CN105807118A - 一种用于高压直流断路器虚拟电流测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于高压直流断路器虚拟电流测试装置及其测试方法，虚拟电流测试装置包括上位机和虚拟电流发生装置；虚拟电流发生装置的两端分别与上位机和高压直流断路器的控制保护系统连接。测试方法通过在上位上虚拟高压直流断路器的各种故障，直流母线、主支路、转移支路和泄放支路的电流变化；然后上位机将故障电流变化信息通过以太网传输给虚拟电流发生装置，虚拟电流发生装置模拟真实故障时电流变化，并将电流信息通过光纤传输给高压直流断路器的控制系统。通过本发明提供的技术方案可以快速、灵活的对直流断路器的控制、保护逻辑进行测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种直流断路器的测试装置及其测试方法，具体讲涉及一种用于高压直流断路器虚拟电流测试装置及其测试方法。
背景技术
随着基于电压源换流器(VSC)的多端柔性直流和直流电网技术的开始应用，高压直流断路器成为保证直流系统稳定安全可靠运行的关键设备之一。高压直流断路器对直流电网的重要性越来越突出。高压直流断路器的控制、保护算法比传统的交流断路器复杂。它不仅在系统正常运行时能切断和接通高压线路及各种空载和负荷电流，而且当系统发生故障时，通过继电保护装置的作用能自动、迅速、可靠地切除各种过负荷和短路电流，防止事故范围的扩大。在高压直流输电系统中，某些运行方式的转换或者故障的切除要采用直流开关。直流断路器同样因为直流电流难以熄弧、直流断路器吸收的能量大以及过电压高而制约其发展。
直流断路器的故障电流可达十几千安，而且变化率很快可以到几千安每毫秒，因此直流断路器的真实故障电流很难进行实验模拟。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于高压直流断路器虚拟电流测试装置及其测试方法，本发明提供的技术方案可以灵活的模拟直流断路器的各种故障电流，从而对直流断路器的控制系统的控制保护逻辑进行测试和验证。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
本发明提供一种用于高压直流断路器虚拟电流测试装置，所述高压直流断路器包括主支路，转移支路和泄放支路；所述主支路、转移支路和泄放支路并联后连接在直流母线上；其改进之处在于，所述虚拟电流测试装置包括上位机和虚拟电流发生装置；所述虚拟电流发生装置的两端分别与上位机和高压直流断路器的控制保护系统连接。
进一步地，所述虚拟电流发生装置通过以太网与上位机连接，所述虚拟电流测试装置通过光纤与直流断路器控制保护系统连接；
所述虚拟电流测试装置通过上位机中的算法模拟电流波形数据，然后通过虚拟电流发生装置模拟产生真实的电流数据传给高压直流断路器的控制保护系统。
进一步地，所述主支路由器械开关和换流阀串联组成；所述转移支路由换流阀串联的组成；泄放支路由能量吸收装置组成，所述能量吸收装置包括避雷器；所述换流阀由级联的子模块组成。
本发明还提供一种用于高压直流断路器虚拟电流测试装置的测试方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：
第一步，确定直流断路器的故障电流数据；
第二步，将所述故障电流数据传送给虚拟电流发生装置；
第三步，所述虚拟电流发生装置实时检测是否开始模拟直流断路器故障电流信号；
第四步，所述虚拟电流发生装置检测是否到达故障持续时间。
进一步地，所述第一步中，选择要模拟直流短断器的故障电流类型及时间，计算直流断路器的直流母线，主支路，转移支路和泄放支路的故障电流数据。
进一步地，所述第二步中，将直流断路器的直流母线、主支路、转移支路和泄放支路的故障电流数据、故障类型和故障持续时间数据传送给虚拟电流发生装置。
进一步地，所述第三步中，当检测未开始模拟直流断路器故障电流信号，则发送正常电流数据给直流断路器控制系统；当检测到开始模拟直流断路器故障电流信号，则发送虚拟故障电流数据给直流断路器控制保护系统。
进一步地，所述第四步中，当未到达时故障持续时间时，则发送虚拟故障电流数据直流断路器控制保护系统；当到达故障电流持续时间时，则发送正常电流数据给直流断路器控制系统。
本发明还提供一种用于高压直流断路器虚拟电流测试装置的测试方法，其改进之处在于，所述虚拟电流测试装置模拟直流断路器换流失败时的电流波形数据，然后通过虚拟电流发生装置传给高压直流断流器的控制保护系统，从而测试高压直流断路器控制保护系统在直流断路器换流失败时的控制保护逻辑。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的优异效果是：
1、本发明所提直流断路器虚拟电流测试方法具相比传统的直流短路故障电流测试方法有更好的灵活性更易于操作，只需要改变不同的软件算法，就可以完成不直流断路器的故障电流对测试；
2、本发明所提直流断路器虚拟电流测试方法具有更低的成本优势，本测试方法可以通过软件算法模拟直流断路器故障电流的变化，取代传统的产生大电流的昂贵试验装置；
3、本发明所提直流断路器虚拟电流测试方法可以对直流断路器进行更全面的测试，本发明可以通过软件算法模拟直流断路器各种工况故障电流，甚至是换流失败的工况，而不受试验装置的硬件条件所限。
附图说明
图1是本发明提供的直流断路器的拓扑结构图。
图2是本发明提供的直流断路器虚拟电流测试装置框图；
图3是本发明提供的高压直流断路器虚拟电流测试方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明所提的直流断路器虚拟电流测试方法主要由直流断路器故障电流算法，虚拟电流发生装置两部分组成如图2所示。虚拟电流测试装置包括上位机和虚拟电流发生装置；所述虚拟电流发生装置的两端分别与上位机和高压直流断路器的控制保护系统连接。虚拟电流发生装置通过以太网与上位机连接，所述虚拟电流测试装置通过光纤与直流断路器控制保护系统连接；虚拟电流测试装置通过上位机中的直流断路器故障电流算法模拟电流波形数据，然后通过虚拟电流发生装置模拟产生真实的电流数据传给高压直流断路器的控制保护系统。
直流断路器的拓扑一般为如图1所示，包含直流母线，主支路，转移支路和泄放支路。所述主支路、转移支路和泄放支路并联后连接在直流母线上；所述主支路由器械开关和换流阀串联组成；所述转移支路由换流阀串联的组成；泄放支路由能量吸收装置组成，所述能量吸收装置包括避雷器；所述换流阀由级联的子模块组成。
本发明提供的一种适用高压直流断路器虚拟电流测试方法，通过一种算法在计算机上虚拟高压直流断路器的各种故障时，直流母线、主支路、转移支路和泄放支路的电流变化；然后个人计算机将故障电流变化信息通过以太网传输给虚拟电流发生装置，虚拟电流发生装置模拟真实故障时电流变化，并将电流信息通过光纤传输给高压直流断路器的控制系统。通过本发明的虚拟电流测试方案可以快速、灵活的对直流断路器的控制、保护逻辑进行测试。
本发明具体运行过程如下，高压直流断路器虚拟电流测试方法的流程图如图3所示：
第一步，选择要模拟直流断路器的故障电流类型及时间，计算出直流断路器的直流母线，主支路，转移支路和泄放支路的故障电流数据。
第二步，将直流断路器的直流母线，主支路，转移支路和泄放支路的故障电流数据和故障类类型，故障持续时间等数据传送给虚拟电流发生装置。
第三步，虚拟电流发生装置实时检测是否开始模拟直流断路器故障信号，如果未检测开始模拟直流断路器故障电流信号，发送正常电流数据给直流断路器的控制系统；当检测到开始模拟直流断路器故障信号发送虚拟故障电流数据给直流断路器的控制保护系统，。
第四步，检测是否到达故障持续时间，未到达时持续发送故障电流，检测到达故障电流持续时间时，结束发送故障电流，发送正常电流。
此外，本发明提供的测试方法还可以模拟直流断路器换流失败时的电流变化，从而测试直流断路器的控制保护系统的控制保护逻辑。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于高压直流断路器虚拟电流测试装置，所述高压直流断路器包括主支路，转移支路和泄放支路；所述主支路、转移支路和泄放支路并联后连接在直流母线上；其特征在于，所述虚拟电流测试装置包括上位机和虚拟电流发生装置；所述虚拟电流发生装置的两端分别与上位机和高压直流断路器的控制保护系统连接。
2.如权利要求1所述的虚拟电流测试装置，其特征在于，所述虚拟电流发生装置通过以太网与上位机连接，所述虚拟电流测试装置通过光纤与直流断路器控制保护系统连接；
所述虚拟电流测试装置通过上位机中的算法模拟电流波形数据，然后通过虚拟电流发生装置模拟产生真实的电流数据传给高压直流断路器的控制保护系统。
3.如权利要求1所述的虚拟电流测试装置，其特征在于，所述主支路由器械开关和换流阀串联组成；所述转移支路由换流阀串联的组成；泄放支路由能量吸收装置组成，所述能量吸收装置包括避雷器；所述换流阀由级联的子模块组成。
4.一种如权利要求1-3中所述的用于高压直流断路器虚拟电流测试装置的测试方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
第一步，确定直流断路器的故障电流数据；
第二步，将所述故障电流数据传送给虚拟电流发生装置；
第三步，所述虚拟电流发生装置实时检测是否开始模拟直流断路器故障电流信号；
第四步，所述虚拟电流发生装置检测是否到达故障持续时间。
5.如权利要求4所述的测试方法，其特征在于，所述第一步中，选择要模拟直流短断器的故障电流类型及时间，计算直流断路器的直流母线，主支路，转移支路和泄放支路的故障电流数据。
6.如权利要求4所述的测试方法，其特征在于，所述第二步中，将直流断路器的直流母线、主支路、转移支路和泄放支路的故障电流数据、故障类型和故障持续时间数据传送给虚拟电流发生装置。
7.如权利要求4所述的测试方法，其特征在于，所述第三步中，当检测未开始模拟直流断路器故障电流信号，则发送正常电流数据给直流断路器控制系统；当检测到开始模拟直流断路器故障电流信号，则发送虚拟故障电流数据给直流断路器控制保护系统。
8.如权利要求4所述的测试方法，其特征在于，所述第四步中，当未到达时故障持续时间时，则发送虚拟故障电流数据直流断路器控制保护系统；当到达故障电流持续时间时，则发送正常电流数据给直流断路器控制系统。
9.一种如权利要求1-3中所述的用于高压直流断路器虚拟电流测试装置的测试方法，其特征在于，所述虚拟电流测试装置模拟直流断路器换流失败时的电流波形数据，然后通过虚拟电流发生装置传给高压直流断流器的控制保护系统，从而测试高压直流断路器控制保护系统在直流断路器换流失败时的控制保护逻辑。
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