一种避雷器阻性电流源仿真系统技术方案

本发明专利技术提供一种避雷器阻性电流源仿真系统，其特征在于，系统主要功能模块包括任务数据处理中心、数据交互处理接口模块、人机界面、光纤数据通信模块、同步控制测量模块、谐波电源模块、三角波脉冲电源模块、分压器模块、精密电流测量模块、可调精密电容模块、可调精密电阻模块，所述任务数据处理中心、人机界面和数据交互处理接口模块通过一计算控制平台完成，该计算控制平台的主机为一台工控电脑，配有光纤转换模块，工控电脑通过光纤转换模块分别连同步控制测量模块、精密电流测量模块、可调精密电容模块、可调精密电阻模块。本发明专利技术填补国内避雷器在线监测设备阻性电流校定的空白。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统试验仿真领域，具体地说是一种避雷器阻性电流源仿真系统。
技术介绍
避雷器作为交流高压系统的重要过电压保护装置，其安全运行对电力设备乃至整个高压系统的安全运行具有非常重要的意义。由于氧化锌避雷器具有良好的非线性电阻特性，所以氧化锌避雷器内部是没有间隙的。正是由于没有间隙，在正常运行中阀片长期受电力系统运行电压的作用，以及内受潮或过热等因素的影响，因而会造成阀片非线性电阻特性的劣化。这种劣化主要表现是正常电压下的阻性电流增加，阻性电流的增加导致发热量的增加，避雷器内部的温度上升，温度上升加速阀片的老化，形成恶性循环，最后导致氧化锌避雷器由于过热而损坏，严重时可能引起导致避雷器爆炸，引起大面积停电，从而带来严重的经济损失。随着我国大力加强智能电网建设力度，以至于智能变电站在线系统需求量急剧增力口，其中避雷器在线监测系统是智能变电站智能化的关键监测系统。特别是近几年，国内市场出现了各种所谓的避雷器在线监测设备，其设备的功能、原理、监测量各种不一，设备名称更是五花八门，市场非常混乱，同时缺乏相关的标准与设备对避雷器在线监测设备的质量进行检测与评价。
技术实现思路
本专利技术的目的是:为使避雷器在线监测产品实现性能同一化、产品标准化；为避雷器运行现场监测、运行状态监测、运行可靠性等提供参考评判依据及指导性意见；也为智能电网的稳定可靠运行提供保证，本专利技术提出一种避雷器在线监测设备中避雷器标准阻性电流源仿真系统，此种仿真系统主要是对避雷器在线监测设备的质量进行检测与评价；同时保证避雷器在线监测产品性能同一化、产品标准化；也为避雷器在线监测产品现场运行状态监测性能、运行可靠性等提供一种检验评定依据。本专利技术填补国内避雷器在线监测设备阻性电流校定的空白。本专利技术的技术方案是:一种避雷器阻性电流源仿真系统，其特征在于，系统主要功能模块包括任务数据处理中心、数据交互处理接口模块、人机界面、光纤数据通信模块、同步控制测量模块、谐波电源模块、三角波脉冲电源模块、分压器模块、精密电流测量模块、可调精密电容模块、可调精密电阻模块，所述任务数据处理中心、人机界面和数据交互处理接口模块通过一计算控制平台完成，该计算控制平台的主机为一台工控电脑，配有光纤转换模块，工控电脑通过光纤转换模块分别连同步控制测量模块、精密电流测量模块、可调精密电容模块、可调精密电阻模块； 所述任务数据处理中心，用于负责其他各部分的任务数据处理及任务调度管理，监视各模块的运行情况，实现各模块的数据命令交互，维护整个系统的正常运行； 所述人机界面，用于负责数据的图形化显示，电流波形显示模块，用户操作响应，数据查询，Word报告表，以及Excel报表的导出，人机界面还包括动态控制显示及波形模块、试验监测子模块、试验谐波参量显示模块、三角波参量显示模块、同步控制显示模块； 所述数据交互处理接口模块，用于管理整个系统的相关数据，为系统中各个模块提供统一的数据通信接口，响应系统各模块的数据读写命令请求，保证计算控制平台能够正确高效的收发处理各模块数据，系统中各模块数据读写都是通过该数据交互处理接口模块完成；该模块主要管理的数据源包括谐波电源模块数据、三角波脉冲电源模块数据、可调精密电容容值控制数据、可调精密电阻阻值控制数据、精密电流测量模块数据； 所述光纤数据通信模块，用于隔离高压信号及将相关数据处理信息命令发送到谐波电源模块、精密电流测量模块、可调精密电容模块、可调精密电阻模块；光纤数据通信模块接收同步控制测量模块、精密电流测量模块、可调精密电容模块、可调精密电阻模块返回的数据包，并将返回数据包转发给计算控制平台进行数据的解析； 所述同步控制测量模块，用于负责实现同步控制谐波电源模块及三角波脉冲电源模块，同时负责调节谐波分量信号幅值大小、谐波次数、调节三角脉冲信号宽度及调节三角脉冲信号的幅值大小，实现两种电源模块输出信号同相同幅；所述谐波电源模块，用于提供工频下容性电流和谐波下容性电流；模块能够单独调节工频和谐波试验的电压或电流幅值大小、频率组合关系、谐波成份分量，同时模块也用于模拟实际电网中不同电压或电流状态，以达到真实模拟电网中避雷器容性电流的变化状态；所述三角波脉冲电源模块，主要用于产生不同幅值、频率的三角脉冲波形，同时作为信号源给可调精密电阻模块供电； 所述分压器模块，主要用于产生PT参考电压提供给避雷器阻性电流源仿真系统； 所述可调精密电阻模块，主要用于调节产生避雷器阻性电流源仿真系统中所需的阻性电流大小，其模块中电阻阻值大小调节通过计算控制平台控制实现； 所述可调精密电容模块，主要用于调节产生避雷器阻性电流源仿真系统中所需的容性电流大小，其模块中电容容值大小调节通过计算控制平台控制实现； 所述精密电流测量模块，主要用于精确测量避雷器阻性电流源仿真系统中阻性电流及容性电流的大小，同时把测量到的阻性电流、容性电流值传送到计算控制平台进行显示。如上所述的避雷器阻性电流源仿真系统，其特征在于，所述计算控制平台计算得到的控制信息输出给同步控制测量模块、精密可调电阻模块、精密可调电容模块，以保证为系统提供一个精确稳定的容性电流、阻性电流变化值；同步控制测量模块把计算控制平台传回的数据通过其模块内部同步优化谐波、三角波控制策略处理后输出给谐波电源模块、三角波脉冲电源模块，从而实现调节谐波分量和三角脉冲电源分量状态，然后阻性电流源调节模块、精密电流测量模块将测量到的容性电流值及阻性电流值传送给计算控制平台，计算控制平台根据返回的动作命令做出相应的控制和测量，从而形成一个闭环采集控制系统。本专利技术的有益效果是:本专利技术的避雷器阻性电流源仿真系统具有如下优点: I)该系统可以对避雷器在线监测装置的阻性电流测量和全电流测量进行精度校准，该电流源不仅可以在电源为纯工频的情况下进行阻性电流测量，而且可以在电源含有谐波和脉动电压的情况下进行阻性电流测量，该阻性电流源更科学、更合理； 2)所述阻性电流源，其谐波的电压幅值高，可高达50kV，谐波次数范围广，次数可高达50次，同时谐波电压幅值及谐波次数可以自动调节； 3)所述阻性电流源，其脉冲电压使用三角波作为脉冲电源，而且其三角脉冲幅值及宽度均可以按照不同电压等级的避雷器进行调节，测量的范围更广； 4)所述避雷器阻性电流源仿真系统，支持IED61850协议和MODBUS协议，实现了系统的数字化和模拟化输出的双重输出特性，输出特性灵活，与外界通信和连接更加便利。附图说明图1为本专利技术的系统组成框图。图2为本专利技术的典型操作流程图。具体实施例方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。如图1所示，本专利技术提供的避雷器阻性电流源仿真系统，其系统功能模块包括任务数据处理中心、数据交互处理接口模块、人机界面、光纤数据通信模块、同步控制测量模块、谐波电源模块、三角波脉冲电源模块、分压器模块、精密电流测量模块、可调精密电容模块、可调精密电阻模块。所述的任务数据处理中心、人机界面和数据交互处理接口模块通过一计算控制平台完成，该计算控制平台的主机为一台工控电脑，配有光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种避雷器阻性电流源仿真系统，其特征在于，系统主要功能模块包括任务数据处理中心、数据交互处理接口模块、人机界面、光纤数据通信模块、同步控制测量模块、谐波电源模块、三角波脉冲电源模块、分压器模块、精密电流测量模块、可调精密电容模块、可调精密电阻模块，所述任务数据处理中心、人机界面和数据交互处理接口模块通过一计算控制平台完成，该计算控制平台的主机为一台工控电脑，配有光纤转换模块，工控电脑通过光纤转换模块分别连同步控制测量模块、精密电流测量模块、可调精密电容模块、可调精密电阻模块；所述任务数据处理中心，用于负责其他各部分的任务数据处理及任务调度管理，监视各模块的运行情况，实现各模块的数据命令交互，维护整个系统的正常运行；所述人机界面，用于负责数据的图形化显示，电流波形显示模块，用户操作响应，数据查询，Word报告表，以及Excel?报表的导出，人机界面还包括动态控制显示及波形模块、试验监测子模块、试验谐波参量显示模块、三角波参量显示模块、同步控制显示模块；所述数据交互处理接口模块，用于管理整个系统的相关数据，为系统中各个模块提供统一的数据通信接口，响应系统各模块的数据读写命令请求，保证计算控制平台能够正确高效的收发处理各模块数据，系统中各模块数据读写都是通过该数据交互处理接口模块完成；该模块主要管理的数据源包括谐波电源模块数据、三角波脉冲电源模块数据、可调精密电容容值控制数据、可调精密电阻阻值控制数据、精密电流测量模块数据；所述光纤数据通信模块，用于隔离高压信号及将相关数据处理信息命令发送到谐波电源模块、精密电流测量模块、可调精密电容模块、可调精密电阻模块；光纤数据通信模块接收同步控制测量模块、精密电流测量模块、可调精密电容模块、可调精密电阻模块返回的数据包，并将返回数据包转发给计算控制平台进行数据的解析；所述同步控制测量模块，用于负责实现同步控制谐波电源模块及三角波脉冲电源模块，同时负责调节谐波分量信号幅值大小、谐波次数、调节三角脉冲信号宽度及调节三角脉冲信号的幅值大小，实现两种电源模块输出信号同相同幅；所述谐波电源模块，用于提供工频下容性电流和谐波下容性电流；模块能够单独调节工频和谐波试验的电压或电流幅值大小、频率组合关系、谐波成份分量，同时模块也用于模拟实际电网中不同电压或电流状态，以达到真实模拟电网中避雷器容性电流的变化状态；所述三角波脉冲电源模块，主要用于产生不同幅值、频率的三角脉冲波形，同时作为信号源给可调精密电阻模块供电；所述分压器模块，主要用于产生PT参考电压提供给避雷器阻性电流源仿真系统；所述可调精密电阻模块，主要用于调节产生避雷器阻性电流源仿真系统中所需的阻性电流大小，其模块中电阻阻值大小调节通过计算控制平台控制实现；所述可调精密电容模块，主要用于调节产生避雷器阻性电流源仿真系统中所需的容性电流大小，其模块中电容容值大小调节通过计算控制平台控制实现；所述精密电流测量模块，主要用于精确测量避雷器阻性电流源仿真系统中阻性电流及容性电流的大小，同时把测量到的阻性电流、容性电流值传送到计算控制平台进行显示。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王保山，汤霖，熊易，左中秋，王陆璐，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：