专利名称：一种测试串补控制保护装置的测试仪及检验测试方法
技术领域：
本发明涉及高压输电领域，尤其涉及的是一种测试串补控制保护装置的检验测试方法。
背景技术：
串补技术的应用中，串补控制保护装置的使用是必不可少的重要一环。目前，国内外尚无针对串补控制保护装置的专用测试仪相关研究，尚未对串补控制保护装置形成有效的现场试验手段。在重大串补项目现场试验中，还缺乏针对串补控制保护装置功能测试、定值校验、动作行为验证等一系列详细完整的试验方法及手段。传统的保护测试仪输出为模拟信号，只能在串补平台上单相输出小电流量校验。不能满足目前技术的需要。因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测试串补控制保护装置的测试仪，旨在解决目前缺乏针对串补控制保护装置的有效测试方法。本发明的技术方案如下一种测试串补控制保护装置的测试仪，其中，包括嵌入式处理器和数字信号处理器组成的主处理模块；可编程逻辑器件；上位机；开关量输出和开关量输入，所述可编程逻辑器件、上位机、开关量输出和开关量输入均连接至主处理模块，所述测试仪的可编程逻辑器件通过时钟发送线路、数据发送线路以及采样同步收发线路与串补控制保护装置连接， 用于收发采样数据；所述可编程逻辑器件用于完成与数字信号处理器的数据交互、报文格式控制、时钟格式控制和同步采样信号的控制，还进行并串转换并将串行数据发送至光发射模块。所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其中，数字信号处理器采用16位的数模转换和32位的数值计算精度。所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其中，所述测试仪以数据报文的形式发送采样数据，采样数据的发送采用SPI协议以精度16bit的光数字发送。所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其中，所述数据报文内容包括电容器组不平衡电流、非线性电阻电流、串补平台电流、火花间隙电流、电容器组电流和线路电流。所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其中，所述数据和时钟发送光口为6个， 每一个数据发送光口对应一个时钟。所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其中，所述开关量输入为8路，用于接收保护的动作；开关量输出为4路，用于配合保护功能，为保护提供动作。所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其中，所述测试仪的采样同步方式为GPS 同步、站内同步或自同步。所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其中，所述测试仪具有反时限过负荷保护；不平衡电流报警保护；不平衡电流低定值保护和不平衡电流高定值保护，其通过设定试验点，采用自动/手动检验动作边界的方式实现。所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其中，所述测试仪能自动计算非线性电阻的高温保护动作值。一种测试串补控制保护装置的测试仪的测试方法，其包括以下步骤步骤I、将测试仪的输出和串补控制保护装置的输入相连；步骤2、施加光信号观察采样数值和保护动作状态；步骤3、记录测试仪输出值和采样值；步骤4、进行结果判定对比输出值和采样值进行分析，判定数据的精度等级；步骤5、将串补保护测试仪输出电流回退到零位，测试完成后解除接线。本发明的有益效果本发明通过提供一种测试仪完成对串补控制保护装置的功能测试、定值校验、动作行为验证等一系列详细完整的试验测试，该测试仪的输出为光纤数字信号，为串补保护功能校验提供了一套完整的方案。
图I为串补保护测试仪硬件组成框图。图2为串补保护测试仪的测试方法流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。如图I所示为串补保护测试仪硬件组成框图，所述测试仪包括由嵌入式处理器 (ARM)和数字信号处理器(DSP)组成的主处理模块；可编程逻辑器件(FPGA);上位机；开关量输出和开关量输入。所述上位机为Pc机或者工控机，所述测试仪通过3路时钟发送线路、 3路数据发送线路以及采样同步收发线路连接至串补控制保护装置。其中，数字信号处理器(DSP)，采用16位的数模转换和32位的数值计算精度。DSP 具有高速的运算能力，采用先进的DSP技术，使测试仪每周波输出的数据点可提高到600 点，大大提高和改善了测试仪的暂态响应速度和幅频特性。利用DSP+FPGA构成的数字信号处理系统，使系统在数据计算和实时响应、实时处理方面有了大大的改善。所述测试仪使用的ARM处理器内部集成100M以太网，用于DSP和上位机之间的数据通讯。所有控制信息、状态信息都通过ARM下载、上传。所述可编程逻辑器件(FPGA)采用Actel公司的A3P250PQ208器件，主要完成与 DSP的数据交互、报文格式控制、时钟格式控制、同步采样信号的控制，最终进行并串转换并将串行数据发送至光发射模块。以数据报文的形式发送采集的数据结果，采样值的发送采用SPI协议以精度 16bit的光数字发送。通讯波特率为2Mbit/s，每工频周波采样128点。每相的报文内容包括⑴电容器组不平衡电流；(2)MOVl电流；(3)M0V2电流；⑷平台电流；(5)火花间隙电流；(6)电容器组电流；(7)线路电流。根据对串补保护控制装置的研究，串补保护测试仪硬件满足以下条件
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所述数据、时钟发送光口为6个；ST接口的光波长850nm ；由于分别为3路就有三个采样值，所以设置有三个时钟。所述采样同步收发具有可接收同步脉冲并转发；可发送同步脉冲；可接收GPS的同步脉冲，为保护装置提供同步脉冲，或接收站内同步信号，用于与其他设备同步。所述开关量输入为8路，用于接收保护的动作；开关量输出为4路，用于配合保护功能，为保护提供动作。所述测试仪具备同时输出42路电流光纤数字量的功能，该串补保护测试仪具有至少六个光口的输出，可以完成最多14个电流互感器(ct)的A、B、C三相采样数据的同时加量，模拟串补控制保护装置所需的时钟、数据报文，分别完成A、B、C三相报文的发送。另外预留了两个输出光口和一个输入光口，用于处理米样同步信号。所述测试仪具备GPS同步、站内同步、自同步的功能，该串补保护测试仪多种备选的采样同步方式=(I)GPS同步，接收GPS信号，与GPS的秒脉冲同步；(2)站内同步，接收站内的采样同步脉冲，自身使用的同时，对其进行转发，不影响其他设备对采样同步脉冲的使用；(3)自同步，自激产生采样同步脉冲，自身使用的同时，输出给其他设备，完成与其他设备的同步。所述测试仪具备自动计算非线性电阻(MOV)的高温保护动作值的功能。该算法能根据MOV的V-A特性、T-E (温升-累积能量)特性和用户确定的试验条件准确地确定试验电流数值。根据对串补保护功能的研究，串补保护专用测试仪采用专用测试程序实现的功能包括针对串补电容器具有反时限过负荷保护；不平衡电流报警保护；不平衡电流低定值保护和不平衡电流高定值保护。其通过设定试验点，采用自动/手动检验动作边界的方式实现。还包括串补电容器重投保护，通过可编程顺序试验实现。针对金属氧化物非线性电阻(MOV)具有MOV温度高保护；M0V瞬时高电流保护； MOV温升高梯度保护和MOV温升低梯度保护。通过试验波形可变，人工设置试验点的方式实现。针对放电间隙(GAP)具有间隙延时导通保护；间隙拒绝导通保护；间隙自触发保护和间隙长时间导通保护。通过可编程顺序试验的方式实现。针对串补平台具有平台故障定时限保护和平台故障瞬时电流保护。通过自动/手动搜索动作边界的方式实现。针对旁路断路器具有三相不一致保护和旁路断路器失灵保护。通过可编程顺序试验的方式实现。本发明提供的检测的方法步骤为步骤I、将测试仪的输出和串补控制保护装置的输入相连；步骤2、施加光信号观察采样数值和保护动作状态；步骤3、记录测试仪输出值和采样值；步骤4、进行结果判定对比输出值和采样值进行分析，判定数据的精度等级；步骤5、将串补保护测试仪输出电流回退到零位，测试完成后解除接线。串补技术的应用中，串补控制保护装置的使用是必不可少的重要一环。目前国外尚无针对串补控制保护装置的专用测试仪相关报导，国内尚未对串补控制保护装置形成有效的现场试验手段。在重大串补项目现场试验中，还缺乏针对串补控制保护装置功能测试、 定值校验、动作行为验证等一系列详细完整的试验方法及手段。利用本发明的方法可实现现场串补保护的校验，试验方法简易且校验精度高、速度快、效率高。应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，包括嵌入式处理器和数字信号处理器组成的主处理模块；可编程逻辑器件；上位机；开关量输出和开关量输入，所述可编程逻辑器件、上位机、开关量输出和开关量输入均连接至主处理模块，所述测试仪的可编程逻辑器件通过时钟发送线路、数据发送线路以及采样同步收发线路与串补控制保护装置连接，用于收发采样数据；所述可编程逻辑器件用于完成与数字信号处理器的数据交互、报文格式控制、时钟格式控制和同步采样信号的控制，还进行并串转换并将串行数据发送至光发射模块。
2.根据权利要求I所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，数字信号处理器采用16位的数模转换和32位的数值计算精度。
3.根据权利要求I所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，所述测试仪以数据报文的形式发送采样数据，采样数据的发送采用SPI协议以精度16bit的光数字发送。
4.根据权利要求3所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，所述数据报文内容包括电容器组不平衡电流、非线性电阻电流、串补平台电流、火花间隙电流、电容器组电流和线路电流。
5.根据权利要求I所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，所述数据和时钟发送光口为6个,每一个数据发送光口对应一个时钟。
6.根据权利要求I所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，所述开关量输入为8路，用于接收保护的动作；开关量输出为4路，用于配合保护功能，为保护提供动作。
7.根据权利要求I所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，所述测试仪的采样同步方式为GPS同步、站内同步或自同步。
8.根据权利要求I所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，所述测试仪具有反时限过负荷保护；不平衡电流报警保护；不平衡电流低定值保护和不平衡电流高定值保护，其通过设定试验点，采用自动/手动检验动作边界的方式实现。
9.根据权利要求I所述的测试串补控制保护装置的测试仪，其特征在于，所述测试仪能自动计算非线性电阻的高温保护动作值。
10.一种测试串补控制保护装置的测试仪的测试方法，其包括以下步骤步骤I、将测试仪的输出和串补控制保护装置的输入相连；步骤2、施加光信号观察采样数值和保护动作状态；步骤3、记录测试仪输出值和采样值；步骤4、进行结果判定对比输出值和采样值进行分析，判定数据的精度等级；步骤5、将串补保护测试仪输出电流回退到零位，测试完成后解除接线。
全文摘要
本发明公开了一种测试串补控制保护装置的测试仪及其测试方法，包括嵌入式处理器和数字信号处理器组成的主处理模块；可编程逻辑器件；上位机；开关量输出和开关量输入，所述测试仪的可编程逻辑器件通过时钟发送线路、数据发送线路以及采样同步收发线路与串补控制保护装置连接，用于收发采样数据；所述可编程逻辑器件用于完成与数字信号处理器的数据交互、报文格式控制、时钟格式控制和同步采样信号的控制，还进行并串转换并将串行数据发送至光发射模块。采用本发明可实现现场串补保护的校验，试验方法简易且校验精度高、速度快、效率高。
文档编号G01R31/00GK102608451SQ20121004770
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者宋阳, 张健全, 杨绍远, 欧俊延, 王邵闽 申请人:中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局