一种基于RTDS实时仿真的电子式互感器暂态测试系统技术方案

本发明专利技术属于智能变电站测试技术领域，特别涉及一种基于RTDS实时仿真的电子式互感器暂态测试系统。该系统包括RTDS实时仿真平台、功率放大器、数据转换装置、合并单元、网络报文与暂态故障记录分析装置和被测电子式互感器。本系统将被测信号与标准信号都转化为符合IEC61850‑9‑2LE格式的数据，并通过网络报文与暂态故障记录分析装置定性的对比被测信号与标准信号的动态响应。本发明专利技术可全面评估电子式互感器的暂态特性，且易于实现，避免了由传统动模试验系统开展暂态测试时带来的一系列问题，如可扩展性和兼容性差等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能变电站测试
，特别涉及一种基于RTDS实时仿真的电子式互感器暂态测试系统。
技术介绍
电子式互感器作为智能变电站实现二次设备数字化、网络化传输的源头，其精度和可靠性与电力系统的安全可靠及经济运行有着密切的关系。随着我国智能电网建设的不断推进，电子式互感器推广应用力度也不断加大，目前已经有相当数量的电子式互感器正式挂网运行。相比于传统电磁式互感器，电子式互感器从原理上解决了绝缘、磁饱和、暂态响应等缺陷，二次侧直接输出数字信号与其他智能设备接口，为二次设备网络化提供可能，适应智能变电站的发展要求。但在其应用过程中，也存在一些亟待解决的问题，如：电子式互感器采集器抗干扰能力、户外恶劣环境下的稳定性、采集器供电可靠性、暂态性能验证等问题。电子式电流互感器传感元件采用非铁磁材料，不存在磁饱和现象，线性度好，理论上对于谐波分量和非周期分量也具有很好的传变特性，但其输出信号还需经一系列电子电路的处理才能还原成与一次电流成正比的信号。电子电路的幅频响应对暂态过程中的谐波分量和非周期分量可能产生一定的影响。因此除了开展电子式互感器稳态性能测试，包括比差、角差、极性等，其暂态特性测试也非常有必要。传统的暂态测试方法利用动模试验系统，采用直接产生试验所需要的暂态大电流来校验电子式互感器的暂态特性，其优点是能够较真实地反映整个暂态过程，现象直观，物理意义明确，缺点是仿真的规模受实验室设备和场地限制，每一次不同类型的试验都要重新进行电气接线，耗力耗时，且可扩展性和兼容性差，实现暂态大电流造价高、难度较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决利用传统动模试验系统进行电子式互感器暂态测试的存在的局限性，提供一种更方便、更全面的评估电子式互感器的性能的方案——一种基于RTDS实时仿真的电子式互感器暂态测试系统。本专利技术通过以下技术方案实现上述目的。一种基于RTDS实时仿真的电子式互感器暂态测试系统，包括RTDS实时仿真平台、功率放大器、数据转换装置、合并单元、网络报文与暂态故障记录分析装置和被测电子式互感器；所述RTDS实时仿真平台包括仿真系统工作站、RTDS、GTAO，用于搭建电力系统模型，提供实时仿真环境，并将仿真计算结果通过GTAO板卡输出至功率放大器；所述功率放大器用于将GTAO板卡输出的小信号转换成适用于被测电子式互感器的模拟信号，一路作为被测量输出至被测电子式互感器，另一路作为标准源输出至数据转换装置；所述被测电子式互感器作为被测设备，接收从功率放大器输出的模拟信号，并以FT3帧格式传输至合并单元；所述数据转换装置用于将标准源信号转换成符合IEC61850-9-2LE格式的数据并输入网络报文与暂态故障记录分析装置；所述合并单元用于将从被测电子式互感器以FT3帧格式输出的信号转换成符合IEC61850-9-2LE格式的数据并接入网络报文与暂态故障记录分析装置；所述网络报文与暂态故障记录分析装置用于定性的对比被测信号和标准信号的动态响应。进一步，所述的RTDS仿真平台用于搭建电力系统模型，并将仿真的暂态波形通过GTAO板卡输出至功率放大器。进一步，所述的被测电子式互感器是按实际电子式互感器比例缩小后的电子式互感器。优选地，所述的数据转换装置采用FPGA+DSP硬件架构。本专利技术的有益效果在于：本专利技术基于RTDS实时仿真的电子式互感器暂态测试系统具有较强的灵活性、兼容性。由RTDS仿真平台与功率放大器代替了传统动模试验相当复杂、相当庞大的一次设备，可操作性强；另外可便捷的通过RTDS仿真不同故障情况下的暂态过程。被测电子式互感器作为被测设备能够间接反应现场实际运行设备的动态响应特性；通过数据转换装置能够方便的比较被测设备与标准源对暂态过程的动态响应。本RTDS实时仿真的电子式互感器暂态测试系统利用RTDS仿真建模与实际电子式互感器相结合的方法校验其动态响应特性，可校核电子式互感器对电网故障过程、高频分量、采集器电源故障等的动态响应，能够全面衡量电子式互感器暂态特性，测试过程简便、可靠，避免了由传统动模试验系统开展暂态测试时带来的一系列问题，如可扩展性和兼容性差等问题。附图说明图1是本专利技术所述的一种基于RTDS实时仿真的电子式互感器暂态测试系统原理图。图2是本专利技术所述的一种基于RTDS实时仿真的电子式互感器暂态测试系统中的数据转换装置原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进一步说明。如图1所示，一种基于RTDS实时仿真的电子式互感器暂态测试系统，包括RTDS实时仿真平台、功率放大器、数据转换装置、合并单元、网络报文与暂态故障记录分析装置和被测电子式互感器。所述RTDS实时仿真平台包括仿真系统工作站、RTDS、GTAO，用于搭建电力系统模型，提供实时仿真环境，并将仿真计算结果通过GTAO板卡输出至功率放大器。所述功率放大器用于将GTAO板卡输出的小信号转换成适用于被测电子式互感器的模拟信号，一路作为被测量信号输出至被测电子式互感器，另一路作为标准源信号输出至数据转换装置。所述被测电子式互感器作为被测设备，接收功率放大器输出的模拟信号，并以FT3帧格式传输至合并单元。所述数据转换装置用于将标准源信号转换成符合IEC61850-9-2LE格式的数据并接入网络报文与暂态故障记录分析装置，数据转换装置采用DSP+FPGA的硬件架构，包括信号调整电路及ADC采样、FPGA控制模块、DSP数据处理单元和外围存储、时钟电路（如图2所示）。所述合并单元用于将被测电子式互感器输出的FT3帧格式转换成符合IEC61850-9-2LE格式的数据并接入网络报文与暂态故障记录分析装置。所述网络报文与暂态故障记录分析装置用于定性的对比被测信号与标准信号的动态响应。一种基于RTDS实时仿真的电子式互感器暂态测试系统的测试方法如下：1、利用RTDS实时仿真平台搭建电力系统模型，模型可以任意调整电源出力和负荷大小，能在任意地点设置故障，并将电网正常运行和发生事故时的实时状态下的电压和电流通过GTAO板卡小信号输出。2、然后利用功率放大器将GTAO板卡输出的小信号放大并输出，其中一路输出至被测电子式互感器，另一路输出至数据转换装置（作为标准源）。3、被测电子式互感器为按实际电子式互感器比例缩小后的电子式互感器，除比例缩小外，其余如采集模块、电源模块等能够反应现场实际运行设备的动态响应特性。4、数据转换装置采用基于FPGA+DSP的硬件架构，实现将标准源模拟信号转换成可接入网络报文与暂态故障记录分析装置的相应数据帧。5、通过定性对比被测电子式互感器输出的FT3帧格式的信号与标准源信号在故障暂态过程中的响应，可校核电子式互感器的暂态特性。本专利技术不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本专利技术的较佳实施案例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于RTDS实时仿真的电子式互感器暂态测试系统，其特征在于：包括RTDS实时仿真平台、功率放大器、数据转换装置、合并单元、网络报文与暂态故障记录分析装置和被测电子式互感器；所述RTDS实时仿真平台包括仿真系统工作站、RTDS、GTAO，用于搭建电力系统模型，提供实时仿真环境，并将仿真计算结果通过GTAO板卡输出至功率放大器；所述功率放大器用于将GTAO板卡输出的小信号转换成适用于被测电子式互感器的模拟信号，一路作为被测量输出至被测电子式互感器，另一路作为标准源输出至数据转换装置；所述被测电子式互感器作为被测设备，接收从功率放大器输出的模拟信号，并以FT3帧格式传输至合并单元；所述数据转换装置用于将标准源信号转换成符合IEC61850‑9‑2LE格式的数据并输入网络报文与暂态故障记录分析装置；所述合并单元用于将从被测电子式互感器以FT3帧格式输出的信号转换成符合IEC61850‑9‑2LE格式的数据并接入网络报文与暂态故障记录分析装置；所述网络报文与暂态故障记录分析装置用于定性的对比被测信号和标准信号的动态响应。

【技术特征摘要】
1.一种基于RTDS实时仿真的电子式互感器暂态测试系统，其特征在于：包括RTDS实时仿真平台、功率放大器、数据转换装置、合并单元、网络报文与暂态故障记录分析装置和被测电子式互感器；所述RTDS实时仿真平台包括仿真系统工作站、RTDS、GTAO，用于搭建电力系统模型，提供实时仿真环境，并将仿真计算结果通过GTAO板卡输出至功率放大器；所述功率放大器用于将GTAO板卡输出的小信号转换成适用于被测电子式互感器的模拟信号，一路作为被测量输出至被测电子式互感器，另一路作为标准源输出至数据转换装置；所述被测电子式互感器作为被测设备，接收从功率放大器输出的模拟信号，并以FT3帧格式传输至合并单元；所述数据转换装置用于将标准源信号转换成符合IEC6...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓明，周卫，黄东山，陈铭，李秋霞，周柯，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广西;45