CN108008641A - 发电机变压器组保护装置性能检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发电机变压器组保护装置性能检测系统及方法，包括：RTDS、功率放大器和发变组保护装置，RTDS用于通过构建的发变组仿真模型仿真得到电气模拟量，并输出到功率放大器；根据第一保护动作信号对发变组保护装置的保护性能进行检测；功率放大器用于将电气模拟量经过放大后转换成实际二次值输入到发变组保护装置；发变组保护装置用于根据电气模拟量生成第一保护动作信号，将第一保护动作信号反馈至RTDS中。该方案通过在RTDS中开发了整套数字模拟试验平台，对发变组保护装置的保护功能以及动作情况进行评价，可以解决现有技术中投资巨大、建设周期长、参数难以匹配、可模拟的电力系统规模受限制等问题。

Description

发电机变压器组保护装置性能检测系统及方法

技术领域

本发明涉及电力系统模拟仿真技术领域，特别涉及一种发电机变压器组保护装置性能检测系统及方法。

背景技术

随着电网建设的不断加快，大电网安全稳定运行正面临着前所未有的挑战，对继电保护装置的功能也有着越来越高的要求，并需要对其功能进行检测。现阶段，对于发电机变压器组保护装置的检测，处于数模混合阶段，数模混合式仿真除机电等旋转元件采用数字元件模拟外，其余元件基本上和动模试验采用的元件一致。它的优点是结构灵活，对内在过程尚不清楚、难以或不能用数学方式描述的子系统或元器件可以用实物或物理模型代替，这使得对电力系统的研究范围有了很大提高。不过它的主要部分仍采用基于相似理论的物理模型，因此缺点还比较明显，如投资巨大、建设周期长、参数难以匹配、可模拟的电力系统规模受限制等。

发明内容

本发明实施例提供了一种发电机变压器组保护装置性能检测系统及方法，解决了现有技术中投资巨大、建设周期长、参数难以匹配、可模拟的电力系统规模受限制等技术问题。

本发明实施例提供的发电机变压器组保护装置性能检测系统包括：实时数字仿真仪RTDS、功率放大器和发电机变压器组保护装置，实时数字仿真仪RTDS与功率放大器的一端连接，功率放大器的另一端与发电机变压器组保护装置的一端连接，发电机变压器组保护装置的另一端与实时数字仿真仪RTDS连接；

所述实时数字仿真仪RTDS用于：构建发电机变压器组仿真模型，通过发电机变压器组仿真模型仿真得到电气模拟量，将所述电气模拟量输出到功率放大器；

所述功率放大器用于：将所述电气模拟量经过放大后转换成实际二次值输入到发电机变压器组保护装置；

所述发电机变压器组保护装置用于：根据所述电气模拟量生成第一保护动作信号，将所述第一保护动作信号反馈至所述实时数字仿真仪RTDS中；

所述实时数字仿真仪RTDS还用于：根据所述第一保护动作信号对所述发电机变压器组保护装置的保护性能进行检测。

本发明实施例提供的发电机变压器组保护装置性能检测方法包括：

实时数字仿真仪RTDS构建发电机变压器组仿真模型，通过所述发电机变压器组仿真模型仿真得到电气模拟量，将所述电气模拟量输出到功率放大器；

功率放大器将所述电气模拟量经过放大后转换成实际二次值输入到发电机变压器组保护装置；

发电机变压器组保护装置根据所述电气模拟量生成相应的保护动作信号，将所述保护动作信号反馈至所述实时数字仿真仪RTDS中；

实时数字仿真仪RTDS根据所述保护动作信号对所述发电机变压器组保护装置的性能进行检测；

其中，实时数字仿真仪RTDS与功率放大器的一端连接，功率放大器的另一端与发电机变压器组保护装置的一端连接，发电机变压器组保护装置的另一端与实时数字仿真仪RTDS连接。

在本发明实施例中，通过在实时数字仿真仪RTDS中构建发电机变压器组仿真模型，通过发电机变压器组仿真模型仿真得到电气模拟量，发电机变压器组保护装置根据电气模拟量生成第一保护动作信号，实时数字仿真仪RTDS根据第一保护动作信号对所述发电机变压器组保护装置的保护性能进行检测。这样可以解决现有技术中投资巨大、建设周期长、参数难以匹配、可模拟的电力系统规模受限制等技术问题。

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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种发电机变压器组保护装置性能检测系统结构框图一；

图2是本发明实施例提供的一种发电机变压器组保护装置性能检测系统结构框图二；

图3是本发明实施例提供的一种发电机变压器组保护装置性能检测系统结构框图三；

图4是本发明实施例提供的一种发电机变压器组保护装置性能检测系统结构框图四；

图5是本发明实施例提供的一种RTDS构成的发电机组和无穷大电源模型框图；

图6是本发明实施例提供的一种RTDS同步发电机模型；

图7是本发明实施例提供的一种RTDS励磁绕组回路模型；

图8是本发明实施例提供的一种发电机变压器组保护装置性能检测系统的输入输出接口示意图；

图9是本发明实施例提供的一种过激磁保护功能测试示意图；

图10是本发明实施例提供的一种失磁保护功能测试示意图；

图11是本发明实施例提供的一种失磁保护动作阻抗测试示意图；

图12是本发明实施例提供的一种定子过负荷保护功能测试示意图；

图13是本发明实施例提供的一种励磁变过负荷保护功能测试示意图；

图14是本发明实施例提供的一种发电机变压器组保护装置性能检测方法流程图。

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，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现阶段，对于发电机变压器组保护装置的检测，处于数模混合阶段，纯数字仿真平台的检测刚刚起步。RTDS(Real Time Digital Simulator)实时仿真系统是一种实时数字仿真系统，专门用于研究电力系统的数字动模系统，采用并行处理的硬件结构和高速DSP芯片，利用数学上可分割子系统的概念在各个运算芯片或芯片组间分担计算任务。与离线仿真软件相比，其具有实时性及能够带被测试设备闭环运行的能力，不仅可以用于仿真分析，还可以提供一次设备、各类控制系统及各种电力系统自动化设备实时数字仿真闭环检测试验。

本发明基于RTDS提出一种发电机变压器组保护装置性能检测系统及方法。如图1所示，该发电机变压器组保护装置性能检测系统包括：

实时数字仿真仪RTDS 1、功率放大器2和发电机变压器组保护装置3，实时数字仿真仪RTDS与功率放大器2的一端连接，功率放大器2的另一端与发电机变压器组保护装置3的一端连接，发电机变压器组保护装置3的另一端与实时数字仿真仪RTDS连接；

所述实时数字仿真仪RTDS用于：构建发电机变压器组仿真模型，通过发电机变压器组仿真模型仿真得到电气模拟量，将所述电气模拟量输出到功率放大器2；

所述功率放大器2用于：将所述电气模拟量经过放大后转换成实际二次值输入到发电机变压器组保护装置3；

所述发电机变压器组保护装置3用于：根据所述电气模拟量生成第一保护动作信号，将所述第一保护动作信号反馈至所述实时数字仿真仪RTDS中；

所述实时数字仿真仪RTDS还用于：根据所述第一保护动作信号(开关量)对所述发电机变压器组保护装置的保护性能进行检测。

具体实施时，本发明在RTDS中构建了包括发电机模型、变压器模型(包括接地变压器和主变压器)、输电系统模型、励磁变模型、整流桥模型、中性点接地变模型和转子灭磁回路模型在内的发电机变压器组仿真模型，其中，发电机模型通过发电机出口断路器连接至主变压器模型低压侧，主变压器模型高压侧连接至输电系统模型；发电机中性点通过接地变模型实现经小电阻接地的接地方式。发电机出口连接励磁变模型的高压侧，励磁变模型低压侧连接至整流桥模型，整流桥模型经过整流后转子的正负极连接转子灭磁回路模型，对发电机进行励磁控制。通过检测点将电气模拟量输出至功率放大器，如图2所示，以此仿真电力系统外部故障以及异常工况，并可以真实模拟发电机变压器组内部故障。RTDS仿真的发电机变压器组仿真模型中，引出发电机变压器组保护所需的电气模拟量，经过功率放大器转为实际二次值输入发电机变压器组保护装置3中；同时首次建立发电机变压器组保护装置3的跳闸出口的接口，将保护的动作实际反馈至RTDS中，在RTDS中实现动作实时跳闸，形成闭环测试系统。

具体实施时，如图3所示，该发电机变压器组保护装置性能检测系统还可以包括：发电机励磁控制装置4，与实时数字仿真仪RTDS连接，用于将励磁控制电压输入至实时数字仿真仪RTDS中；所述实时数字仿真仪RTDS还用于：根据所述励磁控制电压控制所述发电机变压器组仿真模型产生电气模拟量，将所述电气模拟量输出到功率放大器。

如图4所示，该发电机变压器组保护装置性能检测系统还可以包括：电压继电器5，分别与所述实时数字仿真仪RTDS和所述发电机变压器组保护装置3连接；所述实时数字仿真仪RTDS还用于：生成发电机出口断路器并网信号(开关量)，将所述发电机出口断路器并网信号通过电压继电器5输出至所述发电机变压器组保护装置3中；所述发电机变压器组保护装置3用于：根据所述发电机出口断路器并网信号生成第二保护动作信号，将所述第二保护动作信号反馈至所述实时数字仿真仪RTDS中；所述实时数字仿真仪RTDS还用于：根据所述第二保护动作信号断开或闭合所述发电机变压器组仿真模型的出口断路器以及灭磁开关。

具体实施时，所述实时数字仿真仪RTDS产生的电气模拟量可以包括发电机机端电压、发电机机端电流、主变高压侧电压、主变高压侧电流、发电机中性点零序电压、发电机中性点电流、励磁变电流、励磁电压的其中之一或多个。其中，所述电气模拟量通过实时数字仿真仪RTDS中的GTAO卡将输出到所述发电机变压器组保护装置；所述发电机出口断路器并网信号通过实时数字仿真仪RTDS中的GTFPI卡将输出到所述发电机变压器组保护装置；所述励磁控制电压Uc通过实时数字仿真仪RTDS中的GTAI卡将输入到实时数字仿真仪RTDS中，以此控制发电机励磁系统，形成闭环控制；所述第一保护动作信号或所述第二保护动作信号(也就是发变组保护装置的跳闸出口)通过实时数字仿真仪RTDS中的GTDI卡将输入到实时数字仿真仪RTDS中，在仿真系统中实现动作实时跳闸。

具体实施时，在RTDS中搭建单机无穷大系统，图5表示了由RTDS构建的发电机组和无穷大电源模型。在仿真系统中设置了K1～K4四个短路点，可根据试验需要模拟发电机端、主变压器低压侧、主变压器高压侧和远方短路的工况；大感应电动机负荷Z可用来模拟机组重负载下的性能；无穷大电源S的容量及内阻可根据不同需要选择，一般情况下其容量应大于发电机容量的10倍以上。其中，F+和F-为转子回路的正负极，ω为发电机转速，T_M为机械转矩，G为发电机模型，TA为发电机机端CT，采集到发电机机端电流I_t，TV1为发电机机端PT，采集发电机机端电压U_t，TV2为输电母线PT，采集主变高压侧电压。CB1为发电机出口断路器，CB2为主变高压侧断路器，CB3和CB4为输电线路断路器，CB5为无穷大电源模型断路器，CB6为负荷断路器。

(1)发电机建模

为了能够仿真模拟发电机定子绕组和转子绕组内部故障，发电机模型选择了在RTDS中采用“Phase-domain Synchronous Machine”模型。RTDS环境中该模型采用了“embedded phase domain approach”方法，其发电机电感参数随转子位置和饱和水平时变，并且网络方程的计算嵌入至发电机微分方程求解过程中。与传统方法相比，该方法采用“DQ-Based Method”方法计算发电机电感矩阵，其显示了优越的数值性能，有能力仿真同步发电机内部故障。

如图6所示，发电机模型的A相由绕组A1和绕组A2组成；两个绕组连接处的节点AJ是RTDS中可使用的。将该点通过故障阻抗接地可仿真定子接地故障，将该点连接至发电机端(A、B、C)可模拟匝间故障。中性点N也是RTDS中可用的节点，可连接至阻抗和变压器等电力系统元件。中性点N与地之间接有变压器，变压器二次侧装有电阻，电阻限制接地故障电流，变压器二次电压可用于识别定子接地故障。图6中，F+和F-为转子回路的正负极，W为发电机转速，T_M为机械转矩。

(2)发电机励磁系统建模

RTDS中搭建了励磁变模型和整流桥模型，并在励磁绕组回路中增设灭磁开关、起励电源、灭磁电阻等。

在RTDS中选用“SIX-PULSE HVDC VALVE GROUP”模块搭建励磁变模型和整流桥模型。对于RTDS中搭建的AVR模型(励磁变模型)，将其输出的控制电压Uc经过反余弦变化形成触发角VFPU，并以此触发角与同步电压通过脉冲生成模块产生6相触发脉冲信号FP01控制整流桥模型。发电机转子回路与转子直阻和整流桥模型相连，如图2所示，通过选择灭磁开关的分合可方便的模拟失磁故障。

在RTDS中的励磁控制系统(也就是励磁变模型、整流桥模型和转子灭磁回路模型的统称)中，搭建了励磁绕组回路，并在励磁绕组回路中增设灭磁开关、灭磁电阻等，如图7所示。图中，F+和F-为转子回路的正负极，BRK1A、BRK2A为灭磁开关，IB1A、IB2A为励磁电流的正电流与负电流，IB3A为灭磁电阻回路电流，BRK3A为灭磁电阻的投入开关，当灭磁开关分开后，灭磁电阻投入为转子释放能量。

具体实施时，在RTDS中，可以进行实时数字仿真，由于其内部的数字-模拟转换系统，可以实现实时输出系统运行的交直流模拟量信号。

该发电机变压器组保护装置性能检测系统根据某电厂东方电机300MW发电机组的发电机以及变压器的CT、PT参数设定接口变比。RTDS将仿真的一次电压电流通过相应变比转为二次电压电流后，通过GTAO卡输出0-5V的电压信号，通过功率放大器进行放大后，转为实际二次侧电压电流信号，输出给发变组保护装置以及励磁调节器。其输入输出接口如图8所示。

RTDS仿真系统的模拟量输入输出接口：共采用了7路交流电压输出和12路交流电流输出，以及2路直流输出和1路直流输入。其接口的具体定义、变比以及连接情况如表1所示。

表1RTDS系统模拟量接口定义

RTDS仿真系统的开关量输入输出接口：采用了2个开关量输出，以及1个开关量输入。其接口的具体定义、变比以及连接情况如表2所示。

表2RTDS系统开关量接口定义

通过上述接口连接，该发电机变压器组保护装置性能检测系统可以进行以下保护的测试：

(1)发电机差动保护；(2)发电机匝间保护；(3)发电机相间后备保护；(4)发电机定子过负荷保护；(5)发电机失磁保护；(6)发电机失步保护；(7)发电机电压异常保护；(8)发电机过励磁保护；(9)发电机功率保护；(10)发电机频率保护；(11)启停机保护；(12)误上电保护；(13)励磁差动保护；(14)励磁过流保护；(15)励磁过负荷保护；(16)发变组差动保护；(17)主变差动保护；(18)主变相间后备保护；(19)主变接地后备保护；(20)主变过励磁保护。

举例说明。

(1)发电机过激磁保护测试：

(11)评价指标及性能要求：

①伏赫兹限制定值应能与发电机保护相配合，遵循伏赫兹限制先于过激磁保护动作的原则；

②有反时限或定时限延时，限制动作时，定值应准确，测量限制动作时的机端电压与设置误差应小于1％，不应出现超调；

③过激磁保护启动值不得低于装置设定目标值。

(12)测试方案

根据评价指标与性能要求，设计如下测试方案：

(121)试验准备：

①配置励磁调节器和发变组保护正常运行，并与RTDS数字仿真平台完成连接。

②确认过激磁保护动作逻辑和动作定值。

③确认伏赫兹限制动作逻辑和动作定值。

④确定观测电气量：机端电压，励磁电压，励磁电流，频率。

(122)过激磁保护测试：

①对于具有反时限方式的过激磁保护，维持频率额定不变，分别将机端电压提高至1.10，1.11，1.12，1.13，1.15，1.20，1.25，1.3倍电压。

②分别在上述电压情况下等待过激磁保护动作，记录过激磁保护动作时间。

③记录过激磁保护反时限动作曲线，与保护定值进行对比。确认过激磁保护动作是否符合启动定值要求。

图9为在发电机空载状态下，将机端电压做1.25倍阶跃，过激磁保护的动作波形，动作于发电机出口断路器与灭磁开关。

(2)发电机失磁保护测试：

(21)评价指标及性能要求

①发电机失磁保护应能争取判断失磁状态，宜动作于解列；

②应具备不同测量原理复合判据的多段式方案，对于系统联系紧密的发电厂或采用自并励励磁方式的发电机组宜将阻抗判据作为失磁保护的复合判据之一；

③在机组自身未失磁的情况下，系统振荡时发电机组失磁保护不应动作；

④励磁调节器中的低励限制应与失磁保护协调配合，遵循低励限制先于失磁保护动作原则，低励限制应与静稳极限边界配合，且留有一定裕度。

(22)测试方案

(221)试验准备：

①配置励磁调节器和发变组保护正常运行，并与RTDS数字仿真平台完成连接。

②确认失磁保护动作逻辑和动作定值。

③确认低励限制动作逻辑和动作定值。

④确定观测电气量：机端电压，机端电流，励磁电压，励磁电流，有功功率，无功功率，功率因数。

(222)失磁保护测试：

①投入失磁保护，使发电机进相运行，使得发电机初始状态运行在阻抗平面的第四象限。

②进行系统电压上阶跃扰动，使得发电机处于失磁状态。

③检查失磁保护动作情况。

④在RTDS平台上观察阻抗轨迹是否进入异步圆。

⑤记录励磁电压，励磁电流，发电机有功功率，无功功率，机端电压，机端电流，保护动作信号。

(223)失磁保护与低励限制测试：

①同时投入失磁保护和低励限制，进行系统电压上阶跃扰动，使得发电机进相过无功。

②观察发电机有功功率，无功功率，机端电压，励磁电压，励磁电流，检查失磁保护是否存在报警或动作，观察阻抗轨迹是否未进入异步圆。

图10为在发电机并网状态下，系统电压为535kV，拉开灭磁开关，发电机失磁。此时失磁保护动作的波形，动作于发电机出口断路器与灭磁开关。

图11为此失磁过程中，在RTDS系统中，读取到的机端测量阻抗的运动轨迹，进入异步圆，保护正确动作。

(3)发电机定子过负荷保护测试：

(31)评价指标及性能要求

①定子过负荷保护设置应能与机组设备的设计能力相适应，避免因保护装置原因制约机组发挥其设计过负荷能力的情况。

②定子过流限制应与发电机定子过负荷保护配合，遵循限制先于保护动作的原则。

(32)测试方案

(321)试验准备：

①配置励磁调节器，发变组保护正常运行，并与RTDS数字仿真平台完成连接

②确认定子过负荷保护动作逻辑和动作定值。

③确认定子过流限制动作逻辑和动作定值。

④确定观测电气量：机端电压，机端电流，励磁电压，励磁电流，有功功率，无功功率，功率因数。

(322)定子过负荷保护测试：

①投入定子过负荷保护，进行系统电压负阶跃扰动。

②等待定子过负荷保护动作，记录定子过负荷保护动作时间。

③记录定子过负荷保护反时限动作曲线，与保护定值进行对比。确认定子过负荷保护动作是否符合启动定值要求。

④记录励磁电压，励磁电流，发电机有功功率，无功功率，机端电压，机端电流，保护动作信号。

图12为在发电机并网状态下，将系统电压做下阶跃，由535kV降至440kV，定子过负荷保护的动作波形，动作于发电机出口断路器与灭磁开关。

(4)发电机励磁过负荷保护；

(41)评价指标及性能要求

①励磁过负荷保护设置应能与机组设备的设计能力相适应，避免因保护装置原因制约机组发挥其设计过负荷能力的情况；

②转子过励限制应与励磁过负荷保护配合，遵循限制先于保护动作的原则。

(42)测试方案

(421)试验准备：

①配置励磁调节器，发变组保护正常运行，并与RTDS数字仿真平台完成连接。

②确认励磁过负荷保护动作逻辑和动作定值。

③确认转子过励限制动作逻辑和动作定值。

④确定观测电气量：机端电压，机端电流，励磁电压，励磁电流，有功功率，无功功率，功率因数，励磁变高压侧电流。

(422)励磁过负荷保护测试：

①投入励磁过负荷保护，进行系统电压负阶跃扰动。

②等待励磁过负荷保护动作，记录励磁过负荷保护动作时间。

③记录励磁过负荷保护反时限动作曲线，与保护定值进行对比。确认励磁过负荷保护动作是否符合启动定值要求。

④记录励磁电压，励磁电流，发电机有功功率，无功功率，机端电压，机端电流，励磁变电流，保护动作信号。

图13为在发电机并网状态下，功率因数为0.7，将系统电压做下阶跃，由535kV降至440kV，励磁变过负荷保护的动作波形，动作于发电机出口断路器与灭磁开关。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种发电机变压器组保护装置性能检测方法，如下面的实施例所述。由于发电机变压器组保护装置性能检测方法解决问题的原理与发电机变压器组保护装置性能检测装置相似，因此发电机变压器组保护装置性能检测方法的实施可以参见发电机变压器组保护装置性能检测装置的实施，重复之处不再赘述。

图14是本发明实施例的发电机变压器组保护装置性能检测方法流程图，如图14所示，包括：

步骤1401：实时数字仿真仪RTDS构建发电机变压器组仿真模型，通过所述发电机变压器组仿真模型仿真得到电气模拟量，将所述电气模拟量输出到功率放大器；

步骤1402：功率放大器将所述电气模拟量经过放大后转换成实际二次值输入到发电机变压器组保护装置；

步骤1403：发电机变压器组保护装置根据所述电气模拟量生成第一保护动作信号，将所述第一保护动作信号反馈至所述实时数字仿真仪RTDS中；

步骤1404：实时数字仿真仪RTDS根据所述第一保护动作信号对所述发电机变压器组保护装置的性能进行检测；

其中，实时数字仿真仪RTDS与功率放大器的一端连接，功率放大器的另一端与发电机变压器组保护装置的一端连接，发电机变压器组保护装置的另一端与实时数字仿真仪RTDS连接。

具体实施时，该发电机变压器组保护装置性能检测方法还包括：

发电机励磁控制装置将励磁控制电压输入至实时数字仿真仪RTDS中；

实时数字仿真仪RTDS根据所述励磁控制电压控制所述发电机变压器组仿真模型产生电气模拟量，将所述电气模拟量输出到功率放大器；

其中，发电机励磁控制装置与实时数字仿真仪RTDS连接。

具体实施时，该发电机变压器组保护装置性能检测方法还包括：

实时数字仿真仪RTDS生成发电机出口断路器并网信号，将所述发电机出口断路器并网信号通过电压继电器输出至所述发电机变压器组保护装置中；

发电机变压器组保护装置根据所述发电机出口断路器并网信号生成第二保护动作信号，将所述第二保护动作信号反馈至所述实时数字仿真仪RTDS中；

实时数字仿真仪RTDS根据所述第二保护动作信号断开或闭合所述发电机变压器组仿真模型的出口断路器以及灭磁开关；

其中，电压继电器分别与所述实时数字仿真仪RTDS和所述发电机变压器组保护装置连接。

具体实施时，所述发电机变压器组仿真模型包括发电机模型、变压器模型、输电系统模型、励磁变模型、整流桥模型、中性点接地变模型和转子灭磁回路模型；

所述电气模拟量包括发电机机端电压、发电机机端电流、主变高压侧电压、主变高压侧电流、发电机中性点零序电压、发电机中性点电流、励磁变电流、励磁电压的其中之一或多个。

综上所述，通过在实时数字仿真仪RTDS中构建发电机变压器组仿真模型，通过发电机变压器组仿真模型仿真得到电气模拟量，发电机变压器组保护装置根据电气模拟量生成第一保护动作信号，实时数字仿真仪RTDS根据第一保护动作信号对所述发电机变压器组保护装置的保护性能进行检测。这样可以解决现有技术中投资巨大、建设周期长、参数难以匹配、可模拟的电力系统规模受限制等技术问题。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发电机变压器组保护装置性能检测系统，其特征在于，包括：实时数字仿真仪RTDS、功率放大器和发电机变压器组保护装置，实时数字仿真仪RTDS与功率放大器的一端连接，功率放大器的另一端与发电机变压器组保护装置的一端连接，发电机变压器组保护装置的另一端与实时数字仿真仪RTDS连接；

所述实时数字仿真仪RTDS用于：构建发电机变压器组仿真模型，通过发电机变压器组仿真模型仿真得到电气模拟量，将所述电气模拟量输出到功率放大器；

所述功率放大器用于：将所述电气模拟量经过放大后转换成实际二次值输入到发电机变压器组保护装置；

所述发电机变压器组保护装置用于：根据所述电气模拟量生成第一保护动作信号，将所述第一保护动作信号反馈至所述实时数字仿真仪RTDS中；

所述实时数字仿真仪RTDS还用于：根据所述第一保护动作信号对所述发电机变压器组保护装置的保护性能进行检测。

2.如权利要求1所述发电机变压器组保护装置性能检测系统，其特征在于，所述发电机变压器组仿真模型包括发电机模型、变压器模型、输电系统模型、励磁变模型、整流桥模型、中性点接地变模型和转子灭磁回路模型。

3.如权利要求1所述发电机变压器组保护装置性能检测系统，其特征在于，所述电气模拟量包括发电机机端电压、发电机机端电流、主变高压侧电压、主变高压侧电流、发电机中性点零序电压、发电机中性点电流、励磁变电流、励磁电压的其中之一或多个。

4.如权利要求1所述发电机变压器组保护装置性能检测系统，其特征在于，还包括：发电机励磁控制装置，与实时数字仿真仪RTDS连接，用于将励磁控制电压输入至实时数字仿真仪RTDS中；

所述实时数字仿真仪RTDS还用于：根据所述励磁控制电压控制所述发电机变压器组仿真模型产生电气模拟量，将所述电气模拟量输出到功率放大器。

5.如权利要求4所述发电机变压器组保护装置性能检测系统，其特征在于，还包括：电压继电器，分别与所述实时数字仿真仪RTDS和所述发电机变压器组保护装置连接；

所述实时数字仿真仪RTDS还用于：生成发电机出口断路器并网信号，将所述发电机出口断路器并网信号通过电压继电器输出至所述发电机变压器组保护装置中；

所述发电机变压器组保护装置用于：根据所述发电机出口断路器并网信号生成第二保护动作信号，将所述第二保护动作信号反馈至所述实时数字仿真仪RTDS中；

所述实时数字仿真仪RTDS还用于：根据所述第二保护动作信号断开所述发电机变压器组仿真模型的发电机出口断路器以及灭磁开关。

6.如权利要求5所述的发电机变压器组保护装置性能检测系统，其特征在于，所述实时数字仿真仪RTDS具体用于：

通过实时数字仿真仪RTDS中的GTAO卡将所述电气模拟量输出到所述发电机变压器组保护装置；

通过实时数字仿真仪RTDS中的GTFPI卡将所述发电机出口断路器并网信号输出到所述发电机变压器组保护装置；

通过实时数字仿真仪RTDS中的GTAI卡将所述励磁控制电压输入到实时数字仿真仪RTDS中；

通过实时数字仿真仪RTDS中的GTDI卡将所述第一保护动作信号或所述第二保护动作信号输入到实时数字仿真仪RTDS中。

7.一种发电机变压器组保护装置性能检测方法，其特征在于，包括：

实时数字仿真仪RTDS构建发电机变压器组仿真模型，通过所述发电机变压器组仿真模型仿真得到电气模拟量，将所述电气模拟量输出到功率放大器；

功率放大器将所述电气模拟量经过放大后转换成实际二次值输入到发电机变压器组保护装置；

发电机变压器组保护装置根据所述电气模拟量生成第一保护动作信号，将所述第一保护动作信号反馈至所述实时数字仿真仪RTDS中；

实时数字仿真仪RTDS根据所述第一保护动作信号对所述发电机变压器组保护装置的性能进行检测；

其中，实时数字仿真仪RTDS与功率放大器的一端连接，功率放大器的另一端与发电机变压器组保护装置的一端连接，发电机变压器组保护装置的另一端与实时数字仿真仪RTDS连接。

8.如权利要求7所述的发电机变压器组保护装置性能检测方法，其特征在于，还包括：

发电机励磁控制装置将励磁控制电压输入至实时数字仿真仪RTDS中；

实时数字仿真仪RTDS根据所述励磁控制电压控制所述发电机变压器组仿真模型产生电气模拟量，将所述电气模拟量输出到功率放大器；

其中，发电机励磁控制装置与实时数字仿真仪RTDS连接。

9.如权利要求7所述的发电机变压器组保护装置性能检测方法，其特征在于，还包括：

实时数字仿真仪RTDS生成发电机出口断路器并网信号，将所述发电机出口断路器并网信号通过电压继电器输出至所述发电机变压器组保护装置中；

发电机变压器组保护装置根据所述发电机出口断路器并网信号生成第二保护动作信号，将所述第二保护动作信号反馈至所述实时数字仿真仪RTDS中；

实时数字仿真仪RTDS根据所述第二保护动作信号断开所述发电机变压器组仿真模型的出口断路器以及灭磁开关；

其中，电压继电器分别与所述实时数字仿真仪RTDS和所述发电机变压器组保护装置连接。

10.如权利要求7所述的发电机变压器组保护装置性能检测方法，其特征在于，所述发电机变压器组仿真模型包括发电机模型、变压器模型、输电系统模型、励磁变模型、整流桥模型、中性点接地变模型和转子灭磁回路模型；

所述电气模拟量包括发电机机端电压、发电机机端电流、主变高压侧电压、主变高压侧电流、发电机中性点零序电压、发电机中性点电流、励磁变电流、励磁电压的其中之一或多个。