本實用新型涉及電子式互感器檢測試驗領(lǐng)域，具體涉及一種電子式互感器暫態(tài)特性檢測試驗系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著新一代智能變電站概念的提出，關(guān)于電子式互感器以及智能變電站的理念及技術(shù)發(fā)生了很大的變化，而隨著2013年6座新一代智能變電站示范站的順利建成投運(yùn)，標(biāo)志著電子式互感器新的應(yīng)用階段的來臨，國家電網(wǎng)公司接著在2014年提出了50座新一代智能變電站擴(kuò)大示范工程的計劃，新一代智能變電站中的應(yīng)用已成為電子式互感器新的發(fā)展方向。

暫態(tài)特性是電子式電流互感器的重要特性，直接影響間隔層設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性。隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增大和電網(wǎng)運(yùn)行電壓等級的提高，一旦發(fā)生短路故障，電網(wǎng)保護(hù)裝置和斷路器動作要在極短的時間內(nèi)切除事故。這就要求互感器具有良好的暫態(tài)響應(yīng)特性，能真實、快速地反映一次故障信號，使繼電保護(hù)裝置能在暫態(tài)過程尚未結(jié)束前就正確動作。目前，互感器暫態(tài)特性檢測方面的研究都是采用間接法，這些方法要么不能全面真實反映互感器的暫態(tài)特性，如傳變方法，要么無法在變電站現(xiàn)場實施校驗，如等安匝法。由于電子式電流互感器自身結(jié)構(gòu)，暫態(tài)性能只能選用直接法檢測。而實際運(yùn)行的電子式互感器暫態(tài)特性試驗都是在試驗室環(huán)境下采用選相合閘開關(guān)投切大容量短路變壓器的方法進(jìn)行的。目前，國內(nèi)僅有極個別的試驗單位具備互感器暫態(tài)特性檢測試驗?zāi)芰Φ拇笕萘繌?qiáng)電流實驗室條件，試驗設(shè)備十分巨大，占地需幾百平方，且試驗電流的時間常數(shù)已無法滿足目前超特高壓電力系統(tǒng)互感器的暫態(tài)特性檢測需求。不利于互感器暫態(tài)特性檢測試驗技術(shù)的普及和廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對背景技術(shù)提出的問題，提出一種電子式互感器暫態(tài)特性檢測試驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了三種不同類型電流源(直流沖擊電流源、直流可控電流源和交流暫態(tài)電流源)的合成同步控制，利用該系統(tǒng)能最終合成滿足電子式互感器暫態(tài)特性檢測試驗要求的，與電力系統(tǒng)回路一次短路故障電流相吻合的全偏移模擬電流。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型公開的一種電子式互感器暫態(tài)特性檢測試驗系統(tǒng)，它包括上位機(jī)、用于對電子式互感器提供暫態(tài)特性檢測試驗電源的交流暫態(tài)電流源、直流可控電流源和直流沖擊電流源，其特征在于：所述上位機(jī)的交流暫態(tài)電流源開關(guān)機(jī)指令和電氣參數(shù)設(shè)置信號輸出端連接交流暫態(tài)電流源的控制信號輸入端，交流暫態(tài)電流源的工作狀態(tài)和故障狀態(tài)以及錄波數(shù)據(jù)輸出端連接上位機(jī)的交流暫態(tài)電流源反饋信號輸入端；

上位機(jī)的直流可控電流源開關(guān)機(jī)指令和電氣參數(shù)設(shè)置以及預(yù)置目標(biāo)曲線信號輸出端連接直流可控電流源的控制信號輸入端，直流可控電流源的工作狀態(tài)和故障狀態(tài)以及錄波數(shù)據(jù)輸出端連接上位機(jī)的直流可控電流源反饋信號輸入端；

上位機(jī)的直流沖擊電流源開關(guān)機(jī)指令和電氣參數(shù)設(shè)置以及充電過程控制的信號輸出端連接直流沖擊電流源的控制信號輸入端，直流沖擊電流源的工作狀態(tài)和故障狀態(tài)以及錄波數(shù)據(jù)輸出端連接上位機(jī)的直流沖擊電流源反饋信號輸入端；

直流可控電流源的同步請求信號輸出端連接交流暫態(tài)電流源的同步請求信號輸入端，交流暫態(tài)電流源的同步確認(rèn)信號輸出端連接直流可控電流源的同步確認(rèn)信號輸入端，直流可控電流源的同步觸發(fā)信號輸出端連接直流沖擊電流源的同步觸發(fā)信號輸入端，直流可控電流源的第一電平觸發(fā)信號輸出端連接交流暫態(tài)電流源的電平觸發(fā)信號輸入端，直流可控電流源的第二電平觸發(fā)信號輸出端連接直流沖擊電流源的電平觸發(fā)信號輸入端。

本實用新型的有益效果：

1、本實用新型技術(shù)方案實現(xiàn)了三種不同類型電流源(直流沖擊電流源、直流可控電流源和交流暫態(tài)電流源)的合成同步控制，使得三個不同時間尺度且相互獨(dú)立的試驗大電流通過合理的控制策略和時序設(shè)計，最終合成為滿足電子式互感器暫態(tài)特性檢測試驗要求的，與電力系統(tǒng)回路一次短路故障電流相吻合的全偏移模擬電流；

2、本實用新型技術(shù)方案中，將上位機(jī)作為軟件控制中樞，通過上位機(jī)對各模塊電流源的參數(shù)設(shè)置，實現(xiàn)了輸出試驗電流非周期分量峰值、周期分量峰值和非周期分量衰減時間常數(shù)在各自設(shè)置范圍內(nèi)的任意可調(diào)，同時，利用系統(tǒng)同步控制方式，以交流工頻電壓過零時刻為起點，控制直流沖擊電流源和直流可控電流源的觸發(fā)時刻，還可以滿足不同相位要求的合成輸出電流波形；使得試驗系統(tǒng)可以兼容適應(yīng)不同電壓等級的互感器試品和不同的短路電流偏移情況，具有極大地靈活性；

3、本實用新型技術(shù)方案中，在試驗系統(tǒng)輸出合成試驗電流的同時，對每個模塊電源(即直流可控電流源、沖擊電流源和交流暫態(tài)電流源)輸出的電流進(jìn)行錄波，可對各模塊電源輸出電流和合成電流的實際波形與預(yù)置目標(biāo)波形的差異進(jìn)行可視化展示，直觀確定試驗波形質(zhì)量，如果實際輸出電流誤差超出閾值限值時，試驗控制系統(tǒng)還可利用錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行自校準(zhǔn)；

附圖說明

圖1本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1—交流暫態(tài)電流源、2—直流可控電流源、3—直流沖擊電流源、4—合成回路控制系統(tǒng)。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

本實用新型的一種電子式互感器暫態(tài)特性檢測試驗系統(tǒng)，如圖1所示，它包括上位機(jī)、用于對電子式互感器提供暫態(tài)特性檢測試驗電源的交流暫態(tài)電流源1、直流可控電流源2和直流沖擊電流源3，所述上位機(jī)的交流暫態(tài)電流源開關(guān)機(jī)指令和電氣參數(shù)設(shè)置信號輸出端連接交流暫態(tài)電流源1的控制信號輸入端，交流暫態(tài)電流源1的工作狀態(tài)和故障狀態(tài)以及錄波數(shù)據(jù)輸出端連接上位機(jī)的交流暫態(tài)電流源反饋信號輸入端；

上位機(jī)的直流可控電流源開關(guān)機(jī)指令和電氣參數(shù)設(shè)置以及預(yù)置目標(biāo)曲線信號輸出端連接直流可控電流源2的控制信號輸入端，直流可控電流源2的工作狀態(tài)和故障狀態(tài)以及錄波數(shù)據(jù)輸出端連接上位機(jī)的直流可控電流源反饋信號輸入端；

上位機(jī)的直流沖擊電流源開關(guān)機(jī)指令和電氣參數(shù)設(shè)置以及充電過程控制的信號輸出端連接直流沖擊電流源3的控制信號輸入端，直流沖擊電流源3的工作狀態(tài)和故障狀態(tài)以及錄波數(shù)據(jù)輸出端連接上位機(jī)的直流沖擊電流源反饋信號輸入端；

直流可控電流源2的同步請求信號輸出端連接交流暫態(tài)電流源1的同步請求信號輸入端，交流暫態(tài)電流源1的同步確認(rèn)信號輸出端連接直流可控電流源2的同步確認(rèn)信號輸入端，直流可控電流源2的同步觸發(fā)信號輸出端連接直流沖擊電流源3的同步觸發(fā)信號輸入端，直流可控電流源2的第一電平觸發(fā)信號輸出端連接交流暫態(tài)電流源1的電平觸發(fā)信號輸入端，直流可控電流源2的第二電平觸發(fā)信號輸出端連接直流沖擊電流源3的電平觸發(fā)信號輸入端。

上述技術(shù)方案中，所述上位機(jī)為合成回路控制系統(tǒng)4。合成回路控制系統(tǒng)4為市面購買的常規(guī)系統(tǒng)。

上述技術(shù)方案中，所述交流暫態(tài)電流源1輸出的交流暫態(tài)電流，直流可控電流源2輸出的直流可控電流和直流沖擊電流源3直流沖擊電流進(jìn)行合成生成合成試驗電流，該合成試驗電流為電子式互感器所在電力系統(tǒng)回路發(fā)生短路故障時的一次短路電流的模擬電流。

上述電子式互感器暫態(tài)特性檢測試驗系統(tǒng)的工作過程為：

首先：建立上位機(jī)與交流暫態(tài)電流源1、直流可控電流源2和直流沖擊電流源3的通信連接，使上位機(jī)與交流暫態(tài)電流源1、直流可控電流源2和直流沖擊電流源3處于正常通信狀態(tài)，同時，在上位機(jī)中設(shè)置需可視化顯示的波形類型；

然后：執(zhí)行開機(jī)操作，根據(jù)電子式互感器試品暫態(tài)特性檢測試驗需求，通過上位機(jī)設(shè)置輸出試驗電流非周期分量峰值、周期分量峰值和非周期分量衰減時間常數(shù)，并下發(fā)給交流暫態(tài)電流源1、直流可控電流源2和直流沖擊電流源3，此時，交流暫態(tài)電流源1、直流可控電流源2和直流沖擊電流源3只接收設(shè)置參數(shù)信息，并不輸出電流；

然后：上位機(jī)控制直流沖擊電流源3進(jìn)行充電操作，當(dāng)直流沖擊電流源3中的儲能電容電壓充至設(shè)置電壓時，停止充電，進(jìn)入觸發(fā)預(yù)備狀態(tài)；

然后：直流可控電流源2執(zhí)行對直流沖擊電流源3和交流暫態(tài)電流源1的同步控制操作，首先，直流可控電流源2向交流暫態(tài)電流源1發(fā)送同步請求指令，然后，交流暫態(tài)電流源1將收到同步請求指令后的第一個電網(wǎng)電壓過零點時刻發(fā)送給直流可控電流源2作為同步起始點和同步確認(rèn)，同時，交流暫態(tài)電流源1輸出交流暫態(tài)電流，直流可控電流源2以同步起始點為同步時間基準(zhǔn)開始計時，在交流暫態(tài)電流處于峰值時輸出可控電流，并同時觸發(fā)直流沖擊電流源3輸出直流沖擊電流，電流輸出過程中如出現(xiàn)故障，試驗系統(tǒng)將自動停機(jī)，并將故障信息上報給上位機(jī)；

最后：上述輸出的交流暫態(tài)電流、直流可控電流和直流沖擊電流生成合成試驗電流，該合成試驗電流波形即為電子式互感器所在電力系統(tǒng)回路發(fā)生短路故障時的短路電流全偏移時的電流，生成合成試驗電流的同時，交流暫態(tài)電流源1、直流可控電流源2和直流沖擊電流源3開始執(zhí)行錄波操作，暫態(tài)試驗電流輸出結(jié)束時，錄波操作隨之結(jié)束，交流暫態(tài)電流源1、直流可控電流源2和直流沖擊電流源3將各自的錄波數(shù)據(jù)上報給上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)步驟1中事先設(shè)置的可視化顯示波形類型進(jìn)行試驗波形顯示，如果交流暫態(tài)電流源1、直流可控電流源2和直流沖擊電流源3的錄波數(shù)據(jù)與預(yù)置目標(biāo)波形的數(shù)據(jù)之間的誤差超出預(yù)設(shè)的閾值限值時，上位機(jī)利用上述錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行自校準(zhǔn)。

上述技術(shù)方案的步驟1中，上位機(jī)設(shè)置的可視化顯示的波形類型包括合成電流目標(biāo)波形、直流沖擊電流目標(biāo)波形、直流可控電流目標(biāo)波形、交流暫態(tài)電流目標(biāo)波形、合成電流錄波波形、直流沖擊電流錄波波形、直流可控電流錄波波形和交流暫態(tài)電流錄波波形。

上述技術(shù)方案的步驟4中，直流可控電流源2以同步起始點為同步時間基準(zhǔn)開始計時，在下一個工頻交流1/4周期為交流暫態(tài)電流處于峰值。

上述技術(shù)方案中，所述合成試驗電流波形為電子式互感器所在電力系統(tǒng)回路發(fā)生短路故障時的一次短路電流的模擬電流，且取故障發(fā)生瞬間相位角為0時的電流(即故障最為嚴(yán)重的情況，也即取短路電流全偏移時的電流)。

上述技術(shù)方案中，所述合成試驗電流波形包括周期分量(對稱分量)和非周期分量(直流分量)兩個部分，周期分量和非周期分量的幅值通過上位機(jī)進(jìn)行設(shè)置，非周期分量衰減時間常數(shù)也通過上位機(jī)進(jìn)行設(shè)置。周期分量和非周期分量的幅值范圍均為0～40kA，非周期分量衰減時間常數(shù)范圍為0-300ms。

上述技術(shù)方案中，電子式互感器暫態(tài)特性檢測試驗系統(tǒng)電氣參數(shù)設(shè)置和預(yù)置目標(biāo)曲線參數(shù)設(shè)置包括電流上升時間、非周期電流峰值、周期分量峰值、總電流時間常數(shù)、沖擊電流下降時間常數(shù)和沖擊電流源充電電壓。

上述技術(shù)方案中，電子式互感器暫態(tài)特性檢測試驗系統(tǒng)直流沖擊電流源在輸出沖擊電流之前需要預(yù)先對其儲能電容模塊進(jìn)行充電，充電過程包括斷開泄能開關(guān)、啟動充電、采樣保持、停止充電和閉合泄能開關(guān)等操作，充電操作由上位機(jī)控制直流沖擊電流源的充電模塊完成，當(dāng)儲能電容電壓充至設(shè)置電壓時，停止充電。進(jìn)入觸發(fā)預(yù)備狀態(tài)。

上述技術(shù)方案中，電子式互感器暫態(tài)特性檢測試驗系統(tǒng)在電流輸出過程中如出現(xiàn)故障，試驗系統(tǒng)將自動停機(jī)，并將故障信息上報給上位機(jī)。升流過程中如無故障產(chǎn)生，電子式互感器暫態(tài)特性檢測試驗系統(tǒng)輸出合成試驗電流波形，各模塊電流源開始執(zhí)行錄波操作，暫態(tài)試驗電流輸出結(jié)束時，錄波操作隨之結(jié)束。

上述技術(shù)方案中，電子式互感器暫態(tài)特性檢測試驗系統(tǒng)的錄波數(shù)據(jù)由各電流源模塊上報給上位機(jī)，進(jìn)行可視化顯示，如果實際輸出電流誤差超出閾值限值時，試驗控制系統(tǒng)可利用錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行自校準(zhǔn)。

本實用新型試驗系統(tǒng)中的上位機(jī)作為系統(tǒng)的軟件控制中樞，上位機(jī)通過電接口或光纖接口分別與交流暫態(tài)電流源1、直流可控電流源2和直流沖擊電流源3建立通信連接，并對交流暫態(tài)電流源1、直流可控電流源2和直流沖擊電流源3進(jìn)行控制，交流暫態(tài)電流源1、直流可控電流源2和直流沖擊電流源3將狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)。對交流暫態(tài)電流源1而言，上位機(jī)下發(fā)開關(guān)機(jī)指令、設(shè)置電氣參數(shù)，交流暫態(tài)電流源1向上位機(jī)返回工作狀態(tài)、故障狀態(tài)、錄波數(shù)據(jù)等信息；對于直流沖擊電流源3，上位機(jī)下發(fā)開關(guān)機(jī)指令、設(shè)置電氣參數(shù)、充電過程信息，直流沖擊電流源3向上位機(jī)返回工作狀態(tài)、故障狀態(tài)和錄波數(shù)據(jù)；直流可控電流源2作為試驗系統(tǒng)的硬件控制中樞，上位機(jī)除了向直流可控電流源2下發(fā)開關(guān)機(jī)指令和電氣參數(shù)等控制信息外，試驗波形的預(yù)置目標(biāo)曲線數(shù)據(jù)也由上位機(jī)向直流可控電流源2下發(fā)，直流可控電流源2接收到試驗所需的電流波形預(yù)置目標(biāo)曲線數(shù)據(jù)和開機(jī)命令后，即對直流沖擊電流源3和交流暫態(tài)電流源1進(jìn)行同步控制，并按時序要求依次輸出交流暫態(tài)電流、直流可控電流和直流沖擊電流，并最終生成目標(biāo)合成試驗電流。同樣，直流可控電流源返回工作狀態(tài)、故障狀態(tài)和錄波數(shù)據(jù)給上位機(jī)。

本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。