CN111693859A - 一种母线转换电流开合试验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种母线转换电流开合试验系统及方法，所述系统包括：电路运行模块、电路监测模块、电路参数调节模块、电源模块以及处理模块；电路运行模块用于向所述被试隔离开关提供母线转化电流开合试验环境；电路监测模块用于实时监测并采集流经被试隔离开关的电流值以及被试隔离开关两端的电压值；电路参数调节模块用于根据预设规则获得电路参数并对所述电路运行模块发出电路参数调节指令；处理模块用于对所述每组采集数据进行预处理；处理模块用于将所述每组采集数据分别与预设的动态阈值进行对比，判断所述被试隔离开关的一次或多次闭合是否满足母线转换的预设要求；所述系统结构简单可靠性高，大大节省了GIS隔离开关试验研发周期。

Description

一种母线转换电流开合试验系统及方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，更具体地，涉及一种母线转换电流开合试验系统及方法。

背景技术

在变电站中，隔离开关的主要作用是隔离线路、建立隔离绝缘断口。但在诸如双母线环路变电站中，隔离开关除了以上基本功能外，还必须用来转换母线，这必然要开合母线转换电流，其转换电流值有时接近系统额定负荷电流。通常隔离开关的分合闸速度比较低，大多是慢动作的，本体内部一般不设灭弧装置，结构相对简单，故隔离开关开合电流时的燃弧时间比较长，特别是对GIS设备，其产生的电弧会使触头烧损，并产生金属飞溅物，造成绝缘子表面严重污秽，将直接影响GIS的内绝缘性能，威胁变电站的安全运行。因此在GIS隔离开关设计中，不仅要求具有较高的隔离绝缘断口能力，还需要一定的开合母线转换电流能力。

目前只有大容量试验站具备开合母线转换电流试验能力，但试验周期较长、灵活性不足，且开发阶段反复性试验不可避免，试验成本高，影响了隔离开关的开发进程及设计试验投入。

发明内容

为了解决背景技术存在的对于GIS隔离开关的开合母线转换电流试验，仅大容量试验站具备试验能力，使得开发阶段反复性试验成本高的问题，本发明提供了一种母线转换电流开合试验系统及方法，所述系统包括：

电路运行模块、电路监测模块、电路参数调节模块、电源模块以及处理模块；

所述电路运行模块包括温升变压器、调波电感以及TRV调节单元；所述电路运行模块用于向所述被试隔离开关提供母线转化电流开合试验环境；

所述电路运行模块用于根据所述电路参数调节模块的指令设置所述温升变压器、调波电感以及TRV调节单元的电路参数；所述电路运行模块的一端与被试隔离开关的一端相连，所述被试隔离开关的另一端接地；

所述电路监测模块用于实时监测并采集流经所述被试隔离开关的电流值以及所述被试隔离开关两端的电压值；

所述电路参数调节模块用于根据预设规则获得电路参数并对所述电路运行模块发出电路参数调节指令；

所述电源模块用于对所述系统除电路运行模块外的其他模块提供电源；

所述处理模块用于接收所述电路监测单元采集的一组或多组采集数据，并对所述每组采集数据进行预处理，所述每组采集数据包括对应的电流值和电压值；

所述处理模块用于将所述每组采集数据分别与预设的动态阈值进行对比，判断所述被试隔离开关的一次或多次闭合是否满足母线转换的预设要求。

进一步的，所述温升变压器的一端接地，另一端与所述调波电感相连；

所述调波电感的另一端与被试隔离开关的一端相连；

所述被试隔离开关的另一端接地；

所述TRV调节单元由调节电容以及调节电阻串联构成，所述TRV调节单元并联在所述被试隔离开关的两端。

进一步的，所述电路监测模块包括电流测量单元以及电压测量单元；

所述电流测量单元设置在所述被试隔离开关的接地端一侧，用于测量流经所述被试隔离开关的电流值；

所述电压测量单元设置在远离所述被试隔离开关的接地端的另一侧，用于测量所述被试隔离开关两端的电压值。

进一步的，所述电路参数调节模块还包括电路仿真单元；

所述电路仿真单元用于对由所述温升变压器、调波电感以及TRV调节单元组成的电路进行仿真，根据预设电路设置要求，确定电路中各元件参数值。

进一步的，所述处理模块的预处理方式包括按照采集时间将所述采集数据进行对应匹配；

所述预处理方式还包括通过预设的数据区间剔除异常的电流值或电压值，并将异常的电流值或电压值对应的电压值或电流值一并剔除。

进一步的，所述处理模块用于按照预设规则根据预处理后的所述一组或多组采集数据，生成处理数据组；所述处理模块用于将所有电流值的均值以及所有电压值的均值组合获得处理数据组；

将所述处理数据组与预设的动态阈值进行对比，判断所述被试隔离开关的一次或多次闭合是否满足母线转换的预设要求。

进一步的，所述处理模块用于将每一组采集数据中的电流值与预设的母线转换电流动态阈值进行比对，判断所述被试隔离开关在闭合时是否满足母线转换电流要求；

所述处理模块用于将每一组采集数据中的电压值与预设的母线转换电压动态阈值进行比对，判断所述被试隔离开关在闭合时是否满足母线转换电压要求；

所述处理模块在初始阈值的基础上，通过每一组采集数据按照预设的比例对所述初始阈值进行微调，获得动态阈值。

所述一种如上所述的系统进行开合试验的方法，所述方法包括：

将所述被测隔离开关与所述电路运行模块进行连接；

闭合所述被测隔离开关；

通过所述电路监测模块实时监测并采集流经所述被试隔离开关的电流值以及所述被试隔离开关两端的电压值；

通过试验判断单元判断所述被试隔离开关在闭合时是否满足母线转换电流要求以及母线转换电压要求；

接收所述电路监测单元采集的一组或多组采集数据，并对所述每组采集数据进行预处理，所述每组采集数据包括对应的电流值和电压值；

将所述每组采集数据分别与预设的动态阈值进行对比，判断所述被试隔离开关的一次或多次闭合是否满足母线转换的预设要求。

进一步的，对由所述温升变压器、调波电感以及TRV调节单元组成的电路进行仿真，根据预设电路设置要求，确定电路中各元件参数值。

进一步的，所述对所述每组采集数据进行预处理，包括：

按照采集时间将所述采集数据进行对应匹配；

通过预设的数据区间剔除异常的电流值或电压值，并将异常的电流值或电压值对应的电压值或电流值一并剔除。

进一步的，在对所述每组采集数据进行预处理后，所述方法还包括：

按照预设规则根据预处理后的所述一组或多组采集数据，生成处理数据组；

将所有电流值的均值以及所有电压值的均值组合获得处理数据组；

将所述处理数据组与预设的动态阈值进行对比，判断所述被试隔离开关的一次或多次闭合是否满足母线转换的预设要求。

进一步的，将每一组采集数据中的电流值与预设的母线转换电流动态阈值进行比对，判断所述被试隔离开关在闭合时是否满足母线转换电流要求；

将每一组采集数据中的电压值与预设的母线转换电压动态阈值进行比对，判断所述被试隔离开关在闭合时是否满足母线转换电压要求；

所述动态阈值为在初始阈值的基础上，通过每一组采集数据按照预设的比例对所述初始阈值进行微调获得。

本发明的有益效果为：本发明的技术方案，给出了一种母线转换电流开合试验系统及方法，所述系统及方法基于温升变压器供能，通过调波电感以及TRV调节单元的配套搭建，满足252KV及以下GIS隔离开关母线转换试验的国标对电流、电压和瞬态回复电压的要求；所述系统结构简单可靠性高，有利于研发期间GIS隔离开关开合模线电流转换试验的普及，大大节省了GIS隔离开关试验研发周期。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为本发明具体实施方式的一种母线转换电流开合试验系统的结构图；

图2为本发明具体实施方式的电路运行模块的连接示意图；

图3为本发明具体实施方式的一种母线转换电流开合试验方法的流程图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为本发明具体实施方式的一种母线转换电流开合试验系统的结构图；如图1所示，所述系统包括：

电路运行模块110、电路监测模块120、电路参数调节模块130、电源模块140以及处理模块150；

所述电路运行模块110包括温升变压器、调波电感以及TRV调节单元；所述电路运行模块110用于向所述被试隔离开关提供母线转化电流开合试验环境；

所述电路运行模块110用于根据所述电路参数调节模块130的指令设置所述温升变压器、调波电感以及TRV调节单元的电路参数；所述电路运行模块110的一端与电源模块140相连，所述电路运行模块110的另一端与被试隔离开关的一端相连，所述被试隔离开关的另一端接地；

所述电路监测模块120用于实时监测并采集流经所述被试隔离开关的电流值以及所述被试隔离开关两端的电压值；

所述电路参数调节模块130用于根据预设规则获得电路参数并对所述电路运行模块110发出电路参数调节指令；

所述电源模块140用于对所述系统除电路运行模块110外的其他模块提供电源；

所述处理模块150用于接收所述电路监测单元采集的一组或多组采集数据，并对所述每组采集数据进行预处理，所述每组采集数据包括对应的电流值和电压值；

所述处理模块150用于将所述每组采集数据分别与预设的动态阈值进行对比，判断所述被试隔离开关的一次或多次闭合是否满足母线转换的预设要求。

进一步的，对于所述电路运行模块110而言，其模块内各单元或子单元的连接关系如图2的连接示意图所示，具体的：

所述温升变压器的一端接地，另一端与所述调波电感相连；

所述调波电感的另一端与被试隔离开关的一端相连；

所述被试隔离开关的另一端接地；

所述TRV调节单元由调节电容以及调节电阻串联构成，所述TRV调节单元并联在所述被试隔离开关的两端。

本实施例中，所述温升变压器由工业用电AC380V±10％供电，功率为500kVA，输出电流0-15000A可调，输出电压≥30V。

进一步的，所述电路监测模块120包括电流测量单元以及电压测量单元；

所述电流测量单元设置在所述被试隔离开关的接地端一侧，用于测量流经所述被试隔离开关的电流值；

所述电流测量单元设置在所述被试隔离开关的接地端一侧，用于测量流经所述被试隔离开关的电流值；本实施例中，所述电流测量单元为电流测量线圈，线圈变比为3000:1，最大测量电流为15000A，满足特高压下的转换电流测量需求；

所述电压测量单元设置在远离所述被试隔离开关的接地端的另一侧，用于测量所述被试隔离开关两端的电压值。

进一步的，所述电路参数调节模块130还包括电路仿真单元；

所述电路仿真单元用于对由所述温升变压器、调波电感以及TRV调节单元组成的电路进行仿真，根据预设电路设置要求，确定电路中各元件参数值。

本实施例中，对于所述处理模块150，还具体包括如下：

所述处理模块150的预处理方式包括按照采集时间将所述采集数据进行对应匹配；

所述预处理方式还包括通过预设的数据区间剔除异常的电流值或电压值，并将异常的电流值或电压值对应的电压值或电流值一并剔除。

进一步的，所述处理模块用于按照预设规则根据预处理后的所述一组或多组采集数据，生成处理数据组；所述处理模块150用于将所有电流值的均值以及所有电压值的均值组合获得处理数据组；

将所述处理数据组与预设的动态阈值进行对比，判断所述被试隔离开关的一次或多次闭合是否满足母线转换的预设要求。

进一步的，所述处理模块150用于将每一组采集数据中的电流值与预设的母线转换电流动态阈值进行比对，判断所述被试隔离开关在闭合时是否满足母线转换电流要求；

所述处理模块150用于将每一组采集数据中的电压值与预设的母线转换电压动态阈值进行比对，判断所述被试隔离开关在闭合时是否满足母线转换电压要求；

所述处理模块150在初始阈值的基础上，通过每一组采集数据按照预设的比例对所述初始阈值进行微调，获得动态阈值。

图3为本发明具体实施方式的一种母线转换电流开合试验方法的流程图；如图3所示，所述方法包括：

步骤310，将所述被测隔离开关与所述电路运行模块进行连接；

步骤320，闭合所述被测隔离开关；

步骤330，通过所述电路监测模块实时监测并采集流经所述被试隔离开关的电流值以及所述被试隔离开关两端的电压值；

步骤340，通过试验判断单元判断所述被试隔离开关在闭合时是否满足母线转换电流要求以及母线转换电压要求；

步骤350，接收所述电路监测单元采集的一组或多组采集数据，并对所述每组采集数据进行预处理，所述每组采集数据包括对应的电流值和电压值；

步骤360，将所述每组采集数据分别与预设的动态阈值进行对比，判断所述被试隔离开关的一次或多次闭合是否满足母线转换的预设要求。

进一步的，对由所述温升变压器、调波电感以及TRV调节单元组成的电路进行仿真，根据预设电路设置要求，确定电路中各元件参数值。

进一步的，所述对所述每组采集数据进行预处理，包括：

按照采集时间将所述采集数据进行对应匹配；

通过预设的数据区间剔除异常的电流值或电压值，并将异常的电流值或电压值对应的电压值或电流值一并剔除。

进一步的，在对所述每组采集数据进行预处理后，所述方法还包括：

按照预设规则根据预处理后的所述一组或多组采集数据，生成处理数据组；

将所有电流值的均值以及所有电压值的均值组合获得处理数据组；

将所述处理数据组与预设的动态阈值进行对比，判断所述被试隔离开关的一次或多次闭合是否满足母线转换的预设要求。

进一步的，将每一组采集数据中的电流值与预设的母线转换电流动态阈值进行比对，判断所述被试隔离开关在闭合时是否满足母线转换电流要求；

将每一组采集数据中的电压值与预设的母线转换电压动态阈值进行比对，判断所述被试隔离开关在闭合时是否满足母线转换电压要求；

所述动态阈值为在初始阈值的基础上，通过每一组采集数据按照预设的比例对所述初始阈值进行微调获得。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本公开的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。本说明书中涉及到的步骤编号仅用于区别各步骤，而并不用于限制各步骤之间的时间或逻辑的关系，除非文中有明确的限定，否则各个步骤之间的关系包括各种可能的情况。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本公开的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本公开的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本公开还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者系统程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本公开的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本公开进行说明而不是对本公开进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本公开可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干系统的单元权利要求中，这些系统中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开精神的前提下，可以作出若干改进、修改、和变形，这些改进、修改、和变形都应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (12)

1.一种母线转换电流开合试验系统，其特征在于，所述系统包括：电路运行模块、电路监测模块、电路参数调节模块、电源模块以及处理模块；

所述电路运行模块包括温升变压器、调波电感以及TRV调节单元；所述电路运行模块用于向所述被试隔离开关提供母线转化电流开合试验环境；

所述电路运行模块用于根据所述电路参数调节模块的指令设置所述温升变压器、调波电感以及TRV调节单元的电路参数；所述电路运行模块的一端与被试隔离开关的一端相连，所述被试隔离开关的另一端接地；

所述电路监测模块用于实时监测并采集流经所述被试隔离开关的电流值以及所述被试隔离开关两端的电压值；

所述电路参数调节模块用于根据预设规则获得电路参数并对所述电路运行模块发出电路参数调节指令；

所述电源模块用于对所述系统除电路运行模块外的其他模块提供电源；

所述处理模块用于接收所述电路监测单元采集的一组或多组采集数据，并对所述每组采集数据进行预处理，所述每组采集数据包括对应的电流值和电压值；

所述处理模块用于将所述每组采集数据分别与预设的动态阈值进行对比，判断所述被试隔离开关的一次或多次闭合是否满足母线转换的预设要求。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述温升变压器的一端接地，另一端与所述调波电感相连；所述调波电感的另一端与被试隔离开关的一端相连；

所述被试隔离开关的另一端接地；

所述TRV调节单元由调节电容以及调节电阻串联构成，所述TRV调节单元并联在所述被试隔离开关的两端。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电路监测模块包括电流测量单元以及电压测量单元；

所述电流测量单元设置在所述被试隔离开关的接地端一侧，用于测量流经所述被试隔离开关的电流值；

所述电压测量单元设置在远离所述被试隔离开关的接地端的另一侧，用于测量所述被试隔离开关两端的电压值。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述电路参数调节模块还包括电路仿真单元；

所述电路仿真单元用于对由所述温升变压器、调波电感以及TRV调节单元组成的电路进行仿真，根据预设电路设置要求，确定电路中各元件参数值。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述处理模块的预处理方式包括按照采集时间将所述采集数据进行对应匹配；

所述预处理方式还包括通过预设的数据区间剔除异常的电流值或电压值，并将异常的电流值或电压值对应的电压值或电流值一并剔除。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述处理模块用于按照预设规则根据预处理后的所述一组或多组采集数据，生成处理数据组；所述处理模块用于将所有电流值的均值以及所有电压值的均值组合获得处理数据组；

将所述处理数据组与预设的动态阈值进行对比，判断所述被试隔离开关的一次或多次闭合是否满足母线转换的预设要求。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述处理模块用于将每一组采集数据中的电流值与预设的母线转换电流动态阈值进行比对，判断所述被试隔离开关在闭合时是否满足母线转换电流要求；

所述处理模块用于将每一组采集数据中的电压值与预设的母线转换电压动态阈值进行比对，判断所述被试隔离开关在闭合时是否满足母线转换电压要求；

所述处理模块在初始阈值的基础上，通过每一组采集数据按照预设的比例对所述初始阈值进行微调，获得动态阈值。

8.一种应用如权利要求1所述的系统进行开合试验的方法，所述方法包括：

将所述被测隔离开关与所述电路运行模块进行连接；

闭合所述被测隔离开关；

通过所述电路监测模块实时监测并采集流经所述被试隔离开关的电流值以及所述被试隔离开关两端的电压值；

通过试验判断单元判断所述被试隔离开关在闭合时是否满足母线转换电流要求以及母线转换电压要求；

接收所述电路监测单元采集的一组或多组采集数据，并对所述每组采集数据进行预处理，所述每组采集数据包括对应的电流值和电压值；

将所述每组采集数据分别与预设的动态阈值进行对比，判断所述被试隔离开关的一次或多次闭合是否满足母线转换的预设要求。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

对由所述温升变压器、调波电感以及TRV调节单元组成的电路进行仿真，根据预设电路设置要求，确定电路中各元件参数值。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述每组采集数据进行预处理，包括：

按照采集时间将所述采集数据进行对应匹配；

通过预设的数据区间剔除异常的电流值或电压值，并将异常的电流值或电压值对应的电压值或电流值一并剔除。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在对所述每组采集数据进行预处理后，所述方法还包括：

按照预设规则根据预处理后的所述一组或多组采集数据，生成处理数据组；

将所有电流值的均值以及所有电压值的均值组合获得处理数据组；

将所述处理数据组与预设的动态阈值进行对比，判断所述被试隔离开关的一次或多次闭合是否满足母线转换的预设要求。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：

将每一组采集数据中的电流值与预设的母线转换电流动态阈值进行比对，判断所述被试隔离开关在闭合时是否满足母线转换电流要求；

将每一组采集数据中的电压值与预设的母线转换电压动态阈值进行比对，判断所述被试隔离开关在闭合时是否满足母线转换电压要求；

所述动态阈值为在初始阈值的基础上，通过每一组采集数据按照预设的比例对所述初始阈值进行微调获得。

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