CN204576252U - 一种发电机励磁调节器动态性能测试装置及其接口设备 - Google Patents

Abstract

一种发电机励磁调节器动态性能测试装置及其接口设备，装置设置有励磁调节器装置、励磁系统功率柜模拟装置、发电机仿真装置、机端断路器仿真装置、输电线路仿真装置、负荷仿真装置以及接口设备。接口设备设置有高速模拟量输出卡GTAO、机端电压电流放大装置、变比例AD/DA转换装置、高速数字量输出卡GTD0、高速数字量输入卡GTDI。本实用新型可用于对励磁调节器静态特性、空载特性、负载特性等进行测试，能准确模拟系统不同运行工况与故障情况下励磁调节器的动态性能，检测其能否满足系统稳定运行的需求。具有操作简单，结果准确的特点。

Description

一种发电机励磁调节器动态性能测试装置及其接口设备

技术领域

本实用新型涉及电力输电工程技术领域，特别是涉及一种发电机励磁调节器动态性能测试装置及其接口设备。

背景技术

发电机的励磁调节器的动态性能对于整个电厂以及电网的电压稳定性具有重要影响，发电机励磁调节器在电网不同工况与故障情况下的控制性能优劣直接关系到电网电压的稳定，因此对发电机励磁调节器的动态性能进行检测非常必要，在实际投入使用之前，需要研究掌握其在电力系统不同工况与故障情况下的控制特性，检验其能否满足电网稳定运行的需求。

由于电网以及相关设备的体积规模较大，考虑到其安全问题，不可能直接将励磁调节器连接于真实的发电机以及电网进行测试。因此，提供一种能够能准确模拟电力系统不同运行工况与故障情况下励磁调节器的动态性能检测其能否满足系统稳定运行的需求的发电机励磁调节器动态性能测试装置及其接口设备以克服现有技术不足甚为必要。

发明内容

本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种发电机励磁调节动态性能测试装置及其接口设备，能够模拟电力系统不同运行工况与故障情况下励磁调节器的动态性能，有效检测发电机的励磁调节器动态性能。

本实用新型的上述目的之一通过如下技术手段实现。

提供一种发电机励磁调节动态性能测试装置，设置有励磁调节器装置、励磁系统功率柜模拟装置、发电机仿真装置、机端断路器仿真装置、输电线路仿真装置、负荷仿真装置以及接口设备；

所述励磁调节器装置与所述接口设备双向联接，所述接口设备与所述发电机仿真装置连接，所述接口设备与所述励磁系统功率柜模拟装置连接，所述励磁系统功率柜模拟装置与所述发电机仿真装置连接，所述发电机仿真装置与所述机端断路器仿真装置双向联接，所述机端断路器仿真装置与所述输电线路仿真装置双向联接，所述输电线路仿真装置与所述负荷仿真装置双向联接，所述机端断路器仿真装置与所述接口设备连接；

所述接口设备设置有高速模拟量输出卡GTAO、机端电压电流放大装置、变比例AD/DA转换装置、高速数字量输出卡GTD0、高速数字量输入卡GTDI，

所述发电机仿真装置的输出端与所述高速模拟量输出卡GTAO的输入端连接，所述高速模拟量输出卡GTA0的第一输出端与所述机端电压电流放大装置的输入端连接，所述机端电压电流放大装置的输出端与所述励磁调节器装置的第一输入端连接，所述高速模拟量输出卡GTA0的第二输出端与所述变比例AD/DA转换装置的输入端连接，所述变比例AD/DA转换装置的输出端与所述励磁调节器装置的第二输入端连接；

所述机端断路器仿真装置的输出端与所述高速数字量输出卡GTD0的输入端连接，所述高速数字量输出卡GTDO的输出端与所述励磁调节器装置的第三输入端连接；

所述励磁调节器装置的输出端与所述高速数字量输入卡GIDI的输入端连接，所述高速数字量输入卡GTDI的输出端与所述励磁系统功率柜模拟装置的输入端连接。

优选的，上述励磁调节器装置设置有自并励励磁调节器。

优选的，上述励磁系统功率柜模拟装置为基于RTDS仿真系统建立的励磁系统功率柜模拟装置。

优选的，上述发电机仿真装置为基于RTDS仿真系统建立的发电机仿真装置。

优选的，上述机端断路器仿真装置为基于RTDS仿真系统建立的机端断路器仿真装置。

优选的，上述输电线路仿真装置为基于RTDS仿真系统建立的传输线路仿真设备，设置有线路送端机构、线路计算机构和线路受端机构，所述线路计算机构分别与所述线路送端机构、线路受端机构双向联接。

优选的，上述负荷仿真装置为基于RTDS仿真系统建立的系统侧电网模型。

本发明的另一目的通过如下技术手段实现，提供用于上述发电机励磁调节动态性能测试装置的励磁调节器装置与发电机端的接口设备，设置有高速模拟量输出卡GTAO、机端电压电流放大装置、变比例AD/DA转换装置、高速数字量输出卡GTD0、高速数字量输入卡GTDI；

发电机仿真装置的输出端与所述高速模拟量输出卡GTAO的输入端连接，所述高速模拟量输出卡GTA0的第一输出端与所述机端电压电流放大装置的输入端连接，所述机端电压电流放大装置的输出端与励磁调节器装置的第一输入端连接，所述高速模拟量输出卡GTA0的第二输出端与所述变比例AD/DA转换装置的输入端连接，所述变比例AD/DA转换装置的输出端与所述励磁调节器装置的第二输入端连接；

机端断路器仿真装置的输出端与所述高速数字量输出卡GTD0的输入端连接，所述高速数字量输出卡GTDO的输出端与所述励磁调节器装置的第三输入端连接；

励磁调节器装置的输出端与所述高速数字量输入卡GIDI的输入端连接，所述高速数字量输入卡GTDI的输出端与所述励磁系统功率柜模拟装置的输入端连接。

本实用新型的一种发电机励磁调节动态性能测试装置，设置有励磁调节器装置、励磁系统功率柜模拟装置、发电机仿真装置、机端断路器仿真装置、输电线路仿真装置、负荷仿真装置以及接口设备，用于对励磁调节器静态特性、空载特性、负载特性等进行测试，能准确模拟系统不同运行工况与故障情况下励磁调节器的动态性能，检测其能否满足系统稳定运行的需求。具有操作简单，结果准确的特点。

本实用新型的接口设备，设置有高速模拟量输出卡GTAO、机端电压电流放大装置、变比例AD/DA转换装置、高速数字量输出卡GTD0、高速数字量输入卡GTDI。该接口设备可以实现励磁调节器装置与发电机端的连接，具有结构简单，操作方便的特点。用于发电机励磁调节动态性能测试装置，能准确模拟系统不同运行工况与故障情况下励磁调节器的动态性能，检测其能否满足系统稳定运行的需求。

附图说明

结合附图对本实用新型作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型一种发电机励磁调节动态性能测试装置的结构示意图。

图2是本实用新型一种发电机励磁调节动态性能测试装置的接口设备的结构示意图。

图3是本实用新型中的输电线路仿真装置的结构示意图。

在图1至图3中，包括：

励磁调节器装置100、

励磁调节器装置的第一输入端111、

励磁调节器装置的第二输入端112、

励磁调节器装置的第三输入端113、

励磁调节器装置的输出端114、

接口设备200、

高速模拟量输出卡GTAO 210、

   高速模拟量输出卡GTA0的第一输出端211、

   高速模拟量输出卡GTA0的第一输出端212、

机端电压电流放大装置220、变比例AD/DA转换装置230、

高速数字量输出卡GTD0 240、

高速数字量输入卡GTDI 250、

发电机仿真装置300、机端断路器仿真装置400、励磁系统功率柜模拟装置500、输电线路仿真装置600、负荷仿真装置700。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

一种发电机励磁调节动态性能测试装置，如图1所示，设置有励磁调节器装置100、励磁系统功率柜模拟装置500、发电机仿真装置300、机端断路器仿真装置400、输电线路仿真装置600、负荷仿真装置700以及接口设备200。

励磁调节器装置100与接口设备200双向联接，接口设备200与发电机仿真装置300连接，接口设备200与励磁系统功率柜模拟装置500连接，励磁系统功率柜模拟装置500与发电机仿真装置300连接，发电机仿真装置300与机端断路器仿真装置400双向联接，机端断路器仿真装置400与输电线路仿真装置600双向联接，输电线路仿真装置600与负荷仿真装置700双向联接，机端断路器仿真装置400与接口设备200连接。

发电机仿真装置、机端断路器仿真装置将发电机机端电压电流、发电机励磁电压电流、机端断路器位置信号通过接口设备传输给励磁调节器装置，励磁调节器装置根据发电机状态输出脉冲控制信号通过接口设备给励磁系统功率柜模拟装置，励磁系统功率柜模拟装置输出相应的励磁电压给发电机仿真装置，通过这样的闭环控制实现励磁调节器装置对发电机励磁状态的控制。

励磁调节器装置100为实际的励磁调节器装置，设置有自并励励磁调节器，通用性强，可以实现不同励磁调节器的动态性能测试。

励磁系统功率柜模拟装置500为基于RTDS仿真系统建立的励磁系统功率柜模拟装置，可以模拟实际功率柜调节性能，包含了对六脉动整流装置、阻容回路等的仿真。

发电机仿真装置300为基于RTDS仿真系统建立的同步发电机仿真装置，可以模拟发电机的饱和特性及相关阻尼特征，可以对实际中不同型号的发电机进行仿真。

机端断路器仿真装置400为基于RTDS仿真系统建立的机端断路器仿真装置。输电线路仿真装置600为基于RTDS仿真系统建立的传输线路仿真设备，如图3所示，设置有线路送端机构、线路计算机构和线路受端机构，线路计算机构分别与线路送端机构、线路受端机构双向联接。

负荷仿真装置700为基于RTDS仿真系统建立的系统侧电网模型，可以通过调节系统的短路阻抗获得不同短路容量的电网仿真装置。

接口设备200用于连接发电机端和励磁调节器装置100，实现两端的信号传输。如图2所示，接口设备200设置有高速模拟量输出卡GTAO 210、机端电压电流放大装置220、变比例AD/DA转换装置230、高速数字量输出卡GTD0240、高速数字量输入卡GTDI250。需要说明的是，接口设备中的高速模拟量输出卡GTAO是以千兆位为计量单位的高速模拟量输出卡，高速数字量输出卡GTD0也是以千兆位为计量单位，高速数字量输入卡GTDI也是以千兆位为计量单位，故命名为高速模拟量输出卡GTAO、高速数字量输出卡GTD0和高速数字量输入卡GTDI。如无特殊说明，本实施例中的高速均是代表以千兆位为计量单位。

发电机仿真装置300的输出端与高速模拟量输出卡GTAO的输入端连接，高速模拟量输出卡GTA0的第一输出端211与机端电压电流放大装置220的输入端连接，机端电压电流放大装置220的输出端与励磁调节器装置的第一输入端111连接，高速模拟量输出卡GTA0的第二输出端212与变比例AD/DA转换装置230的输入端连接，变比例AD/DA转换装置230的输出端与励磁调节器装置的第二输入端112连接。

发电机仿真装置300通过高速模拟量输出卡GTAO 210将发电机的机端电压电流瞬时值信号输出至机端电压电流放大装置220，机端电压电流放大装置220将信号放大至和现场同等水平后接入实际的励磁调节器装置100。

发电机仿真装置300通过高速模拟量输出卡GTAO 210将发电机励磁电压电流信号瞬时值进行DA转换，直接送入变比例AD\DA转换装置后直接供实际的励磁调节器装置100计算使用。

机端断路器仿真装置400的输出端与高速数字量输出卡GTD0 240的输入端连接，高速数字量输出卡GTDI250的输出端与励磁调节器装置的第三输入端113连接。机端断路器仿真装置400通过高速数字量输出卡GTDI 250将断路器的位置信号送出，经过继电器装换为空节点信号后供实际的励磁调节器装置100采取。

励磁调节器装置的输出端114与高速数字量输入卡GIDI 250的输入端连接，高速数字量输入卡GTDI的输出端与励磁系统功率柜模拟装置500的输入端连接。励磁系统功率柜模拟装置500通过高速数字量输入卡GTDI 250采集实际的励磁调节器装置100发出的脉冲信号。

该发电机励磁调节动态性能测试装置，设置有励磁调节器装置100、励磁系统功率柜模拟装置500、发电机仿真装置300、机端断路器仿真装置400、输电线路仿真装置600、负荷仿真装置700以及接口设备200，用于对励磁调节器静态特性、空载特性、负载特性等进行测试，能准确模拟系统不同运行工况与故障情况下励磁调节器的动态性能，检测其能否满足系统稳定运行的需求。具有操作简单，结果准确的特点。

其涉及的接口设备200，设置有高速模拟量输出卡GTAO 210、机端电压电流放大装置220、变比例AD/DA转换装置230、高速数字量输出卡GTD0、高速数字量输入卡GTDI。该接口设备200可以实现励磁调节器装置100与发电机端的连接，具有结构简单，操作方便的特点。用于发电机励磁调节动态性能测试装置，能准确模拟系统不同运行工况与故障情况下励磁调节器的动态性能，检测其能否满足系统稳定运行的需求。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种发电机励磁调节器动态性能测试装置，其特征在于：设置有励磁调节器装置、励磁系统功率柜模拟装置、发电机仿真装置、机端断路器仿真装置、输电线路仿真装置、负荷仿真装置以及接口设备；

所述励磁调节器装置与所述接口设备双向联接，所述接口设备与所述发电机仿真装置连接，所述接口设备与所述励磁系统功率柜模拟装置连接，所述励磁系统功率柜模拟装置与所述发电机仿真装置连接，所述发电机仿真装置与所述机端断路器仿真装置双向联接，所述机端断路器仿真装置与所述输电线路仿真装置双向联接，所述输电线路仿真装置与所述负荷仿真装置双向联接，所述机端断路器仿真装置与所述接口设备连接；

所述接口设备设置有千兆位高速模拟量输出卡GTAO、机端电压电流放大装置、变比例AD/DA转换装置、千兆位高速数字量输出卡GTD0、千兆位高速数字量输入卡GTDI；

所述发电机仿真装置的输出端与所述高速模拟量输出卡GTAO的输入端连接，所述高速模拟量输出卡GTA0的第一输出端与所述机端电压电流放大装置的输入端连接，所述机端电压电流放大装置的输出端与所述励磁调节器装置的第一输入端连接，所述高速模拟量输出卡GTA0的第二输出端与所述变比例AD/DA转换装置的输入端连接，所述变比例AD/DA转换装置的输出端与所述励磁调节器装置的第二输入端连接；

所述机端断路器仿真装置的输出端与所述高速数字量输出卡GTD0的输入端连接，所述高速数字量输出卡GTDO的输出端与所述励磁调节器装置的第三输入端连接；

所述励磁调节器装置的输出端与所述高速数字量输入卡GIDI的输入端连接，所述高速数字量输入卡GTDI的输出端与所述励磁系统功率柜模拟装置的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的发电机励磁调节器动态性能测试装置，其特征在于：所述励磁调节器装置设置有自并励励磁调节器。

3.根据权利要求1所述的发电机励磁调节器动态性能测试装置，其特征在于：所述励磁系统功率柜模拟装置为基于RTDS仿真系统建立的励磁系统功率柜模拟装置。

4.根据权利要求1所述的发电机励磁调节器动态性能测试装置，其特征在于：所述发电机仿真装置为基于RTDS仿真系统建立的发电机仿真装置。

5.根据权利要求1所述的发电机励磁调节器动态性能测试装置，其特征在于：所述机端断路器仿真装置为基于RTDS仿真系统建立的机端断路器仿真装置。

6.根据权利要求1所述的发电机励磁调节器动态性能测试装置，其特征在于：所述输电线路仿真装置为基于RTDS仿真系统建立的传输线路仿真设备，设置有线路送端机构、线路计算机构和线路受端机构，所述线路计算机构分别与所述线路送端机构、线路受端机构双向联接。

7.根据权利要求1所述的发电机励磁调节器动态性能测试装置，其特征在于：所述负荷仿真装置为基于RTDS仿真系统建立的系统侧电网模型。

8.用于如权利要求1所述的发电机励磁调节器动态性能测试装置的励磁调节器装置与发电机端的接口设备，其特征在于：设置有高速模拟量输出卡GTAO、机端电压电流放大装置、变比例AD/DA转换装置、高速数字量输出卡GTD0、高速数字量输入卡GTDI；

发电机仿真装置的输出端与所述高速模拟量输出卡GTAO的输入端连接，所述高速模拟量输出卡GTA0的第一输出端与所述机端电压电流放大装置的输入端连接，所述机端电压电流放大装置的输出端与励磁调节器装置的第一输入端连接，所述高速模拟量输出卡GTA0的第二输出端与所述变比例AD/DA转换装置的输入端连接，所述变比例AD/DA转换装置的输出端与所述励磁调节器装置的第二输入端连接；

机端断路器仿真装置的输出端与所述高速数字量输出卡GTD0的输入端连接，所述高速数字量输出卡GTDO的输出端与所述励磁调节器装置的第三输入端连接；

励磁调节器装置的输出端与所述高速数字量输入卡GIDI的输入端连接，所述高速数字量输入卡GTDI的输出端与所述励磁系统功率柜模拟装置的输入端连接。