CN102608451A - 一种测试串补控制保护装置的测试仪及检验测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测试串补控制保护装置的测试仪及其测试方法，包括嵌入式处理器和数字信号处理器组成的主处理模块；可编程逻辑器件；上位机；开关量输出和开关量输入，所述测试仪的可编程逻辑器件通过时钟发送线路、数据发送线路以及采样同步收发线路与串补控制保护装置连接，用于收发采样数据；所述可编程逻辑器件用于完成与数字信号处理器的数据交互、报文格式控制、时钟格式控制和同步采样信号的控制，还进行并串转换并将串行数据发送至光发射模块。采用本发明可实现现场串补保护的校验，试验方法简易且校验精度高、速度快、效率高。

Description

一种测试串补控制保护装置的测试仪及检验测试方法

技术领域

本发明涉及高压输电领域，尤其涉及的是一种测试串补控制保护装置的检验测试方法。

背景技术

串补技术的应用中，串补控制保护装置的使用是必不可少的重要一环。目前，国内外尚无针对串补控制保护装置的专用测试仪相关研究，尚未对串补控制保护装置形成有效的现场试验手段。在重大串补项目现场试验中，还缺乏针对串补控制保护装置功能测试、定值校验、动作行为验证等一系列详细完整的试验方法及手段。传统的保护测试仪输出为模拟信号，只能在串补平台上单相输出小电流量校验。不能满足目前技术的需要。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测试串补控制保护装置的测试仪，旨在解决目前缺乏针对串补控制保护装置的有效测试方法。

本发明的技术方案如下：

一种测试串补控制保护装置的测试仪，其中，包括嵌入式处理器和数字信号处理器组成的主处理模块；可编程逻辑器件；上位机；开关量输出和开关量输入，所述可编程逻辑器件、上位机、开关量输出和开关量输入均连接至主处理模块，所述测试仪的可编程逻辑器件通过时钟发送线路、数据发送线路以及采样同步收发线路与串补控制保护装置连接，用于收发采样数据；所述可编程逻辑器件用于完成与数字信号处理器的数据交互、报文格式控制、时钟格式控制和同步采样信号的控制，还进行并串转换并将串行数据发送至光发射模块。

所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其中，数字信号处理器采用16位的数模转换和32位的数值计算精度。

所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其中，所述测试仪以数据报文的形式发送采样数据，采样数据的发送采用SPI协议以精度16bit的光数字发送。

所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其中，所述数据报文内容包括：电容器组不平衡电流、非线性电阻电流、串补平台电流、火花间隙电流、电容器组电流和线路电流。

所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其中，所述数据和时钟发送光口为6个，每一个数据发送光口对应一个时钟。

所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其中，所述开关量输入为8路，用于接收保护的动作；开关量输出为4路，用于配合保护功能，为保护提供动作。

所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其中，所述测试仪的采样同步方式为GPS同步、站内同步或自同步。

所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其中，所述测试仪具有反时限过负荷保护；不平衡电流报警保护；不平衡电流低定值保护和不平衡电流高定值保护，其通过设定试验点，采用自动/手动检验动作边界的方式实现。

所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其中，所述测试仪能自动计算非线性电阻的高温保护动作值。

一种测试串补控制保护装置的测试仪的测试方法，其包括以下步骤：

步骤1、将测试仪的输出和串补控制保护装置的输入相连；

步骤2、施加光信号观察采样数值和保护动作状态；

步骤3、记录测试仪输出值和采样值；

步骤4、进行结果判定：对比输出值和采样值进行分析，判定数据的精度等级；

步骤5、将串补保护测试仪输出电流回退到零位，测试完成后解除接线。

本发明的有益效果：本发明通过提供一种测试仪完成对串补控制保护装置的功能测试、定值校验、动作行为验证等一系列详细完整的试验测试，该测试仪的输出为光纤数字信号，为串补保护功能校验提供了一套完整的方案。

附图说明

图1为串补保护测试仪硬件组成框图。

图2为串补保护测试仪的测试方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

如图1所示为串补保护测试仪硬件组成框图，所述测试仪包括：由嵌入式处理器(ARM)和数字信号处理器(DSP)组成的主处理模块；可编程逻辑器件(FPGA)；上位机；开关量输出和开关量输入。所述上位机为pc机或者工控机，所述测试仪通过3路时钟发送线路、3路数据发送线路以及采样同步收发线路连接至串补控制保护装置。

其中，数字信号处理器(DSP)，采用16位的数模转换和32位的数值计算精度。DSP具有高速的运算能力，采用先进的DSP技术，使测试仪每周波输出的数据点可提高到600点，大大提高和改善了测试仪的暂态响应速度和幅频特性。利用DSP+FPGA构成的数字信号处理系统，使系统在数据计算和实时响应、实时处理方面有了大大的改善。

所述测试仪使用的ARM处理器内部集成100M以太网，用于DSP和上位机之间的数据通讯。所有控制信息、状态信息都通过ARM下载、上传。

所述可编程逻辑器件(FPGA)采用Actel公司的A3P250PQ208器件，主要完成与DSP的数据交互、报文格式控制、时钟格式控制、同步采样信号的控制，最终进行并串转换并将串行数据发送至光发射模块。

以数据报文的形式发送采集的数据结果，采样值的发送采用SPI协议以精度16bit的光数字发送。通讯波特率为2Mbit/s，每工频周波采样128点。每相的报文内容包括：(1)电容器组不平衡电流；(2)MOV1电流；(3)MOV2电流；(4)平台电流；(5)火花间隙电流；(6)电容器组电流；(7)线路电流。

根据对串补保护控制装置的研究，串补保护测试仪硬件满足以下条件：

所述数据、时钟发送光口为6个；ST接口的光波长850nm；由于分别为3路就有三个采样值，所以设置有三个时钟。

所述采样同步收发具有可接收同步脉冲并转发；可发送同步脉冲；可接收GPS的同步脉冲，为保护装置提供同步脉冲，或接收站内同步信号，用于与其他设备同步。

所述开关量输入为8路，用于接收保护的动作；开关量输出为4路，用于配合保护功能，为保护提供动作。

所述测试仪具备同时输出42路电流光纤数字量的功能，该串补保护测试仪具有至少六个光口的输出，可以完成最多14个电流互感器(ct)的A、B、C三相采样数据的同时加量，模拟串补控制保护装置所需的时钟、数据报文，分别完成A、B、C三相报文的发送。另外预留了两个输出光口和一个输入光口，用于处理采样同步信号。

所述测试仪具备GPS同步、站内同步、自同步的功能，该串补保护测试仪多种备选的采样同步方式：(1)GPS同步，接收GPS信号，与GPS的秒脉冲同步；(2)站内同步，接收站内的采样同步脉冲，自身使用的同时，对其进行转发，不影响其他设备对采样同步脉冲的使用；(3)自同步，自激产生采样同步脉冲，自身使用的同时，输出给其他设备，完成与其他设备的同步。

所述测试仪具备自动计算非线性电阻(MOV)的高温保护动作值的功能。该算法能根据MOV的V-A特性、T-E(温升-累积能量)特性和用户确定的试验条件准确地确定试验电流数值。

根据对串补保护功能的研究，串补保护专用测试仪采用专用测试程序实现的功能包括：

针对串补电容器具有反时限过负荷保护；不平衡电流报警保护；不平衡电流低定值保护和不平衡电流高定值保护。其通过设定试验点，采用自动/手动检验动作边界的方式实现。还包括串补电容器重投保护，通过可编程顺序试验实现。

针对金属氧化物非线性电阻(MOV)具有MOV温度高保护；MOV瞬时高电流保护；MOV温升高梯度保护和MOV温升低梯度保护。通过试验波形可变，人工设置试验点的方式实现。

针对放电间隙(GAP)具有间隙延时导通保护；间隙拒绝导通保护；间隙自触发保护和间隙长时间导通保护。通过可编程顺序试验的方式实现。

针对串补平台具有平台故障定时限保护和平台故障瞬时电流保护。通过自动/手动搜索动作边界的方式实现。

针对旁路断路器具有三相不一致保护和旁路断路器失灵保护。通过可编程顺序试验的方式实现。

本发明提供的检测的方法步骤为：

步骤1、将测试仪的输出和串补控制保护装置的输入相连；

步骤2、施加光信号观察采样数值和保护动作状态；

步骤3、记录测试仪输出值和采样值；

步骤4、进行结果判定：对比输出值和采样值进行分析，判定数据的精度等级；

步骤5、将串补保护测试仪输出电流回退到零位，测试完成后解除接线。

串补技术的应用中，串补控制保护装置的使用是必不可少的重要一环。目前国外尚无针对串补控制保护装置的专用测试仪相关报导，国内尚未对串补控制保护装置形成有效的现场试验手段。在重大串补项目现场试验中，还缺乏针对串补控制保护装置功能测试、定值校验、动作行为验证等一系列详细完整的试验方法及手段。利用本发明的方法可实现现场串补保护的校验，试验方法简易且校验精度高、速度快、效率高。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，包括嵌入式处理器和数字信号处理器组成的主处理模块；可编程逻辑器件；上位机；开关量输出和开关量输入，所述可编程逻辑器件、上位机、开关量输出和开关量输入均连接至主处理模块，所述测试仪的可编程逻辑器件通过时钟发送线路、数据发送线路以及采样同步收发线路与串补控制保护装置连接，用于收发采样数据；所述可编程逻辑器件用于完成与数字信号处理器的数据交互、报文格式控制、时钟格式控制和同步采样信号的控制，还进行并串转换并将串行数据发送至光发射模块。

2.根据权利要求1所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，数字信号处理器采用16位的数模转换和32位的数值计算精度。

3.根据权利要求1所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，所述测试仪以数据报文的形式发送采样数据，采样数据的发送采用SPI协议以精度16bit的光数字发送。

4.根据权利要求3所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，所述数据报文内容包括：电容器组不平衡电流、非线性电阻电流、串补平台电流、火花间隙电流、电容器组电流和线路电流。

5.根据权利要求1所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，所述数据和时钟发送光口为6个，每一个数据发送光口对应一个时钟。

6.根据权利要求1所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，所述开关量输入为8路，用于接收保护的动作；开关量输出为4路，用于配合保护功能，为保护提供动作。

7.根据权利要求1所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，所述测试仪的采样同步方式为GPS同步、站内同步或自同步。

8.根据权利要求1所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，所述测试仪具有反时限过负荷保护；不平衡电流报警保护；不平衡电流低定值保护和不平衡电流高定值保护，其通过设定试验点，采用自动/手动检验动作边界的方式实现。

9.根据权利要求1所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，所述测试仪能自动计算非线性电阻的高温保护动作值。

10.一种测试串补控制保护装置的测试仪的测试方法，其包括以下步骤：

步骤1、将测试仪的输出和串补控制保护装置的输入相连；

步骤2、施加光信号观察采样数值和保护动作状态；

步骤3、记录测试仪输出值和采样值；

步骤4、进行结果判定：对比输出值和采样值进行分析，判定数据的精度等级；

步骤5、将串补保护测试仪输出电流回退到零位，测试完成后解除接线。

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