專利名稱：一種測試串補控制保護裝置的測試儀及檢驗測試方法
技術領域：
本發明涉及高壓輸電領域，尤其涉及的是一種測試串補控制保護裝置的檢驗測試方法。
背景技術：
串補技術的應用中，串補控制保護裝置的使用是必不可少的重要一環。目前，國內外尚無針對串補控制保護裝置的專用測試儀相關研究，尚未對串補控制保護裝置形成有效的現場試驗手段。在重大串補項目現場試驗中，還缺乏針對串補控制保護裝置功能測試、定值校驗、動作行為驗證等一系列詳細完整的試驗方法及手段。傳統的保護測試儀輸出為模擬信號，只能在串補平臺上單相輸出小電流量校驗。不能滿足目前技術的需要。因此，現有技術還有待于改進和發展。
發明內容
本發明的目的在于提供一種測試串補控制保護裝置的測試儀，旨在解決目前缺乏針對串補控制保護裝置的有效測試方法。本發明的技術方案如下一種測試串補控制保護裝置的測試儀，其中，包括嵌入式處理器和數字信號處理器組成的主處理模塊；可編程邏輯器件；上位機；開關量輸出和開關量輸入，所述可編程邏輯器件、上位機、開關量輸出和開關量輸入均連接至主處理模塊，所述測試儀的可編程邏輯器件通過時鐘發送線路、數據發送線路以及采樣同步收發線路與串補控制保護裝置連接， 用于收發采樣數據；所述可編程邏輯器件用于完成與數字信號處理器的數據交互、報文格式控制、時鐘格式控制和同步采樣信號的控制，還進行并串轉換并將串行數據發送至光發射模塊。所述的測試串補控制保護裝置的測試儀，其中，數字信號處理器采用16位的數模轉換和32位的數值計算精度。所述的測試串補控制保護裝置的測試儀，其中，所述測試儀以數據報文的形式發送采樣數據，采樣數據的發送采用SPI協議以精度16bit的光數字發送。所述的測試串補控制保護裝置的測試儀，其中，所述數據報文內容包括電容器組不平衡電流、非線性電阻電流、串補平臺電流、火花間隙電流、電容器組電流和線路電流。所述的測試串補控制保護裝置的測試儀，其中，所述數據和時鐘發送光口為6個， 每一個數據發送光口對應一個時鐘。所述的測試串補控制保護裝置的測試儀，其中，所述開關量輸入為8路，用于接收保護的動作；開關量輸出為4路，用于配合保護功能，為保護提供動作。所述的測試串補控制保護裝置的測試儀，其中，所述測試儀的采樣同步方式為GPS 同步、站內同步或自同步。所述的測試串補控制保護裝置的測試儀，其中，所述測試儀具有反時限過負荷保護；不平衡電流報警保護；不平衡電流低定值保護和不平衡電流高定值保護，其通過設定試驗點，采用自動/手動檢驗動作邊界的方式實現。所述的測試串補控制保護裝置的測試儀，其中，所述測試儀能自動計算非線性電阻的高溫保護動作值。一種測試串補控制保護裝置的測試儀的測試方法，其包括以下步驟步驟I、將測試儀的輸出和串補控制保護裝置的輸入相連；步驟2、施加光信號觀察采樣數值和保護動作狀態；步驟3、記錄測試儀輸出值和采樣值；步驟4、進行結果判定對比輸出值和采樣值進行分析，判定數據的精度等級；步驟5、將串補保護測試儀輸出電流回退到零位，測試完成后解除接線。本發明的有益效果本發明通過提供一種測試儀完成對串補控制保護裝置的功能測試、定值校驗、動作行為驗證等一系列詳細完整的試驗測試，該測試儀的輸出為光纖數字信號，為串補保護功能校驗提供了一套完整的方案。
圖I為串補保護測試儀硬件組成框圖。圖2為串補保護測試儀的測試方法流程圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發明進一步詳細說明。如圖I所示為串補保護測試儀硬件組成框圖，所述測試儀包括由嵌入式處理器 (ARM)和數字信號處理器(DSP)組成的主處理模塊；可編程邏輯器件(FPGA);上位機；開關量輸出和開關量輸入。所述上位機為Pc機或者工控機，所述測試儀通過3路時鐘發送線路、 3路數據發送線路以及采樣同步收發線路連接至串補控制保護裝置。其中，數字信號處理器(DSP)，采用16位的數模轉換和32位的數值計算精度。DSP 具有高速的運算能力，采用先進的DSP技術，使測試儀每周波輸出的數據點可提高到600 點，大大提高和改善了測試儀的暫態響應速度和幅頻特性。利用DSP+FPGA構成的數字信號處理系統，使系統在數據計算和實時響應、實時處理方面有了大大的改善。所述測試儀使用的ARM處理器內部集成100M以太網，用于DSP和上位機之間的數據通訊。所有控制信息、狀態信息都通過ARM下載、上傳。所述可編程邏輯器件(FPGA)采用Actel公司的A3P250PQ208器件，主要完成與 DSP的數據交互、報文格式控制、時鐘格式控制、同步采樣信號的控制，最終進行并串轉換并將串行數據發送至光發射模塊。以數據報文的形式發送采集的數據結果，采樣值的發送采用SPI協議以精度 16bit的光數字發送。通訊波特率為2Mbit/s，每工頻周波采樣128點。每相的報文內容包括⑴電容器組不平衡電流；(2)MOVl電流；(3)M0V2電流；⑷平臺電流；(5)火花間隙電流；(6)電容器組電流；(7)線路電流。根據對串補保護控制裝置的研究，串補保護測試儀硬件滿足以下條件
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所述數據、時鐘發送光口為6個；ST接口的光波長850nm ；由于分別為3路就有三個采樣值，所以設置有三個時鐘。所述采樣同步收發具有可接收同步脈沖并轉發；可發送同步脈沖；可接收GPS的同步脈沖，為保護裝置提供同步脈沖，或接收站內同步信號，用于與其他設備同步。所述開關量輸入為8路，用于接收保護的動作；開關量輸出為4路，用于配合保護功能，為保護提供動作。所述測試儀具備同時輸出42路電流光纖數字量的功能，該串補保護測試儀具有至少六個光口的輸出，可以完成最多14個電流互感器(ct)的A、B、C三相采樣數據的同時加量，模擬串補控制保護裝置所需的時鐘、數據報文，分別完成A、B、C三相報文的發送。另外預留了兩個輸出光口和一個輸入光口，用于處理米樣同步信號。所述測試儀具備GPS同步、站內同步、自同步的功能，該串補保護測試儀多種備選的采樣同步方式=(I)GPS同步，接收GPS信號，與GPS的秒脈沖同步；(2)站內同步，接收站內的采樣同步脈沖，自身使用的同時，對其進行轉發，不影響其他設備對采樣同步脈沖的使用；(3)自同步，自激產生采樣同步脈沖，自身使用的同時，輸出給其他設備，完成與其他設備的同步。所述測試儀具備自動計算非線性電阻(MOV)的高溫保護動作值的功能。該算法能根據MOV的V-A特性、T-E (溫升-累積能量)特性和用戶確定的試驗條件準確地確定試驗電流數值。根據對串補保護功能的研究，串補保護專用測試儀采用專用測試程序實現的功能包括針對串補電容器具有反時限過負荷保護；不平衡電流報警保護；不平衡電流低定值保護和不平衡電流高定值保護。其通過設定試驗點，采用自動/手動檢驗動作邊界的方式實現。還包括串補電容器重投保護，通過可編程順序試驗實現。針對金屬氧化物非線性電阻(MOV)具有MOV溫度高保護；M0V瞬時高電流保護； MOV溫升高梯度保護和MOV溫升低梯度保護。通過試驗波形可變，人工設置試驗點的方式實現。針對放電間隙(GAP)具有間隙延時導通保護；間隙拒絕導通保護；間隙自觸發保護和間隙長時間導通保護。通過可編程順序試驗的方式實現。針對串補平臺具有平臺故障定時限保護和平臺故障瞬時電流保護。通過自動/手動搜索動作邊界的方式實現。針對旁路斷路器具有三相不一致保護和旁路斷路器失靈保護。通過可編程順序試驗的方式實現。本發明提供的檢測的方法步驟為步驟I、將測試儀的輸出和串補控制保護裝置的輸入相連；步驟2、施加光信號觀察采樣數值和保護動作狀態；步驟3、記錄測試儀輸出值和采樣值；步驟4、進行結果判定對比輸出值和采樣值進行分析，判定數據的精度等級；步驟5、將串補保護測試儀輸出電流回退到零位，測試完成后解除接線。串補技術的應用中，串補控制保護裝置的使用是必不可少的重要一環。目前國外尚無針對串補控制保護裝置的專用測試儀相關報導，國內尚未對串補控制保護裝置形成有效的現場試驗手段。在重大串補項目現場試驗中，還缺乏針對串補控制保護裝置功能測試、 定值校驗、動作行為驗證等一系列詳細完整的試驗方法及手段。利用本發明的方法可實現現場串補保護的校驗，試驗方法簡易且校驗精度高、速度快、效率高。應當理解的是，本發明的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種測試串補控制保護裝置的測試儀，其特征在于，包括嵌入式處理器和數字信號處理器組成的主處理模塊；可編程邏輯器件；上位機；開關量輸出和開關量輸入，所述可編程邏輯器件、上位機、開關量輸出和開關量輸入均連接至主處理模塊，所述測試儀的可編程邏輯器件通過時鐘發送線路、數據發送線路以及采樣同步收發線路與串補控制保護裝置連接，用于收發采樣數據；所述可編程邏輯器件用于完成與數字信號處理器的數據交互、報文格式控制、時鐘格式控制和同步采樣信號的控制，還進行并串轉換并將串行數據發送至光發射模塊。
2.根據權利要求I所述的測試串補控制保護裝置的測試儀，其特征在于，數字信號處理器采用16位的數模轉換和32位的數值計算精度。
3.根據權利要求I所述的測試串補控制保護裝置的測試儀，其特征在于，所述測試儀以數據報文的形式發送采樣數據，采樣數據的發送采用SPI協議以精度16bit的光數字發送。
4.根據權利要求3所述的測試串補控制保護裝置的測試儀，其特征在于，所述數據報文內容包括電容器組不平衡電流、非線性電阻電流、串補平臺電流、火花間隙電流、電容器組電流和線路電流。
5.根據權利要求I所述的測試串補控制保護裝置的測試儀，其特征在于，所述數據和時鐘發送光口為6個,每一個數據發送光口對應一個時鐘。
6.根據權利要求I所述的測試串補控制保護裝置的測試儀，其特征在于，所述開關量輸入為8路，用于接收保護的動作；開關量輸出為4路，用于配合保護功能，為保護提供動作。
7.根據權利要求I所述的測試串補控制保護裝置的測試儀，其特征在于，所述測試儀的采樣同步方式為GPS同步、站內同步或自同步。
8.根據權利要求I所述的測試串補控制保護裝置的測試儀，其特征在于，所述測試儀具有反時限過負荷保護；不平衡電流報警保護；不平衡電流低定值保護和不平衡電流高定值保護，其通過設定試驗點，采用自動/手動檢驗動作邊界的方式實現。
9.根據權利要求I所述的測試串補控制保護裝置的測試儀，其特征在于，所述測試儀能自動計算非線性電阻的高溫保護動作值。
10.一種測試串補控制保護裝置的測試儀的測試方法，其包括以下步驟步驟I、將測試儀的輸出和串補控制保護裝置的輸入相連；步驟2、施加光信號觀察采樣數值和保護動作狀態；步驟3、記錄測試儀輸出值和采樣值；步驟4、進行結果判定對比輸出值和采樣值進行分析，判定數據的精度等級；步驟5、將串補保護測試儀輸出電流回退到零位，測試完成后解除接線。
全文摘要
本發明公開了一種測試串補控制保護裝置的測試儀及其測試方法，包括嵌入式處理器和數字信號處理器組成的主處理模塊；可編程邏輯器件；上位機；開關量輸出和開關量輸入，所述測試儀的可編程邏輯器件通過時鐘發送線路、數據發送線路以及采樣同步收發線路與串補控制保護裝置連接，用于收發采樣數據；所述可編程邏輯器件用于完成與數字信號處理器的數據交互、報文格式控制、時鐘格式控制和同步采樣信號的控制，還進行并串轉換并將串行數據發送至光發射模塊。采用本發明可實現現場串補保護的校驗，試驗方法簡易且校驗精度高、速度快、效率高。
文檔編號G01R31/00GK102608451SQ20121004770
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月28日 優先權日2012年2月28日
發明者宋陽, 張健全, 楊紹遠, 歐俊延, 王邵閩 申請人:中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司柳州局