专利名称：基于rtds的简易母差保护装置的数字动态模拟试验系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力系统保护领域，尤其是一种基于RTDS的简易母差保护装置的数字动态模拟试验系统。
背景技术：
母线保护装置是保证电网安全稳定运行的重要系统设备，其安全性、可靠性、灵敏 性和快速性对于保证整个区域电网的安全具有重要意义。简易母差保护装置在投入运行 前或运行过程中，应该对其进行试验或检测。目前，对简易母差保护装置进行试验或检测 的手段通常是基于静态试验，其通过静态试验方法来验证简易母差保护装置本身的逻辑， 很少从电网的角度考虑问题，致使简易母差保护装置正确动作率较低。电力行业标准DL/ T871-2004《电力系统继电保护产品动模试验》给出了变压器保护、线路保护、母线保护的动 态模拟试验方法，但是，未给出简易母差保护装置的动态模拟试验方法，而且，市场上也没 有对简易母差保护装置进行动态模拟试验的系统。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、安全可靠的基 于RTDS的简易母差保护装置的数字动态模拟试验系统。本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种基于RTDS的简易母差保护装置的数字动态模拟试验系统，由试验模型工作 站、RTDS、功率放大器、模拟断路器及故障录波器连接构成，试验模型工作站通过以太网与 RTDS相连接，RTDS输出的数字信号连接到功率放大器的输入端，功率放大器输出的二次信 号同时连接到简易母差保护装置及故障录波器上，RTDS的跳合闸信号通过模拟断路器与简 易母差保护装置的跳闸继电器相连接，简易母差保护装置输出的跳合闸信号与故障录波器 相连接。而且，所述的功率放大器输出的二次信号包括电压信号及电流信号，该电流信号 连接到简易母差保护装置的电流采样端子上，该电压信号连接到简易母差保护装置的电压 采样端子上。而且，所述的实验模型工作站内置有简易母差保护动模试验模型，该简易母差保 护动模试验模型由等效电源、变压器、电流互感器、电压互感器、断路器及短路试验点连接 构成，等效电源(Si)通过两条进线分别连接到第一变压器(Tl)和第二变压器(T2)的输 入端上，第一变压器(Tl)的输出端依次连接有第一断路器(DLl)、第一短路试验点(Fl)、第 一电流互感器(CTl)、第二短路试验点(F2)、第三短路试验点(F3)、第二电流互感器(CT2)、 第二断路器(DL2)、第四短路试验点(F4)及第一负载；第二变压器(T2)的输出端依次连接 有第三断路器(DL3)、第五短路试验点(F5)、第四断路器(DL4)、第六短路试验点(F6)及第 二负载；第一母线连接在第二短路试验点(F2)、第三短路试验点(F3)之间的进线上，第二 母线连接在第五短路试验点(F5)、第四断路器(DL4)之间的进线上，第一母线与第二母线之间依次连接有第七短路试验点(F7)、第三电流互感器(CT3)、第五断路器(DL5)及第八短 路试验点(F8)，在第一母线上连接有电压互感器(PTl)。本实用新型的优点和积极效果是本实用新型合理地将试验模型工作站、RTDS以及故障录波器结合在一起实现了对 简易母差保护装置的数字动态模拟试验功能，在天津市电力公司内部的继电保护装置软件 标准化检测工作中，完成了包含北京四方继保自动化股份有限公司、国电南京自动化股份 有限公司、南京南瑞继保电气有限公司等十余家简易母差保护装置的功能逻辑检验工作， 并获得了成功。值得指出的是，在此次检测试验中，运用该系统所检验出现的问题是常规的 静态试验所难以检验发现的。实践证明，该数字动态模拟试验系统是符合实际的，能够满足 简易母差保护装置检验试验的要求。

图1是本实用新型的系统连接示意图 图2是本实用新型的简易母差保护动模试验模型示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述一种基于RTDS的简易母差保护装置的数字动态模拟试验系统，如图1所示，由试 验模型工作站、RTDS、功率放大器、模拟断路器及故障录波器连接构成。试验模型工作站通 过以太网与RTDS相连接，RTDS输出的数字信号连接到功率放大器的输入端，功率放大器输 出的二次信号同时连接到简易母差保护装置及故障录波器上，功率放大器对RTDS输出的 数字信号进行放大处理并输出的二次信号，二次信号包括电压信号及电流信号，其中电流 信号连接到简易母差保护装置的电流采样端子上，电压信号连接到简易母差保护装置的电 压采样端子上；RTDS的跳合闸信号通过模拟断路器与简易母差保护装置的跳闸继电器相 连接，简易母差保护装置的跳合闸信号与故障录波器相连接，故障录波器实时记录二次信 号以及跳合闸信号。在本实施例中，在试验模型工作站建立一个用来试验的简易母差保护 动模试验模型，通过该试验模型与RTDS数据通信实现对简易母线保护装置的检测功能，试 验的结果记录在故障录波器中。在本实施例中，RTDS采用的是06IP-088CA设备，功率放大 器采用的是PAC2000B放大器，模拟断路器采用的是PSSOlB设备，故障录波器采用的是ZH-3 故障录波器。试验模型工作站上的简易母差保护动模试验模型，如图2所示，包括等效电源、两 条进线、两台变压器、三台电流互感器、一台电压互感器、五台断路器及八个短路试验点。两 台变压器连接在两条进线端分列运行或主备运行，其具体连接方式为等效电源(Si)通过 两条进线分别连接到第一变压器(Tl)和第二变压器(T2)的输入端上，第一变压器(Tl)的 输出端依次连接有第一断路器(DLl)、第一短路试验点(Fl)、第一电流互感器(CTl)、第二 短路试验点(F2)、第三短路试验点(F3)、第二电流互感器(CT2)、第二断路器(DL2)、第四短 路试验点(F4)及第一负载；第二变压器(T2)的输出端依次连接有第三断路器(DL3)、第五 短路试验点(F5)、第四断路器(DL4)、第六短路试验点(F6)及第二负载；第一母线连接在 第二短路试验点(F2)、第三短路试验点(F3)之间的进线上，第二母线连接在第五短路试验点(F5)、第四断路器(DL4)之间的进线上，第一母线与第二母线之间依次连接有第七短路 试验点(F7)、第三电流互感器(CT3)、第五断路器(DL5)及第八短路试验点(F8)，在第一母 线上连接有电压互感器(PTl)。简易母差保护动模试验模型与RTDS连接并使用RTDS模拟该模型中的各个设 备元件，这些设备元件的参数如下系统电源系统容量Sl = 100MVA，系统阻抗Z = 0. 78+J7. 9Ω ；变压器变比为110kV/35kV，容量为S = 50MVA，短路阻抗为Uk%= 8% ；负 载容量P = 40MW, Q = 30MVar ；电流互感器CT1、CT2变比为1200/1，CT3变比为800/1 ； 电压互感器PTl变比为35/0. 1。RTDS包括交流采用回路和控制信号回路。对于交流采样 回路，本试验选取CTl (进线)、CT2(出线 )、CT1 (分段)的电流和PTl (第一母线)的电压 等信号与功率放大器的输入口相接，经功率放大器输出二次信号，得到与实际相符的电压 和电流信号并与简易母线保护装置相连接。对于控制信号回路，将简易母差保护装置的跳 闸继电器与简易母差保护动模实验模型的断路器DL1、DL2、DL3相接。电流和电压信号及控 制信号均输出到故障录波装置上，用来进行故障分析，从而构成了一个完整的用来检验简 易母差保护装置的数字动态模拟试验系统。试验模型工作站通过以太网与RTDS连接，实时监测并控制RTDS的运行，同时可以 指定简易母差保护装置安装地点上的电流和电压的模拟量输出(交流采样回路)及断路器 的操作控制接口(控制信号回路)。具体的试验项目包括区内外故障、发展性故障、转换 性故障、区内外经过渡电阻短路、线路空载合闸充电及手合带故障线路、母线带载合闸充电 及手合带故障母线、频率偏移、PT断线、间歇性故障等，通过故障对故障录波器记录的数据 来分析简易母差保护装置的功能与逻辑。需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实 用新型并不限于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的 技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
权利要求一种基于RTDS的简易母差保护装置的数字动态模拟试验系统，其特征在于由试验模型工作站、RTDS、功率放大器、模拟断路器及故障录波器连接构成，试验模型工作站通过以太网与RTDS相连接，RTDS输出的数字信号连接到功率放大器的输入端，功率放大器输出的二次信号同时连接到简易母差保护装置及故障录波器上，RTDS的跳合闸信号通过模拟断路器与简易母差保护装置的跳闸继电器相连接，简易母差保护装置输出的跳合闸信号与故障录波器相连接。
2.根据权利要求1所述的基于RTDS的简易母差保护装置的数字动态模拟试验系统，其 特征在于所述的功率放大器输出的二次信号包括电压信号及电流信号，该电流信号连接 到简易母差保护装置的电流采样端子上，该电压信号连接到简易母差保护装置的电压采样 端子上。
3.根据权利要求1所述的基于RTDS的简易母差保护装置的数字动态模拟试验系统，其 特征在于所述的实验模型工作站内置有简易母差保护动模试验模型，该简易母差保护动 模试验模型由等效电源、变压器、电流互感器、电压互感器、断路器及短路试验点连接构成， 等效电源(Si)通过两条进线分别连接到第一变压器(Tl)和第二变压器(T2)的输入端上， 第一变压器(Tl)的输出端依次连接有第一断路器(DLl)、第一短路试验点(Fl)、第一电流 互感器(CTl)、第二短路试验点(F2)、第三短路试验点(F3)、第二电流互感器(CT2)、第二断 路器(DL2)、第四短路试验点(F4)及第一负载；第二变压器(T2)的输出端依次连接有第三 断路器(DL3)、第五短路试验点(F5)、第四断路器(DL4)、第六短路试验点(F6)及第二负载； 第一母线连接在第二短路试验点(F2)、第三短路试验点(F3)之间的进线上，第二母线连接 在第五短路试验点(F5)、第四断路器(DL4)之间的进线上，第一母线与第二母线之间依次 连接有第七短路试验点(F7)、第三电流互感器(CT3)、第五断路器(DL5)及第八短路试验点 (F8)，在第一母线上连接有电压互感器(PTl)。
专利摘要本实用新型涉及一种基于RTDS的简易母差保护装置的数字动态模拟试验系统，由试验模型工作站、RTDS、功率放大器、模拟断路器及故障录波器连接构成，试验模型工作站通过以太网与RTDS相连接，RTDS输出的数字信号连接到功率放大器的输入端，功率放大器输出的二次信号同时连接到简易母差保护装置及故障录波器上，RTDS的跳合闸信号通过模拟断路器与简易母差保护装置的跳闸继电器相连接，简易母差保护装置输出的跳合闸信号与故障录波器相连接。本实用新型设计合理，实现了对简易母差保护装置的数字动态模拟试验功能，能够检测出常规静态试验难以发现的问题，保证了电力系统工作的稳定性，具有适用范围广泛、安全可靠等特点。
文档编号G01R31/00GK201707410SQ201020203670
公开日2011年1月12日 申请日期2010年5月26日 优先权日2010年5月26日
发明者刘涛, 时燕新, 杜明 申请人:天津市电力公司