CN107481599A - 微机保护装置模拟系统及方法 - Google Patents

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艾广宁
张玉平
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Abstract

本发明公开了一种微机保护装置模拟系统及方法，包括：采集卡和微机保护装置模拟应用软件，所述采集卡与所述微机保护装置模拟应用软件之间通过USB接口连接；给微机保护装置模拟应用软件设置保护装置的类型、保护定值以及变比，采集卡接收用户发来电流电压信息，采集卡将采集到的电流电压信息转换成波形数据发送给微机保护装置模拟应用软件，微机保护装置模拟应用软件对波形数据进行傅里叶转化，将转化后的数据与设置的参数比较，判断是否进行保护，保护则向采集卡发送跳闸信息，本发明通过采集卡加微机保护装置模拟应用软件的方式代替了对不同类型微机保护装置的试验，达到代替微机保护装置进行试验培训的目的。

Description

微机保护装置模拟系统及方法
技术领域
本发明涉及微机保护领域，具体涉及一种微机保护装置模拟系统及方法。
背景技术
微机保护装置是用于测量、控制、保护、通讯一体化的一种保护设备，广泛的应用于电力行业，微机保护装置类型众多，保护复杂，微机设备管理部门每年需要对微机保护装置进行试验，但该试验较复杂，需要较长的培训周期。目前普遍采用购买成套微机保护装置的方式来进行培训，设备种类繁多，且配套设施复杂，成本极其昂贵。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种微机保护装置模拟系统及方法，以达到代替微机保护装置进行试验培训的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种微机保护装置模拟系统，包括：采集卡和微机保护装置模拟应用软件，所述采集卡与所述微机保护装置模拟应用软件之间通过USB接口连接，
所述采集卡，包括：转换模块、采集模块和节点控制模块，所述转换模块，用于接收用户输入的电流电压信号，并将所述电流电压信号转换成交流信号；所述采集模块，用于接收转换模块的交流信号，将交流信号转化为数字信号并传输至所述微机保护装置模拟应用软件；所述节点控制模块，根据微机保护装置模拟应用软件发送来的控制指令控制节点的开关，
所述微机保护装置模拟应用软件，包括：参数设置模块、数据处理模块、数据对比模块、指令控制模块和显示模块，所述参数设置模块，用于设置保护装置的类型、保护定值以及变比，所述数据处理模块，用于接收采集卡传输来的数字信号，并进行转换，所述数据对比模块，用于将转换后的数据跟设置的保护装置的变比和保护定值进行比较，将比较结果发送至指令控制模块，所述指令控制模块，根据对比结果生成相应的控制指令并发送至采集卡，所述显示模块，用于将超出保护定值的警告信息显示给用户。
作为优选的，所述采集卡的转换模块通过电流互感器和电压互感器接口与外部进行连接。
作为优选的，所述采集卡的采集模块是8通道16位精度的，采集频率均为3200HZ，即64点波形数据。
作为优选的，所述数据处理模，对采集卡传输来的数字信号进行傅里叶转化，得到该数字信号的角度、有效值、基波以及次谐波。
作为优选的，所述数据对比模块根据设置的变比对转化后的数据进行处理，得到各通道的电流电压信息，将电流电压信息与设置的保护定值进行比较计算，判断是否满足跳闸条件，如果满足将结果发送至指令控制模块。
一种微机保护装置模拟方法，包括：人工在微机保护装置模拟应用软件设置保护装置的类型、保护定值以及变比；采集卡通过电流互感器和电压互感器接口接收用户传输的电流电压信号至转换模块；采集卡的转换模块将电流电压信号转换成0-5V交流信号，传输至采集模块；采集卡的采集模块将交流信号处理成数字信号，通过USB接口传输至微机保护装置模拟应用软件；微机保护装置模拟应用软件接收数字信号，将数字信号进行傅里叶转换，微机保护装置模拟应用软件将转换后的数据与之前设置的变比进行对比，获取各通道的电流电压数值；再将所述电流电压数值与设置的保护定值进行对比，判断是否满足跳闸条件；如果满足显示警告信息并将跳闸指令发送给采集卡；采集卡接收微机保护装置模拟应用软件发送来的指令并执行。
本发明具有如下优点：
(1).本发明通过采集卡加微机保护装置模拟应用软件的方式代替了对不同类型微机保护装置的试验，操作简单，大大的降低了成本。
(2).本发明通过对微机保护装置模拟应用软件设置不同的微机保护装置的参数来模拟不同的微机保护装置，但其与保护装置逻辑及动作特征完全一致，有效保证培训效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例公开的微机保护装置模拟系统功能模块图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供了一种微机保护装置模拟系统及方法，其工作原理是通过采集卡加微机保护装置模拟应用软件的方式代替了对不同类型微机保护装置的试验，达到代替微机保护装置进行试验培训的目的。
下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，微机保护装置模拟系统，包括：采集卡和微机保护装置模拟应用软件，所述采集卡与所述微机保护装置模拟应用软件之间通过USB接口连接，
所述采集卡，包括：转换模块、采集模块和节点控制模块，所述转换模块，用于接收用户输入的电流电压信号，并将所述电流电压信号转换成交流信号；所述采集模块，用于接收转换模块的交流信号，将交流信号转化为数字信号并传输至所述微机保护装置模拟应用软件；所述节点控制模块，根据微机保护装置模拟应用软件发送来的控制指令控制节点的开关，
所述微机保护装置模拟应用软件，包括：参数设置模块、数据处理模块、数据对比模块、指令控制模块和显示模块，所述参数设置模块，用于设置保护装置的类型、保护定值以及变比，所述数据处理模块，用于接收采集卡传输来的数字信号，并进行转换，所述数据对比模块，用于将转换后的数据跟设置的保护装置的变比和保护定值进行比较，将比较结果发送至指令控制模块，所述指令控制模块，根据对比结果生成相应的控制指令并发送至采集卡，所述显示模块，用于将超出保护定值的警告信息显示给用户。
其中，所述采集卡的转换模块通过电流互感器和电压互感器接口与外部进行连接。
其中，所述采集卡的采集模块是8通道16位精度的，采集频率均为3200HZ，即64点波形数据。
其中，所述数据处理模，对采集卡传输来的数字信号进行傅里叶转化，得到该数字信号的角度、有效值、基波以及次谐波。
其中，所述数据对比模块根据设置的变比对转化后的数据进行处理，得到各通道的电流电压信息，将电流电压信息与设置的保护定值进行比较计算，判断是否满足跳闸条件，如果满足将结果发送至指令控制模块。
微机保护装置模拟方法，包括：人工在微机保护装置模拟应用软件设置保护装置的类型、保护定值以及变比；采集卡通过电流互感器和电压互感器接口接收用户传输的电流电压信号至转换模块；采集卡的转换模块将电流电压信号转换成0-5V交流信号，传输至采集模块；采集卡的采集模块将交流信号处理成数字信号，通过USB接口传输至微机保护装置模拟应用软件；微机保护装置模拟应用软件接收数字信号，将数字信号进行傅里叶转换，微机保护装置模拟应用软件将转换后的数据与之前设置的变比进行对比，获取各通道的电流电压数值；再将所述电流电压数值与设置的保护定值进行对比，判断是否满足跳闸条件；如果满足显示警告信息并将跳闸指令发送给采集卡；采集卡接收微机保护装置模拟应用软件发送来的指令并执行。
以设置的保护定值为电流1A，时间1S的过流为例，采集到数据后，如果过流保护投入，则微机保护装置模拟应用软件进行判断：当电流有效值大于等于1A时，微机保护装置模拟应用软件判断过流启动变量数值大小，如果为0则置1并将过流启动时间变量由0置该时间；如果判断过流启动变量数值大小为1，则将系统该时间与过流启动时间变量比较，两时间差大于1S则发信号给采集卡闭合某常开节点，并且在微机保护装置模拟应用软件内弹出跳闸信息；如果有效值小于1A，则将过流启动变量和过流启动时间置0。
除了过流保护，本发明包含的保护还有：差速断、比率差动、速断、增量、阻抗、过压、失压、差压等，部分保护包含谐波闭锁、谐波抑制、反时限等特殊要求。
以上所述的仅是本发明所公开的一种微机保护装置模拟系统及方法的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种微机保护装置模拟系统，其特征在于，包括：采集卡和微机保护装置模拟应用软件，所述采集卡与所述微机保护装置模拟应用软件之间通过USB接口连接，
所述采集卡，包括：转换模块、采集模块和节点控制模块，所述转换模块，用于接收用户输入的电流电压信号，并将所述电流电压信号转换成交流信号；所述采集模块，用于接收转换模块的交流信号，将交流信号转化为数字信号并传输至所述微机保护装置模拟应用软件；所述节点控制模块，根据微机保护装置模拟应用软件发送来的控制指令控制节点的开关，
所述微机保护装置模拟应用软件，包括：参数设置模块、数据处理模块、数据对比模块、指令控制模块和显示模块，所述参数设置模块，用于设置保护装置的类型、保护定值以及变比，所述数据处理模块，用于接收采集卡传输来的数字信号，并进行转换，所述数据对比模块，用于将转换后的数据跟设置的保护装置的变比和保护定值进行比较，将比较结果发送至指令控制模块，所述指令控制模块，根据对比结果生成相应的控制指令并发送至采集卡，所述显示模块，用于将超出保护定值的警告信息显示给用户。
2.根据权利要求1所述的微机保护装置模拟系统，其特征在于，所述采集卡的转换模块通过电流互感器和电压互感器接口与外部进行连接。
3.根据权利要求1所述的微机保护装置模拟系统，其特征在于，所述采集卡的采集模块是8通道16位精度的，采集频率均为3200HZ，即64点波形数据。
4.根据权利要求1所述的微机保护装置模拟系统，其特征在于，所述数据处理模，对采集卡传输来的数字信号进行傅里叶转化，得到该数字信号的角度、有效值、基波以及次谐波。
5.根据权利要求1所述的微机保护装置模拟系统，其特征在于，所述数据对比模块根据设置的变比对转化后的数据进行处理，得到各通道的电流电压信息，将电流电压信息与设置的保护定值进行比较计算，判断是否满足跳闸条件，如果满足将结果发送至指令控制模块。
6.一种微机保护装置模拟方法，其特征在于，包括：人工在微机保护装置模拟应用软件设置保护装置的类型、保护定值以及变比；采集卡通过电流互感器和电压互感器接口接收用户传输的电流电压信号至转换模块；采集卡的转换模块将电流电压信号转换成0-5V交流信号，传输至采集模块；采集卡的采集模块将交流信号处理成数字信号，通过USB接口传输至微机保护装置模拟应用软件；微机保护装置模拟应用软件接收数字信号，将数字信号进行傅里叶转换，微机保护装置模拟应用软件将转换后的数据与之前设置的变比进行对比，获取各通道的电流电压数值；再将所述电流电压数值与设置的保护定值进行对比，判断是否满足跳闸条件；如果满足显示警告信息并将跳闸指令发送给采集卡；采集卡接收微机保护装置模拟应用软件发送来的指令并执行。
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