[发明专利]暂态特性测试系统的智能选相控制系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统的装置和方法，具体讲涉及一种采用DSP和labview组成的暂态特性测试系统的智能选相控制系统及其实现方法。

背景技术

电磁式电流互感器的暂态特性对继电保护，特别是电流差动保护的动作特性有重要的影响。对此，几十年前已开始进行研究。电磁式电流互感器的暂态试验分为直接法和间接法，直接法试验需要一个容量足够大具备选相合闸功能的电流源且满足一次回路时间常数要求。满足如此长时间的具有暂态功能的电流互感器制造难度加大，而且国内尚不具备如此长时间的大电流暂态试验设施。世界上最大的大电流开断试验室的能力也无法满足特高压电网电流互感器的暂态误差试验要求。

暂态特性测试系统是系统采用直流和交流源叠加的方式利用较小容量的电流源解决大功率试验的问题，但试验波形的合成取决于合成时交流电流的相位，因此需要智能控制系统进行监测及合成。而现有技术中，在对系统进行监测及合成时容易受到外届干扰，同时由于操作复杂，系统容易出错，且都是小范围的试验，无法满足大电流的暂态试验的场合。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种采用DSP和labview组成的智能选相控制装置及其方法，用来控制暂态特性测试系统，监测试验各项状态，对直流和交流电流进行选相合成，利用较小的容量，实现大电流开断的试验能力。此系统可推广至包括开断试验等多个试验范畴。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种暂态特性测试系统的智能选相控制方法，其改进之处在于：所述方法包括以下步骤：

I、上位机系统通过采集卡控制暂态电流和工频电流，完成预试验；

II、采集电压与电流信号；

III、DSP数字信号处理器获得电压与电流信号的零点；

IV、上位机系统发出动作指令；

V、DSP数字信号处理器调整开关动作时间的补偿参数；

VI、DSP数字信号处理器获得到达最佳动作相位所需的延时，延时结束后向电流环发出可控开关的操作指令，实现暂态特性试验系统工频选相，完成工频分量和暂态分量的波形合成；

VII、暂态特性试验回路完成试验信息并通过电流环传值DSP。

进一步的，所述步骤I获得正式试验所需的峰值点电流上升时间和调压器电压值。

进一步的，所述步骤II包括：智模拟信号采集单元采集电流和电压信号；经模拟信号调理单元和A/D转换器传输至DSP数字信号处理器。

进一步的，DSP数字信号处理器根据所述步骤II中的信号获得所述步骤III中的电压与电流信号的零点。

进一步的，所述步骤V包括：DSP数字信号处理器根据检测的工频电压与电流信号的零点，按通讯协议，根据信号通路传送的上位机系统采集的暂态系统状态信息调整开关动作时间的补偿参数。

一种应用于上述智能选相控制方法的系统，其改进之处在于：所述系统包括通过电流环双向连接的上位机系统和DSP数字信号处理器；暂态特性试验回路、模拟信号采集单元、模拟信号调理单元、A/D转换器和所述DSP数字信号处理器依次连接；所述DSP数字信号处理器的输入端和输出端分别连接系统工作电源和故障报警单元。

进一步的，上位机包括labview组成的上位机系统、数据采集卡和波形记录单元；

所述数据采集卡分别与波形记录单元、所述故障报警单元和所述系统工作电源连接；所述上位机系统与所述数据采集卡双向连接；

所述数据采集卡用于采集所述系统的状态信息，所述状态信息包括试验设备的电流电压状态、交流回路及直流回路的开关状态、电流电压状态和传感器状态。

进一步的，所述暂态特性试验回路包括工频分量回路、直流分量回路和试品回路；

所述工频回路包括依次连接的交流电源、调压器、接补偿电容组和PT/CT监测单元，所述PT/CT监测单元通过可控开关与试品回路连接；

所述直流分量回路包括依次连接的直流电源、充放电器件单元和PT/CT监测单元，所述PT/CT监测单元通过可控开关与所述试品回路连接。

进一步的，所述暂态特性试验回路的交流电源、调压器、补偿电容组、可控开关、PT/CT监控单元、直流电源、充放电器件分别连接所述上位机系统和所述DSP数字信号处理器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明的智能选相算法灵活可靠，能快速、准确地计算出试验交流电流的最佳投切相位并进行可靠操作。