CN204576253U - 一种发电机调速器动态性能检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种发电机调速器动态性能检测装置，设置有用于对发电机及并网系统仿真的第一仿真装置、用于对调速系统中执行机构、水轮机及引水系统进行仿真的第二仿真装置、待检测的调速器装置、第一接口设备和第二接口设备。第一接口设备设置有高速模拟量输出板卡GTAO、高速数字量输出板卡GTDO、功率放大器、功率变送器和DA转换装置。第二接口设备设置有高速模拟量输入板卡GTAI和高速通信板卡GTNET。该发电机调速器动态性能检测装置，能够模拟不同故障下调速器对于频率的控制特性，检测其控制特性是否符合电网安全稳定运行的需求，具有检测方便，结果准确的特点。
Description
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调速器动态性能检测装置。
背景技术
发电机调速控制系统的动态性能对于整个电网的频率特性具有重要影响。为了确保发电机投入实际电网后能够稳定运行，有必要对发电机在不同工况和故障下调速器的动态性能预先进行测试试验。
由于电网及电厂设备的特殊性，考虑到其安全问题不可能通过具有危险性导致频率大幅变化的真机试验进行检测，因此，需要先进的、精确的仿真检测装置进行检测。
因此，提供一种发电机调速器动态性能检测装置，模拟不同故障下调速器对于频率的控制特性，检测其控制特性是否符合电网安全稳定运行的需求非常必要。
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调速器动态性能检测装置，能够模拟不同故障下调速器对于频率的控制特性，检测其控制特性是否符合电网安全稳定运行的需求。
本实用新型的上述目的通过如下技术手段实现。
提供一种发电机调速器动态性能检测装置，设置有用于对发电机及并网系统仿真的第一仿真装置、用于对调速系统中执行机构、水轮机及引水系统进行仿真的第二仿真装置、待检测的调速器装置、第一接口设备和第二接口设备；
所述第一接口设备分别与所述调速器装置、所述第一仿真装置双向联接，所述第二接口设备分别与所述第一仿真装置、第二仿真装置双向联接，所述第一接口设备与所述第二接口设备连接。
上述第一接口设备设置有高速模拟量输出板卡GTAO、高速数字量输出板卡GTDO、功率放大器、功率变送器和DA转换装置；
所述第一仿真装置的第一输出端与所述高速模拟量输出板卡GTAO的输入端连接，所述高速模拟量输出板卡GTAO的输出端与所述功率放大器的输入端连接，所述功率放大器的输出端与所述功率变送器的输入端连接，所述功率放大器的输出端与所述调速器装置的第一输入端连接；
所述第一仿真装置的第二输出端与所述高速数字量输出板卡GTDO的输入端连接，所述高速数字量输出板卡GTDO的输出端与所述调速器装置的第二输入端连接，所述调速器装置的输出端与所述DA转换装置的输入端连接，所述DA转换器的输出端与所述第二接口设备连接。
优选的，上述第一仿真装置的第一输出端与所述高速模拟量输出板卡GTAO的输入端通过光纤连接，所述高速模拟量输出板卡GTAO的输出端与所述功率放大器的输入端以硬接线方式连接，所述功率放大器的输出端与所述功率变送器的输入端以硬接线方式连接，所述功率放大器的输出端与所述调速器装置的第一输入端以硬接线方式连接；
所述第一仿真装置的第二输出端与所述高速数字量输出板卡GTDO的输入端通过光纤连接，所述高速数字量输出板卡GTDO的输出端与所述调速器装置的第二输入端以硬接线方式连接，所述调速器装置的输出端与所述DA转换装置的输入端以硬接线方式连接，所述DA转换器的输出端与所述第二接口设备以硬接线方式连接。
上述第二接口设备设置有高速模拟量输入板卡GTAI和高速通信板卡GTNET；
所述DA转换器的输出端与所述高速模拟量输入板卡GTAI的第一输入端连接，所述第二仿真装置的输出端与所述高速模拟量输入板卡GTAI的第二输入端连接，所述高速模拟量输入板卡GTAI的第一输出端、第二输出端分别与所述第一仿真装置的第一输入端、第二输入端连接，所述第一仿真装置的第三输出端与所述高速通信板卡GTNET的输入端连接，所述高速通信板卡GTNET的输出端与所述第二仿真装置的输入端连接。
优选的，上述DA转换器的输出端与所述高速模拟量输入板卡GTAI的第一输入端以硬接线方式连接，所述第二仿真装置的输出端与所述高速模拟量输入板卡GTAI的第二输入端以硬接线方式连接，所述高速模拟量输入板卡GTAI的第一输出端、第二输出端分别与所述第一仿真装置的第一输入端、第二输入端以光纤连接，所述第一仿真装置的第三输出端与所述高速通信板卡GTNET的输入端通过光纤和网线连接，所述高速通信板卡GTNET的输出端与所述第二仿真装置的输入端通过网线连接。
优选的，上述第一仿真装置为基于RTDS仿真系统建立的第一仿真装置。
本实用新型的一种发电机调速器动态性能检测装置，设置有用于对发电机及并网系统仿真的第一仿真装置、用于对调速系统中执行机构、水轮机及引水系统进行仿真的第二仿真装置、待检测的调速器装置、第一接口设备和第二接口设备；所述第一接口设备分别与所述调速器装置、所述第一仿真装置双向联接，所述第二接口设备分别与所述第一仿真装置、第二仿真装置双向联接，所述第一接口设备与所述第二接口设备连接。该发电机调速器动态性能检测装置，能够模拟不同故障下调速器对于频率的控制特性，检测其控制特性是否符合电网安全稳定运行的需求，具有检测方便，结果准确的特点。
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调速器动态性能检测装置的结构示意图。
图2是本实用新型一种发电机调速器动态性能检测装置的第一接口设备、第二接口设备的具体连接示意图。
在图1、图2中，包括：
调速器装置100、
调速器装置的第一输入端111、调速器装置的第二输入端112、
第一仿真装置200、
第一仿真装置的第一输出端211、
第一仿真装置的第二输出端212、
第一仿真装置的第三输出端213、
第一仿真装置的第一输入端214、
第一仿真装置的第二输入端215、
第二仿真装置300、
第一接口设备400、
高速模拟量输出板卡GTAO 410、
高速数字量输出板卡GTDO 420、
功率放大器430、
功率变送器440、
DA转换装置450、
第二接口设备500、
高速模拟量输入板卡GTAI 510、
高速模拟量输入板卡GTAI 的第一输入端511、
高速模拟量输入板卡GTAI的第二输入端512、
高速模拟量输入板卡GTAI的第一输出端513、
高速模拟量输入板卡GTAI的第二输出端514、
高速通信板卡GTNET 520。
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。
一种发电机调速器动态性能检测装置，如图1、图2所示，设置有用于对发电机及并网系统仿真的第一仿真装置200、用于对调速系统中执行机构、水轮机及引水系统进行仿真的第二仿真装置300、待检测的调速器装置100、第一接口设备400和第二接口设备500。
第一接口设备400分别与调速器装置100、第一仿真装置200双向联接，第二接口设备500分别与第一仿真装置200、第二仿真装置300双向联接，第一接口设备400与第二接口设备500连接。
第一仿真装置通过第一接口设备将发电机机端电压电流、发电机机端断路器位置信号送至调速器装置，调速器装置根据此时发电机的状态计算出控制开度量通过第一接口设备、第二接口设备送至第一仿真装置，同时第一仿真装置将发电机频率和控制开度量通过第二接口设备送至第二仿真装置，第二仿真装置根据频率、控制开度计算出水轮机出力力矩通过第二接口设备输出至第一仿真装置，通过上述连接实现调速系统对发电机的闭环控制。
待检测的调速器装置100为实际中真实的调速器装置，包含了目前广泛使用的大型水轮机机组的调速器，可以实现不同厂家、不同控制原理的调速器的动态控制性能检测。
用于对调速系统中执行机构、水轮机及引水系统进行仿真的第二仿真装置300中的执行机构仿真环节，通过设置不同的导叶开启、分段关闭速度，可以真实地模拟执行机构的开启与分段关闭特性。第二仿真装置300中的水轮机及引水系统仿真环节，可以通过水轮机综合特性曲线以及对小频率小开度下特性进行外延得到完整的水轮机特性曲线，能实现水轮机特性的精确仿真。
用于对发电机及并网系统仿真的第一仿真装置200为基于RTDS仿真系统建立的第一仿真装置，可实现对发电机、线路、负荷的仿真，相互之间的连接可以通过用户自定义选择。
第一接口设备400设置有千兆位的高速模拟量输出板卡GTAO 410、千兆位的高速数字量输出板卡GTDO 420、功率放大器430、功率变送器440和DA转换装置450。需要说明的是，第一接口设备中的高速模拟量输出板卡GTAO是以千兆位为计量单位的，高速数字量输出板卡GTDO也是以千兆位为计量单位，故命名为高速模拟量输出板卡GTAO、高速数字量输出板卡GTDO。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。
第一仿真装置的第一输出端211与所述高速模拟量输出板卡GTAO 410的输入端连接，高速模拟量输出板卡GTAO 410的输出端与功率放大器430的输入端连接，功率放大器430的输出端与功率变送器440的输入端连接，功率放大器430的输出端与调速器装置的第一输入端111连接。
第一仿真装置的第二输出端212与高速数字量输出板卡GTDO 420的输入端连接，高速数字量输出板卡GTDO 420的输出端与调速器装置的第二输入端112连接，调速器装置的输出端与DA转换装置450的输入端连接， DA转换器的输出端与第二接口设备500连接。
提供一种优选的连接方式，第一仿真装置的第一输出端211与高速模拟量输出板卡GTAO 410的输入端通过光纤连接，高速模拟量输出板卡GTAO 410的输出端与功率放大器430的输入端以硬接线方式连接，功率放大器430的输出端与功率变送器440的输入端以硬接线方式连接，功率放大器430的输出端与调速器装置的第一输入端111以硬接线方式连接。第一仿真装置的第二输出端212与高速数字量输出板卡GTDO 420的输入端通过光纤连接，高速数字量输出板卡GTDO 420的输出端与调速器装置的第二输入端112以硬接线方式连接，调速器装置的输出端与DA转换装置450的输入端以硬接线方式连接， DA转换器的输出端与第二接口设备500以硬接线方式连接。
第二接口设备500设置有千兆位的高速模拟量输入板卡GTAI 510和基于不同网络通信协议的高速通信板卡GTNET 520。
DA转换器的输出端与高速模拟量输入板卡GTAI的第一输入端511连接，第二仿真装置300的输出端与高速模拟量输入板卡GTAI的第二输入端512连接，高速模拟量输入板卡GTAI 510的第一输出端513、第二输出端514分别与第一仿真装置的第一输入端214、第二输入端215连接，第一仿真装置的第三输出端213与高速通信板卡GTNET 520的输入端连接，高速通信板卡GTNET 520的输出端与第二仿真装置300的输入端连接。
提供一种优选的连接方式，DA转换器的输出端与高速模拟量输入板卡GTAI 510的第一输入端以硬接线方式连接，第二仿真装置300的输出端与高速模拟量输入板卡GTAI 510的第二输入端以硬接线方式连接，高速模拟量输入板卡GTAI 510的第一输出端、第二输出端分别与第一仿真装置的第一输入端214、第二输入端215以光纤连接，第一仿真装置的第三输出端213与高速通信板卡GTNET 520的输入端通过光纤和网线连接，高速通信板卡GTNET 520的输出端与第二仿真装置300的输入端通过网线连接。
该发电机调速器动态性能检测装置，其工作原理是：第一仿真装置200通过高速模拟量输出板卡GTAO 410将发电机机端三相电压和三相电流瞬时值输出至功率放大单元，功率放大单元将电压电流放大至现场PT、CT二次侧的值后送入功率变送器440供真实的调速器装置100使用。调速器装置100通过DA转换装置450、经高速模拟量输入板卡GTAI 510将开度控制量送入第一仿真装置200。
第一仿真装置200通过高速通信板卡GTNET 520,采用SV协议通讯，将发电机频率与调速器控制开度送入用于对调速系统中执行机构、水轮机及引水系统进行仿真的第二仿真装置300。
用于对调速系统中执行机构、水轮机及引水系统进行仿真的第二仿真装置300通过高速模拟量输入板卡GTAI 510将发电机转矩信号送入用于对发电机及并网系统仿真的第一仿真装置200。
该发电机调速器动态性能检测装置，能够模拟不同故障下调速器对于频率的控制特性，检测其控制特性是否符合电网安全稳定运行的需求，具有检测方便，结果准确的特点。
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 (6)
1.一种发电机调速器动态性能检测装置，其特征在于：设置有用于对发电机及并网系统仿真的第一仿真装置、用于对调速系统中执行机构、水轮机及引水系统进行仿真的第二仿真装置、待检测的调速器装置、第一接口设备和第二接口设备；
所述第一接口设备分别与所述调速器装置、所述第一仿真装置双向联接，所述第二接口设备分别与所述第一仿真装置、第二仿真装置双向联接，所述第一接口设备与所述第二接口设备连接。
2.根据权利要求1所述的发电机调速器动态性能检测装置，其特征在于：
所述第一接口设备设置有高速模拟量输出板卡GTAO、高速数字量输出板卡GTDO、功率放大器、功率变送器和DA转换装置；
所述第一仿真装置的第一输出端与所述高速模拟量输出板卡GTAO的输入端连接，所述高速模拟量输出板卡GTAO的输出端与所述功率放大器的输入端连接，所述功率放大器的输出端与所述功率变送器的输入端连接，所述功率放大器的输出端与所述调速器装置的第一输入端连接；
所述第一仿真装置的第二输出端与所述高速数字量输出板卡GTDO的输入端连接，所述高速数字量输出板卡GTDO的输出端与所述调速器装置的第二输入端连接，所述调速器装置的输出端与所述DA转换装置的输入端连接，所述DA转换器的输出端与所述第二接口设备连接。
3.根据权利要求2所述的发电机调速器动态性能检测装置，其特征在于：
所述第一仿真装置的第一输出端与所述高速模拟量输出板卡GTAO的输入端通过光纤连接，所述高速模拟量输出板卡GTAO的输出端与所述功率放大器的输入端以硬接线方式连接，所述功率放大器的输出端与所述功率变送器的输入端以硬接线方式连接，所述功率放大器的输出端与所述调速器装置的第一输入端以硬接线方式连接；
所述第一仿真装置的第二输出端与所述高速数字量输出板卡GTDO的输入端通过光纤连接，所述高速数字量输出板卡GTDO的输出端与所述调速器装置的第二输入端以硬接线方式连接，所述调速器装置的输出端与所述DA转换装置的输入端以硬接线方式连接，所述DA转换器的输出端与所述第二接口设备以硬接线方式连接。
4.根据权利要求2或3所述的发电机调速器动态性能检测装置，其特征在于：
所述第二接口设备设置有千兆位高速模拟量输入板卡GTAI和基于不同网络通信协议的高速通信板卡GTNET；
所述DA转换器的输出端与所述高速模拟量输入板卡GTAI的第一输入端连接，所述第二仿真装置的输出端与所述高速模拟量输入板卡GTAI的第二输入端连接，所述高速模拟量输入板卡GTAI的第一输出端、第二输出端分别与所述第一仿真装置的第一输入端、第二输入端连接，所述第一仿真装置的第三输出端与所述高速通信板卡GTNET的输入端连接，所述高速通信板卡GTNET的输出端与所述第二仿真装置的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的发电机调速器动态性能检测装置，其特征在于：
所述DA转换器的输出端与所述高速模拟量输入板卡GTAI的第一输入端以硬接线方式连接，所述第二仿真装置的输出端与所述高速模拟量输入板卡GTAI的第二输入端以硬接线方式连接，所述高速模拟量输入板卡GTAI的第一输出端、第二输出端分别与所述第一仿真装置的第一输入端、第二输入端以光纤连接，所述第一仿真装置的第三输出端与所述高速通信板卡GTNET的输入端通过光纤和网线连接，所述高速通信板卡GTNET的输出端与所述第二仿真装置的输入端通过网线连接。
6.根据权利要求5所述的发电机调速器动态性能检测装置，其特征在于：所述第一仿真装置为基于RTDS仿真系统建立的第一仿真装置。
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