阻下載單元，用于將所述狀態(tài)文件中的模擬電阻值下載到所述的模擬電阻調(diào)節(jié)單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的元件設(shè)置工具欄還包括電容下載單元，用于將所述狀態(tài)文件中的電容值下載到所述的等效電容調(diào)節(jié)單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的元件設(shè)置工具欄還包括快速接點(diǎn)下載單元，用于將所述狀態(tài)文件中的快速接點(diǎn)狀態(tài)信息下載到所述的快速接點(diǎn)調(diào)節(jié)單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的元件設(shè)置工具欄還包括接地電阻下載單元，用于將所述狀態(tài)文件中的接地電阻值下載到所述的接地電阻調(diào)節(jié)單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的元件設(shè)置工具欄還包括狀態(tài)序列編輯單元，用于對(duì)所述的狀態(tài)文件進(jìn)行編輯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的直流正極接口和直流負(fù)極接口之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串聯(lián)有等效電容；并且，所述的直流正極接口與干擾源之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串聯(lián)有接地電阻和快速接點(diǎn)；并且，所述的直流負(fù)極接口與干擾源之間通過具有選通插孔的測(cè)試線串聯(lián)有接地電阻和快速接點(diǎn)；所述的干擾源包括交流源和/或地；所述的選通孔設(shè)置在所述電纜模擬電阻兩端的測(cè)試線上；并且，所述的選通孔設(shè)置在所述等效電容兩端的測(cè)試線上；并且，所述的選通孔設(shè)置在所述快速接點(diǎn)兩端的測(cè)試線上。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種直流干擾測(cè)試控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括直流干擾仿真裝置以及上位控制裝置；其中，直流干擾仿真裝置包括控制板和實(shí)現(xiàn)電路；控制板包括與上位機(jī)通信單元，元器件驅(qū)動(dòng)單元；上位控制裝置包括與下位機(jī)通信單元，快速接點(diǎn)調(diào)節(jié)單元，模擬電阻調(diào)節(jié)單元，等效電容調(diào)節(jié)單元，接地電阻調(diào)節(jié)單元。上位控制裝置將生成的控制指令發(fā)送給直流干擾仿真裝置的控制板，控制板根據(jù)控制指令對(duì)直流干擾仿真裝置的實(shí)現(xiàn)電路中的元器件進(jìn)行控制，用以開展繼電保護(hù)直流干擾試驗(yàn)檢測(cè)，提高被測(cè)二次設(shè)備抗直流接地和串入交流的能力。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102208806SQ20101013767
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者馮辰虎, 劉平, 劉蔚, 向前, 周曉陽, 孫集偉, 莊博, 李鋼, 楊心平, 王寧, 秦俊杰, 趙淑珍 申請(qǐng)人:北京博電新力電力系統(tǒng)儀器有限公司, 華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 華北電網(wǎng)有限公司