本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動(dòng)化，特別涉及一種高壓直流輸電選相合閘裝置的測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

1、高壓斷路器在高壓直流輸電換流站中常用于投切各類負(fù)荷，通斷負(fù)荷電流，高壓斷路器性能及分合閘過程的穩(wěn)定性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，分合閘操作往往會(huì)帶來電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化，進(jìn)而產(chǎn)生分合閘涌流和過電壓等暫態(tài)現(xiàn)象，對(duì)電力設(shè)備穩(wěn)定的運(yùn)行和設(shè)備的使用壽命帶來負(fù)面影響。

2、選相合閘裝置可以控制斷路器在電壓或電流最有利的相位完成分合，從而消除過程中所產(chǎn)生的涌流和過電壓等電磁暫態(tài)效應(yīng)，被運(yùn)用于控制電容器、電抗器、變壓器等設(shè)備的高壓斷路器投切。

3、然而，隨著選相合閘裝置在長時(shí)間投切后受斷路器輔助接點(diǎn)老化影響，合閘精度會(huì)下降。不合適的選相控制參數(shù)或選相合閘裝置本身的精度問題，也會(huì)對(duì)選相合閘裝置的結(jié)果產(chǎn)生影響。比如，交流濾波器合閘時(shí)刻不在電壓過零點(diǎn)可能引發(fā)直流輸電系統(tǒng)換相失敗的預(yù)測(cè)動(dòng)作。而且，隨著高壓直流輸電規(guī)模的不斷擴(kuò)大，選相合閘裝置控制精度對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的影響愈加突出，由此有必要對(duì)選相合閘裝置的控制精度和可靠性進(jìn)行測(cè)試。

4、目前的選相合閘裝置的測(cè)試方案中主要通過使用選相合閘測(cè)試儀配合大電流發(fā)生器和錄波裝置實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能。然而，該方式不僅測(cè)試功能單一，而且無法準(zhǔn)確捕捉選相合閘裝置的動(dòng)作瞬間，即無法對(duì)合閘時(shí)間等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確捕捉，從而導(dǎo)致選相合閘裝置的測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，針對(duì)以上不足，有必要提供一種高壓直流輸電選相合閘裝置的測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法，以提高選相合閘裝置的測(cè)試準(zhǔn)確性。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種高壓直流輸電選相合閘裝置的測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：測(cè)試設(shè)備、終端設(shè)備、電壓源、電流源、待測(cè)選相合閘裝置、斷路器和電流互感器；所述終端設(shè)備分別與所述測(cè)試設(shè)備和所述電壓源通信連接，電壓源和電流源之間無線通信連接，測(cè)試設(shè)備分別與待測(cè)選相合閘裝置和電流互感器電性連接，電壓源分別與測(cè)試設(shè)備和待測(cè)選相合閘裝置電性連接，待測(cè)選相合閘裝置分別與斷路器和電流互感器電性連接，斷路器分別與電流源和電流互感器電性連接；

3、所述終端設(shè)備，用于由作業(yè)人員輸入測(cè)試命令，并將測(cè)試命令下達(dá)至測(cè)試設(shè)備；

4、所述測(cè)試設(shè)備，用于下發(fā)電壓相關(guān)參數(shù)、電流相關(guān)參數(shù)和電流源啟停指令至電壓源和電流源；以及，向待測(cè)選相合閘裝置下發(fā)合閘指令；

5、所述電壓源，用于產(chǎn)生選相基準(zhǔn)電壓，并分別輸入至待測(cè)選相合閘裝置和測(cè)試設(shè)備；

6、所述待測(cè)選相合閘裝置，用于根據(jù)合閘指令和選相基準(zhǔn)電壓，選擇過零點(diǎn)時(shí)刻將選相合閘指令輸出至斷路器，使斷路器閉合；同時(shí)，將選相合閘指令輸出至測(cè)試設(shè)備；

7、所述電流互感器，用于在斷路器閉合后采集母線上的電流信號(hào)，并分別發(fā)送給待測(cè)選相合閘裝置和測(cè)試設(shè)備；

8、所述待測(cè)選相合閘裝置，還用于根據(jù)接收到的選相基準(zhǔn)電壓和電流信號(hào)，確定第一選相合閘精度；

9、所述測(cè)試設(shè)備，還用于根據(jù)接收到的選相基準(zhǔn)電壓和電流信號(hào)，確定第二選相合閘精度，以由作業(yè)人員與第一選相合閘精度比較，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)選相合閘裝置的測(cè)試。

10、優(yōu)選的，所述電壓源和電流源之間通過無線通信方式實(shí)現(xiàn)相位一致。

11、優(yōu)選的，所述終端設(shè)備與測(cè)試設(shè)備之間通過modbus?tcp通信協(xié)議通信連接。

12、優(yōu)選的，所述測(cè)試設(shè)備配置有通用處理器板卡、交直流變換板卡、高速ad采集板卡、高速光纖通信板卡和開入開出板卡。

13、優(yōu)選的，所述測(cè)試設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)4u工控機(jī)尺寸機(jī)箱，配置高速串行背板總線。

14、優(yōu)選的，所述通用處理器板卡的最小中斷任務(wù)周期為10微秒。

15、優(yōu)選的，所述高速光纖通信板卡的傳輸時(shí)延小于1微秒。

16、優(yōu)選的，所述高速ad采集板卡的最高采樣頻率不小于800khz，轉(zhuǎn)換時(shí)間小于1微秒。

17、優(yōu)選的，所述測(cè)試設(shè)備還配置有圖形化編輯模塊，用于用戶根據(jù)換流站的不同應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行二次開發(fā)。

18、第二方面，本發(fā)明還提供了一種高壓直流輸電選相合閘裝置的測(cè)試方法，該測(cè)試方法基于如第一方面中任一所述的高壓直流輸電選相合閘裝置的測(cè)試系統(tǒng)實(shí)施，該方法包括：

19、步驟101：作業(yè)人員通過終端設(shè)備輸入測(cè)試命令，終端設(shè)備將測(cè)試命令下發(fā)至測(cè)試設(shè)備；

20、步驟102：利用測(cè)試設(shè)備向電壓源和電流源下發(fā)電壓相關(guān)參數(shù)、電流相關(guān)參數(shù)和電流源啟停指令；

21、步驟103：利用電壓源根據(jù)電壓相關(guān)參數(shù)產(chǎn)生選相基準(zhǔn)電壓，并將選相基準(zhǔn)電壓分別輸入至待測(cè)選相合閘裝置和測(cè)試設(shè)備；

22、步驟104：利用測(cè)試設(shè)備向待測(cè)選相合閘裝置下發(fā)合閘指令；

23、步驟105：利用待測(cè)選相合閘裝置根據(jù)接收到的合閘指令和選相基準(zhǔn)電壓，確定向斷路器輸出合閘指令的目標(biāo)時(shí)刻，并在該目標(biāo)時(shí)刻分別向斷路器和測(cè)試設(shè)備輸出合閘指令；

24、步驟106：利用斷路器在接收到合閘指令時(shí)，執(zhí)行合閘作業(yè)；

25、步驟107：利用電流互感器采集斷路器閉合后電流源在母線上產(chǎn)生的電流信號(hào)，并分別發(fā)送給待測(cè)選相合閘裝置和測(cè)試設(shè)備；

26、步驟108：利用待測(cè)選相合閘裝置根據(jù)接收到的選相基準(zhǔn)電壓和電流信號(hào)，確定表征合閘作業(yè)是否在電壓過零點(diǎn)時(shí)執(zhí)行的第一選相合閘精度；

27、步驟109：利用測(cè)試設(shè)備根據(jù)接收到的選相基準(zhǔn)電壓和電流信號(hào)，確定表征合閘作業(yè)是否在電壓過零點(diǎn)時(shí)執(zhí)行的第二選相合閘精度；

28、步驟110：對(duì)所述第一選相合閘精度和所述第二選相合閘精度進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)選相合閘裝置的測(cè)試。

29、由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的高壓直流輸電選相合閘裝置的測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法中，該方法基于高壓直流輸電選相合閘裝置的測(cè)試系統(tǒng)實(shí)施，該系統(tǒng)包括了測(cè)試設(shè)備、終端設(shè)備、電壓源、電流源、待測(cè)選相合閘裝置、斷路器和電流互感器。測(cè)試時(shí)作業(yè)人員通過終端設(shè)備輸入測(cè)試命令，終端設(shè)備將測(cè)試命令下發(fā)給測(cè)試設(shè)備，測(cè)試設(shè)備向電壓源和電流源下發(fā)電壓相關(guān)參數(shù)、電流相關(guān)參數(shù)和電流源啟停指令；進(jìn)一步，電壓源根據(jù)電壓相關(guān)參數(shù)會(huì)產(chǎn)生選相基準(zhǔn)電壓，并將產(chǎn)生的選相基準(zhǔn)電壓輸送給待測(cè)選相合閘裝置和測(cè)試設(shè)備；進(jìn)一步，通過測(cè)試設(shè)備向待測(cè)選相合閘裝置下發(fā)合閘指令，待測(cè)選相合閘裝置會(huì)根據(jù)合閘指令和選相基準(zhǔn)電壓確定出向斷路器輸出合閘指令的目標(biāo)時(shí)刻，并在該目標(biāo)時(shí)刻向斷路器和測(cè)試設(shè)備輸出合閘指令；輸出合閘指令后斷路器合閘，母線中產(chǎn)生電流，此時(shí)交流互感器會(huì)采集母線上的電流信號(hào)發(fā)送給待測(cè)選相合閘裝置和測(cè)試設(shè)備，待測(cè)選相合閘裝置和測(cè)試設(shè)備利用接收到的電流信號(hào)和選相基準(zhǔn)電壓，確定合閘作業(yè)的執(zhí)行時(shí)刻，判斷執(zhí)行合閘作業(yè)的時(shí)刻與電壓過零點(diǎn)時(shí)刻的偏差，進(jìn)一步，根據(jù)測(cè)試設(shè)備判斷的結(jié)果即可對(duì)待測(cè)選相合閘裝置的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)選相合閘裝置的測(cè)試。由此可見，本方案中斷路器合閘瞬間母線中即可產(chǎn)生電流，而電流互感器通過實(shí)時(shí)對(duì)母線中的電流信號(hào)進(jìn)行采集并發(fā)送至測(cè)試設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)待測(cè)選相合閘動(dòng)作瞬間的捕捉，精確測(cè)得了合閘時(shí)間等關(guān)鍵參數(shù)，從而能夠提高選相合閘裝置的測(cè)試準(zhǔn)確性。