CN111398802A - 一二次设备融合10kV配电开关准确度检测系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一二次设备融合10kV配电开关准确度检测系统及检测方法，所述系统主要包括监控采集端、高低压转换设备和控制校验终端，通过多级电压/电流变换及多次反馈补偿、精细调整后输出高精度的独立三相源，模拟10kV配电线路一次侧电流、电压信号，施加到一二次融合成套设备，并利用高精度回采装置与专用互感器校验仪、配电终端获取的采集数据进行运算对比后实现一次开关、一二次融合成套设备采集数据准确度、接地故障类型判断等可靠性测试的验证。本发明克服现有检测设备功能条件的不完善和不稳定，为保证一二次融合成套化设备采集数据的准确性和性能测试的可靠性提供了检测系统及方法，实现了一二次电气设备的多项参数检测基础。
Description
技术领域
本发明属于一二次电气设备的融合技术，具体涉及一种一二次设备融合10kV配电开关准确度检测系统及检测方法。
背景技术
随着电力市场的开放和各种用电需求的增长，配电网的安全性-经济性-适应性也有了更高的要求。在新一代配电自动化演进路线发展过程中，配电设备一二次融合技术是发展的关键环节，也是当前智能配电网的发展趋势。一二次融合配电开关设备可以有效解决配电网建设改造中一二次设备不匹配的问题，同时实现线损管理，提高精益化水平。因此，如何确保一二次融合设备投运前的可靠性测试和精度准确性显得尤为重要。现有情况下，配电开关和配电终端因电压等级不同，均采用独立的测试体系，对一二次融合配电开关设备尚未有完整统一的检测平台，无法验证成套化后采集的精度-整体联动及接口匹配性问题，影响设备的整体可靠性。
发明内容
发明目的：针对上述现有的一二次融合技术的可靠性不足等无法验证问题，本发明的目的是提供一种一二次设备融合10kV配电开关准确度检测系统。同时，本发明的另一目的是基于该检测系统提供一种一二次设备融合10kV配电开关准确度的检测方法。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案如下。
一种一二次技术融合10kV配电开关准确度实验的检测系统，包括监控采集端、高低压转换设备和控制校验终端；所述的监控采集端获取待检测设备的运行数据及状态信息；所述的高低压转换设备提供连续可调的三相独立基础源信号，并由线性功率放大器对基础源信号进行独立的线性放大，并将生产的电流信号和电压信号输入到待检测配电设备；所述的控制校验终端通过传感器对配电设备输出的电流-电压信号进行分相采集，并将信号传输至互感器校验仪；所述检测电路包括数据处理单元，将监控采集端监测得到的数据和控制校验终端设备测试得到的数据进行失真分析。
所述的监控采集端对一次开关设备中电压互感器和三相电流进行信号采集，采集的信号包括标准电压互感器和标准电流互感器的运行数据，三相功率源的标准电压输出和标准电流输出数据，包括工控机和电压传感器、电流传感器和电感互感器。
所述的高低压转换设备包括信号源、线性功率放大器、升压器、升流器、电流/电压传感器和电源模块，高低压转换设备生成不同相位的0～200A电流信号和0～300V交流电压信号，通过升压变压器/升流器将放大后的交流信号升至0～10KV/0.1～1000A,并输出至待检测配电设备。
所述的控制校验终端通过可编程数字逻辑阵列CPLD芯片和单片机组成数字合成正弦信号源。
一种针对一二次技术融合10kV配电开关准确度检测方法，所述方法由高低压转换设备生成测试信号，经多级电压/电流变换及若干次反馈补偿和调整后输出独立三相源，模拟10kV配电线路一次侧电流-电压信号，并且输入到一二次融合成套设备中，根据监控采集端中数据采集器和控制校验终端的互感器校验仪采集的数据进行运算对比后实现一次开关-一二次融合成套设备采集数据准确度和接地故障类型测试。
进一步的，高低压转换设备输出连续可调的三相独立基础源信号，再由线性功率放大系统对基础源信号进行独立的线性放大，生成不同相位的0～200A电流信号和0～300V交流电压信号，通过升压变压器/升流器将放大后的交流信号升至0～10KV/0.1～1000A,并输出至被检成套设备；通过标准表的传感器对装置末端输出源的电流、电压信号进行分相采集，并通过传输线缆将信号输出至互感器校验仪或二次配电终端作为测量参考基准量。
有益效果：与现有技术相比，本发明所述的系统能够针对一二次技术融合的10kV配电开关准确度进行测试实验，所述方法通过将基准信号与一次设备或一二次融合成套设备的采集数据信号进行比值、相位的运算比对，并对变差、极值、多次误差等数据进行数据统计，实现对成套设备采集精度的全面检定。并且能够对一二次电气设备提供精准的调试指导和设备稳定性和失真度的有效检测。
附图说明
图1是本发明所述检测系统的电气结构示意图；
图2是本发明所述检测系统逻辑结构示意图。
具体实施方式
为详细的说明本发明说公开的技术方案，下面结合说明书附图及具体实施例做进一步的阐述。
本发明所提供的一种一二次技术融合10kV配电开关准确度实验的检测系统，其主要由监控采集端、高低压转换设备、控制校验终端三部分组成。监控采集端由工控机等外部设备组成，作为检测系统的控制核心，控制整个测试进程并通过与被检设备的采集信息比对测试结果，生成测试报告。高低压转换设备由信号源、线性功率放大器、升压器、升流器、电流/电压传感器、高精度表以及其它辅助测试设备组成。装置通过软件设置参数对基础信号源发生单元发出指令，使其输出高精度连续可调的三相独立基础源信号，再由线性功率放大系统对基础源信号进行独立的线性放大，生成不同相位的0～200A电流信号和0～300V交流电压信号，然后通过升压变压器/升流器将放大后的交流信号升至0～10KV/0.1～1000A,并输出至被检成套设备。高精度标准表利用高精度传感器对装置末端输出源的电流、电压信号进行分相采集，并通过传输线缆将信号输出至互感器校验仪或二次配电终端作为测量参考基准。装置将基准信号与一次设备或一二次融合成套设备的采集数据信号进行比值、相位的运算比对，并对变差、极值、多次误差等数据进行数据统计，实现对成套设备采集精度的全面检定。
对于检测系统所具体组建的测试电路如图1所示，所述的检测系统的逻辑结构如图2所示。通过图1和图2，检测系统的检测电路对于一次开关设备部分，包括电压互感器，其二次接口连接到互感器校验仪，对终端设备中，电流互感器中a、b、c三项输入到相应的升流器中，进入到输出采集设备部分。输出采集设备部分主要包括升压器、标准电压互感器、三相功率源和标准电流互感器，标准电压互感器和标准电流互感器将采集的信号传输到互感器校验仪进行仿真分析，并且在控制校验设备端还通过控制面板和终端采集器实现系统的检测和组网。
对于系统的组成逻辑，该系统包括采集器采集配电开关、配电终端一起标准表的电路信号，然后经分布式误差计及误差显示装置进行显示，三相稳定电压电流源及供电及保护回路上，通信系统汇集数据实现检测，包括外接的PC机、键盘和GPS作为输入控制器，所述的通信系统中为时基信息，连接时基装置。
本发明所述系统及测试方法具有一种高精度-高稳定信号源输出。设备的电压电流源由一体化的数字合成正弦信号源-高稳定度的智能功率放大器-电流和电压输出变换电路，工作电源电路-过载自动保护电路-二次绕组隔离互感器-分布式误差计算器-标准电能表以及时基频率仪等标准仪器等控制部件组成。校验装置采用直接数字合成信号技术，利用可编程数字逻辑阵列CPLD芯片和单片机为核心组成数字合成正弦信号源，预置45.000Hz～65.000Hz频率范围-0～360°度相位的正弦信号的设定点。正弦信号的数字量参数存放于特定的存储器内，由一个3600倍频的时钟为周期寻址信号，取出数字量的正弦信号参数，由六路数/模转换器转换后，得到三相电压和电流近似正弦信号，再经过有源低通滤波，成为失真度小于0.2％的电压和电流正弦信号，并利用标准锁相环电路和数/模转换器的高稳定度直流参考基准保证了输出正弦信号的长期稳定性。输出电压-电流信号经电流-电压反馈采样互感器采样，反馈回功放前级的反馈补偿调整电路。测试系统中的标准表提供输出实时监测，校验装置的软硬件设计，对输出电压-电流-相位-频率均具有较高的设置精度和较宽范围的调节细度，并具有较高的输出稳定度和较低的失真度。
最后，本发明所述测试系统采用一种模块化分层式一体化结构设计，可以按照功能及电压等级将装置分为由电源模块-信号源模块-功率放大模块组成的低压模块和由升压器-标准万用表-标准电流隔离互感器(ICT)的高压模块。将低压模块采用独立相序分层模式布局，将三相信号源与功率放大器进行分层放置，相邻层间使用覆铝锌板进行隔离并可靠性接地，而且模块之间均保持足够的间隙，有利于通风散热。高压模块独立分隔放置在高压框架内并与低压模块框架间保持足够的安全间距，高压模块框架采用龙门架的形式实现可抽拉功能，方便设备更换及维护检修。本发明根据一二次融合设备检测内容中的相关要求，采用分层布局的一体化设计结构和模块化系统架构分层模式的软件系统进行装置设计，使其可输出高精度-高稳定性的独立三相源，模拟10kV配电线路运行状态，并通过装置回采基准数据与采集数据进行运算对比，实现一次设备-成套设备准确度测试的可靠性。
Claims (6)
1.一种一二次技术融合10kV配电开关准确度实验的检测系统，其特征在于：包括监控采集端、高低压转换设备和控制校验终端；所述的监控采集端获取待检测设备的运行数据及状态信息；所述的高低压转换设备提供连续可调的三相独立基础源信号，并由线性功率放大器对基础源信号进行独立的线性放大，并将生产的电流信号和电压信号输入到待检测配电设备；所述的校验终端通过传感器对配电设备输出的电流-电压信号进行分相采集，并将信号传输至互感器校验仪；所述检测电路包括数据处理单元，将监控采集端监测得到的数据和校验终端设备测试得到的数据进行失真分析。
2.根据权利要求1所述的一二次技术融合10kV配电开关准确度实验的检测系统，其特征在于：所述的监控采集端对一次开关设备中电压互感器和三相电流进行信号采集，采集的信号包括标准电压互感器和标准电流互感器的运行数据，三相功率源的标准电压输出和标准电流输出数据，包括工控机和电压传感器、电流传感器和电感互感器。
3.根据权利要求1所述的一二次技术融合10kV配电开关准确度实验的检测系统，其特征在于：所述的高低压转换设备包括信号源、线性功率放大器、升压器、升流器、电流/电压传感器和电源模块，高低压转换设备生成不同相位的0～200A电流信号和0～300V交流电压信号，通过升压变压器/升流器将放大后的交流信号升至0～10KV/0.1～1000A,并输出至待检测配电设备。
4.根据权利要求1所述的一二次技术融合10kV配电开关准确度实验的检测系统，其特征在于：所述的控制校验终端通过可编程数字逻辑阵列CPLD芯片和单片机组成数字合成正弦信号源。
5.采用如权利要求1所述的检测系统的一种针对一二次技术融合10kV配电开关准确度检测方法，其特征在于：所述方法由高低压转换设备生成测试信号，经多级电压/电流变换及若干次反馈补偿和调整后输出独立三相源，模拟10kV配电线路一次侧电流-电压信号，并且输入到一二次融合成套设备中，根据监控采集端中数据采集器和校验终端的互感器校验仪采集的数据进行运算对比后实现一次开关设备和一二次融合成套设备采集数据准确度和接地故障类型测试。
6.根据权利要求5所述的一种一二次技术融合10kV配电开关准确度检测方法，其特征在于：高低压转换设备输出连续可调的三相独立基础源信号，再由线性功率放大系统对基础源信号进行独立的线性放大，生成不同相位的0～200A电流信号和0～300V交流电压信号，通过升压变压器/升流器将放大后的交流信号升至0～10KV/0.1～1000A,并输出至被检成套设备；通过标准表的传感器对装置末端输出源的电流、电压信号进行分相采集，并通过传输线缆将信号输出至互感器校验仪或二次配电终端作为测量参考基准量。
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