直流配网开关特性测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种直流配网开关特性测试系统及方法，所述测试系统包括第一就地采集单元，用于与直流配网开关中的机械开关支路相连；第二就地采集单元，用于与直流配网开关中的转移支路相连；第三就地采集单元，用于与直流配网开关中的耗能支路相连；测试主机，分别所述第一就地采集单元、第二就地采集单元和第三就地采集单元相连，还用于与直流配网开关中电子式电流互感器和直流开关控保模块相连。本发明专利技术通过在直流配网开关内部加装非接触式传感器，如TMR(隧道磁阻式)传感器或开口霍尔，搭建直流配网开关的测试系统，采用电流阶跃时刻作为开关的动作完成时刻，测试直流配网开关内部多条支路的开断时序，为直流配网开关提供灵活且全面的测试手段。活且全面的测试手段。活且全面的测试手段。

【技术实现步骤摘要】
直流配网开关特性测试系统及方法


[0001]本专利技术属于直流配网测试
，具体涉及一种直流配网开关特性测试系统及方法。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的不断发展，直流配电网是未来交直流混连电网的主要表现形式。直流配电网是相对于交流配电网而言的，其提供给负荷的是直流母线，直流负荷可以直接由直流母线供电，而交流负荷需要经过逆变设备后供电，如果负荷中直流负荷比例较大，则直流配电将会有较大优势。
[0003]直流配网开关是直流配电网发展主要技术瓶颈，目前直流配网开关一般都是采用混合式直流断路器，如图1所示，包括一次电路和二次部分。一次电路为机械开关支路、转移支路和耗能支路三部分组成，二次部分由电子式电流互感器和直流开关控保单元组成。电子式电流互感器将电流采样值送至直流开关控保和直流配电网控保。直流开关的控分动作逻辑为：接收到直流开关控制单元分闸指令后，由转移支路率先闭合，然后机械开关支路打开，将电流转移至转移支路中，再将转移支路关断，将电流消耗至耗能支路中，整个过程涉及到三条直流的配合关系。现有技术中直流配网开关的测试只能依靠观测电子式电流互感器的电流变化，来测量开关的动作时间，而对于直流配网开关的整体动作特性、动作逻辑、工作方式都没有很好的测试手段。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提出一种直流配网开关特性测试系统及方法，通过在直流配网开关内部各支路加装非接触式传感器，如TMR(隧道磁阻式)传感器或开口霍尔，搭建直流配网开关的测试系统，采用电流阶跃时刻作为开关的动作完成时刻，测试直流配网开关内部多条支路的开断时序，为直流配网开关提供灵活且全面的测试手段。
[0005]为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种直流配网开关特性测试系统，包括：
[0007]第一就地采集单元，用于与直流配网开关中的机械开关支路相连；
[0008]第二就地采集单元，用于与直流配网开关中的转移支路相连；
[0009]第三就地采集单元，用于与直流配网开关中的耗能支路相连；
[0010]测试主机，分别所述第一就地采集单元、第二就地采集单元和第三就地采集单元相连，还用于与直流配网开关中电子式电流互感器和直流开关控保模块相连。
[0011]可选地，所述测试主机基于预设的配网控保跳闸协议，发出跳闸命令至直流配网开关中直流开关控保模块，并记录跳闸命令的出门时刻t0；
[0012]所述第一就地采集单元、第二就地采集单元、第三就地采集单元采集对应支路的电流，并发送至测试主机；
[0013]所述测试主机基于接收到的各支路电流，计算出各支路的阶跃时刻；
[0014]所述测试主机还基于接收到的直流配网开关中电子式电流互感器发送的电流数据，计算出电子式电流互感器的阶跃时刻；
[0015]所述测试主机基于各支路和电子式电流互感器的阶跃时刻，获得直流配网开关的动作逻辑、动作时间和动作时序。
[0016]可选地，各支路的阶跃时刻的计算过程包括：
[0017]以出门时刻t0为基准，记录各支路电流的突变时刻；
[0018]利用数据窗通过滤波算法，求取各支路电流的阶跃初值I0；
[0019]对各支路电流进行多项式拟合，计算出各支路电流的阶跃终值I1；
[0020]基于所述阶跃初值I0和阶跃终值I1，计算出各支路的阶跃时刻。
[0021]可选地，电子式电流互感器的阶跃时刻的计算过程包括：
[0022]以出门时刻t0为基准，记录电子式电流互感器发送的电流数据的突变时刻；
[0023]利用数据窗通过滤波算法，求取电子式电流互感器发送的电流数据的阶跃初值I0；
[0024]对电子式电流互感器发送的电流数据进行三次样条插值计算，计算出各支路电流的阶跃终值I1；
[0025]基于所述阶跃初值I0和阶跃终值I1，计算出各支路的阶跃时刻。
[0026]可选地，所述三次样条插值计算公式为：
[0027][0028]其中，x
i
和x
i+1
均为原始采样点，y
i
为原始采样点x
i
对应的采样值，y
i+1
为原始采样点x
i+1
对应的采样值，x为插值点，y为插值量，y"
i
为y
i
的二阶导数；y"
i+1
为y
i+1
的二阶导数。
[0029]可选地，所述第一就地采集单元、第二就地采集单元和第三就地采集单元结构相同，均包括：顺次相连的非接触式传感器、调理回路、采样模块和第二光纤发送模块；所述非接触式传感器用于安装在对应的机械开关支路、转移支路或耗能支路中；所述第二光纤发送模块用于与测试主机进行通信。
[0030]可选地，所述测试主机包括上位机、第一光纤发送模块和光纤接收模块，所述上位机分别与所述第一光纤发送模块和光纤接收模块相连。
[0031]第二方面，本专利技术提供了一种直流配网开关特性测试方法，包括：
[0032]利用测试主机基于预设的配网控保跳闸协议，发出跳闸命令至直流配网开关中直流开关控保模块，并记录跳闸命令的出门时刻t0；
[0033]利用第一就地采集单元、第二就地采集单元、第三就地采集单元采集直流配网开关中对应支路的电流，并发送至测试主机；
[0034]利用测试主机基于接收到的各支路电流，计算出各支路的阶跃时刻；
[0035]利用测试主机还基于接收到的直流配网开关中电子式电流互感器发送的电流数据，计算出电子式电流互感器的阶跃时刻；
[0036]利用测试主机基于各支路和电子式电流互感器的阶跃时刻，获得直流配网开关的动作逻辑、动作时间和动作时序。
[0037]可选地，各支路的阶跃时刻的计算过程包括：
[0038]以出门时刻t0为基准，记录各支路电流的突变时刻；
[0039]利用数据窗通过滤波算法，求取各支路电流的阶跃初值I0；
[0040]对各支路电流进行多项式拟合，计算出各支路电流的阶跃终值I1；
[0041]基于所述阶跃初值I0和阶跃终值I1，计算出各支路的阶跃时刻。
[0042]可选地，电子式电流互感器的阶跃时刻的计算过程包括：
[0043]以出门时刻t0为基准，记录电子式电流互感器发送的电流数据的突变时刻；
[0044]利用数据窗通过滤波算法，求取电子式电流互感器发送的电流数据的阶跃初值I0；
[0045]对电子式电流互感器发送的电流数据进行三次样条插值计算，计算出各支路电流的阶跃终值I1；
[0046]基于所述阶跃初值I0和阶跃终值I1，计算出各支路的阶跃时刻。
[0047]可选地，所述三次样条插值计算公式为：
[0048][0049]其中，x
i
和x
i+1
均为原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流配网开关特性测试系统，其特征在于，包括：第一就地采集单元，用于与直流配网开关中的机械开关支路相连；第二就地采集单元，用于与直流配网开关中的转移支路相连；第三就地采集单元，用于与直流配网开关中的耗能支路相连；测试主机，分别所述第一就地采集单元、第二就地采集单元和第三就地采集单元相连，还用于与直流配网开关中电子式电流互感器和直流开关控保模块相连。2.根据权利要求1所述的一种直流配网开关特性测试系统，其特征在于：所述测试主机基于预设的配网控保跳闸协议，发出跳闸命令至直流配网开关中直流开关控保模块，并记录跳闸命令的出门时刻t0；所述第一就地采集单元、第二就地采集单元、第三就地采集单元采集对应支路的电流，并发送至测试主机；所述测试主机基于接收到的各支路电流，计算出各支路的阶跃时刻；所述测试主机还基于接收到的直流配网开关中电子式电流互感器发送的电流数据，计算出电子式电流互感器的阶跃时刻；所述测试主机基于各支路和电子式电流互感器的阶跃时刻，获得直流配网开关的动作逻辑、动作时间和动作时序。3.根据权利要求4所述的一种直流配网开关特性测试系统，其特征在于，各支路的阶跃时刻的计算过程包括：以出门时刻t0为基准，记录各支路电流的突变时刻；利用数据窗通过滤波算法，求取各支路电流的阶跃初值I0；对各支路电流进行多项式拟合，计算出各支路电流的阶跃终值I1；基于所述阶跃初值I0和阶跃终值I1，计算出各支路的阶跃时刻。4.根据权利要求1所述的一种直流配网开关特性测试系统，其特征在于，电子式电流互感器的阶跃时刻的计算过程包括：以出门时刻t0为基准，记录电子式电流互感器发送的电流数据的突变时刻；利用数据窗通过滤波算法，求取电子式电流互感器发送的电流数据的阶跃初值I0；对电子式电流互感器发送的电流数据进行三次样条插值计算，计算出各支路电流的阶跃终值I1；基于所述阶跃初值I0和阶跃终值I1，计算出各支路的阶跃时刻。5.根据权利要求1所述的一种直流配网开关特性测试系统，其特征在于，所述三次样条插值计算公式为：
其中，x
i
和x
i+1
均为原始采样点，y
i
为原始采样点x
i
对应的采样值，y
i+1
为原始采样点x
i+1
对应的采样值，x为插值点，y为插值量，y"
i
为y
i
的二阶求导；y"
i+1
为y
i+1
的二阶求导。6.根据权利要求1所述的一种直流配网开关特性测试系统，其特征在于，所述第一就地采...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨清，高磊，罗飞，李鹏，孔祥平，杨毅，张弛，郑俊超，林金娇，
申请(专利权)人：江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：