专利名称：一种合并单元守时性能的动态模拟测试方法
技术领域：
本发明属于各电压等级电力系统动态模拟测试领域，具体涉及一种合并单元守时性能的动态模拟测试方法。
背景技术：
智能变电站将为变电站的自动化运行和管理带来深远的影响和巨大的变革，是智能电网建设的重要组成部分，在经济和技术方面都有着重大意义。随着电子式互感器及数字化通信技术在智能变电站内的广泛应用，合并单元已成为变电站内信息采集、传送过程中的重要环节，其功能和性能受到广泛关注。然而，智能变电站作为一个新兴的领域，电子式互感器及合并单元采用的是新技术，尚处于应用初期，其自身特性以及稳定性还不是很明确，应用经验不足。因此，合并单元各项性能的测试方法对其在智能变电站中的可靠应用十分必要，是装置开发及检测的重要手段。合并单元是智能变电站电气量信息采集的关键设备，站内二次系统所需电压、电流均直接或通过以太网络来自合并单元，因此合并单元传送的数据必须真实、准确，其性能好坏直接影响二次系统其他设备的工作情况。合并单元进行数据采集需要接收外部时钟信号，进行采集数据同步处理，当合并单元失去外部时钟信号源时，则靠内部时钟守时工作。因此，在外部时钟信号消失的情况下，合并单元内部时钟的精度及守时性能将影响到所采数据的同步性，进而影响继电保护等数据使用设备的性能。因此，在工程应用之前必须对合并单元的守时性能进行针对性测试，检测其性能指标是否符合要求。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种合并单元守时性能的动态模拟测试方法，所述测试方法包括以下步骤(I)搭建模拟智能变电站动态模拟仿真一次系统；(2)组建模拟所述模拟智能变电站的二次系统；(3)用主、从卫星同步装置接收GPS同步信号；(4)模拟所述模拟智能变电站时钟同步系统；(5)对所述时钟精度测试设备进行GPS秒脉冲信号同步；(6)比较所述待测合并单元输出的脉冲信号与所述时钟精度测试设备的秒脉冲信号之间的时间差值At;(7)断开所述待测合并单元的时钟同步信号，比较所述待测合并单元输出的脉冲信号与所述时钟精度测试设备的秒脉冲信号之间的时间差值At ;(8)根据动态模拟一次系统运行情况，分析测合并单元发送的采样数据。所述步骤(I)针对待测合并单元应用的智能变电站具体环境，搭建所述模拟智能变电站动态模拟仿真系统包括以下步骤(1-1)采用等值发电机3模拟电厂；
(1-2)采用采用等值电源2模拟等值系统(1-3)采用三绕组变压器I、双母线配置模拟智能变电站一次系统，模拟智能变电站与模拟电厂间经单回模拟线路连接，与所述模拟等值系统间经双回模拟线路连接；(1-4)所述模拟智能变电站的电压、电流信号通过电子式电压互感器5、电子式电流互感器4采集，并传送给所述数字录波器；(1-5)所属模拟线路、双母线、及变压器的高、中、低压侧上共设置12个故障点，每一个故障点都用于模拟各种类型的金属性或经过渡电阻短路的故障，所属变压器高压绕组设置一个故障点，用于模拟不同范围的匝间短路。所述步骤(5)对所述时钟精度测试设备进行GPS秒脉冲信号同步包括以下步骤(5-1)将所述待测合并单元接入所述二次系统时钟同步信号；(5-2)选取时钟精度测试设备；(5-3)外接全球定位系统GPS。所述待测合并单元输出的脉冲信号与所述时钟精度测试设备的秒脉冲信号之间的时间差值At的最大值ATO作为所述待测合并单元同步后的时钟精度误差，测试时间应持续10分钟以上。所述待测合并单元断开时钟同步信号后输出的脉冲信号与所述时钟精度测试设备的秒脉冲信号之间的时间差值At的最大值ATl作为所述待测合并单元失去所述时钟同步信号的时钟精度误差，测试时间应持续10分钟以上。所述时钟精度测试设备为守时精度小于100纳秒、秒脉冲测量精度小于100纳秒、分辨率小于I纳秒、时钟锁定时间大于12小时的时钟精度测试设备。所述二次系统包括以太网交换机、数据波形记录分析装置、数字录波器和模拟设备自动控制系统。根据以下评价标准对所述合并单元的守性能进行动态模拟检测(a)所述待测合并单元在接入时钟同步信号并对时稳定后，其所述时钟精度误差应不大于I微秒，其传送数据应正确、连续、有效。(b)所述待测合并单元在失去外部同步信号过程中其传送数据不应出现丢失，所述动态模拟系统操作及模拟故障过程中合并单元均能正确传送数据。(c)所述待测合并单元失去外部同步信号后，10分钟内所述时钟精度误差应不大于4微秒，所述动态模拟系统操作及模拟故障过程中合并单元均能正确传送数据。与现有技术相比，本发明的有益效果在于提供一种合并单元守时性能地动态模拟测试方法，解决了合并单元守时性能指标的检测方法问题，能够准确的测试合并单元的守时精度，真实地考核合并单元在智能变电站各种工况下守时性能的优异，合理评价合并单元的守时指标，为相应装置的设计、选型、运行提供了重要的参考依据，可广泛应用于智能变电站合并单元研发测试、质量检测及检修测试等工作。
图I是模拟智能变电站动态模拟仿真一次系统示意图；其中，I.三相绕组变压器；2.等值电源；3.等值发电机；4.电子式电流互感器；5.电子式电压互感器；6.开关；7.故障点；
图2是待测合并单元接入模拟智能变电站动态模拟仿真二次系统示意图；图3是待测合并单元测试流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。如图1-图3所示，一种合并单元守时性能的动态模拟测试方法，所述测试方法包括以下步骤(I)搭建模拟智能变电站动态模拟仿真一次系统；(2)组建模拟所述模拟智能变电站的二次系统；(3)用主、从卫星同步装置接收GPS同步信号；(4)模拟所述模拟智能变电站时钟同步系统；(5)对所述时钟精度测试设备进行GPS秒脉冲信号同步；(6)比较所述待测合并单元输出的脉冲信号与所述时钟精度测试设备的秒脉冲信号之间的时间差值At;(7)断开所述待测合并单元的时钟同步信号，比较所述待测合并单元输出的脉冲信号与所述时钟精度测试设备的秒脉冲信号之间的时间差值At ;(8)测试系统运行情况，分析测合并单元发送的采样数据。所述步骤(I)针对待测合并单元应用的智能变电站具体环境，搭建所述模拟智能变电站动态模拟仿真系统包括以下步骤(1-1)采用等值发电机模拟220kV侧总装置容量550MKV的电厂，采用等值发电机模拟IlOkV侧总装机容量120MVA的电厂；(1-2)采用等值电源模拟系统短路容量为10000MVA的等值系统；(1-3)采用接线方式YO/Y/A-12-11的三绕组变压器模拟智能变电站内额定容量为238MVA的三绕组变压器，双母线配置，模拟智能变电站与模拟220kV侧电厂间经IOOkm单回模拟线路连接，与模拟IlOkV侧电厂经IOkm单回模拟线路连接，与模拟等值系统间经200km双回模拟线路连接；(1-4)分别在变压器高压侧、中压侧、低压侧接入电子式电流互感器ECT1、ECT2呵呵ECT3采集电流信号，传送给ZH-5N数字录波器；(1-5)在变压器的高、中、低压侧共设置6个故障点，每一个故障点都用于模拟各种类型的金属性或经过渡电阻短路的故障，变压器高压绕组设置一个故障点，用于模拟不同范围的匝间短路；(1-6)通过RuggedCom2188以太网交换机、NSAR512数据在线监控装置、ZH-5N数字录波器、模拟设备自动控制系统组建模拟智能变电站的二次系统；(1-7)采用YJD2000卫星同步装置接收GPS同步信号，模拟智能变电站时钟同步系统。所述步骤(5)对所述时钟精度测试设备TME007进行GPS秒脉冲信号同步包括以下步骤(5-1)将所述待测合并单元接入所述二次系统时钟同步信号；(5-2)选取时钟精度测试设备；
(5-3)外接全球定位系统GPS。所述待测合并单元输出的脉冲信号与所述时钟精度测试设备的秒脉冲信号之间的时间差值At的最大值ATO作为所述待 测合并单元同步后的时钟精度误差，测试时间应持续10分钟以上。所述待测合并单元断开时钟信号同步后输出的脉冲信号与所述时钟精度测试设备的秒脉冲信号之间的时间差值At的最大值ATl作为所述待测合并单元失去所述时钟同步信号的时钟精度误差，测试时间应持续10分钟以上。所述时钟精度测试设备为守时精度小于100纳秒、秒脉冲测量精度小于100纳秒、分辨率小于I纳秒、时钟锁定时间大于12小时的时钟精度测试设备。根据以下评价标准对所述合并单元的守性能进行动态模拟检测(a)所述待测合并单元在接入时钟同步信号并对时稳定后，其所述时钟精度误差应不大于I微秒，其传送数据应正确、连续、有效；(b)所述待测合并单元在失去外部同步信号过程中其传送数据不应出现丢失，所述动态模拟系统操作及模拟故障过程中合并单元均能正确传送数据；(c)所述待测合并单元失去外部同步信号后，10分钟内所述时钟精度误差应不大于4微秒，所述动态模拟系统操作及模拟故障过程中合并单元均能正确传送数据。
权利要求
1.一种合并单元守时性能的动态模拟测试方法，其特征在于所述测试方法包括以下步骤 (1)搭建模拟智能变电站动态模拟仿真一次系统； (2)组建模拟所述模拟智能变电站的二次系统； (3)用主、从卫星同步装置接收GPS同步信号； (4)模拟所述模拟智能变电站时钟同步系统； (5)对所述时钟精度测试设备进行GPS秒脉冲信号同步； (6)比较所述待测合并单元输出的脉冲信号与所述时钟精度测试设备的秒脉冲信号之间的时间差值At; (7)断开所述待测合并单元的时钟同步信号，比较所述待测合并单元输出的脉冲信号与所述时钟精度测试设备的秒脉冲信号之间的时间差值At; (8)分析测合并单元发送的采样数据。
2.根据权利要求I所述的一种合并单元守时性能的动态模拟测试方法，其特征在于所述步骤(I)针对待测合并单元应用的智能变电站具体环境，搭建所述模拟智能变电站动态模拟仿真系统包括以下步骤 (1-1)采用等值发电机(3)模拟电厂； (1-2)采用采用等值电源(2)模拟等值系统； (1-3)采用三绕组变压器(I)、双母线配置模拟智能变电站一次系统，所述模拟智能变电站与模拟电厂间经单回模拟线路连接，与所述模拟等值系统间经双回模拟线路连接； (1-4)所述模拟智能变电站的电压、电流信号通过电子式电压互感器(5)、电子式电流互感器(4)采集，并传送给所述数字录波器； (1-5)所属模拟线路、双母线、及变压器的高、中、低压侧上共设置12个故障点，每一个故障点都用于模拟各种类型的金属性或经过渡电阻短路的故障，所属变压器高压绕组设置一个故障点，用于模拟不同范围的匝间短路。
3.根据权利要求I所述的一种合并单元守时性能的动态模拟测试方法，其特征在于所述步骤(5)对所述时钟精度测试设备进行GPS秒脉冲信号同步包括以下步骤 (5-1)将所述待测合并单元接入所述二次系统时钟同步信号； (5-2)选取时钟精度测试设备； (5-3)外接全球定位系统GPS。
4.根据权利要求I所述的一种合并单元守时性能的动态模拟测试方法，其特征在于所述待测合并单元输出的脉冲信号与所述时钟精度测试设备的秒脉冲信号之间的时间差值At的最大值ATO作为所述待测合并单元同步后的时钟精度误差，测试时间应持续10分钟以上。
5.根据权利要求I所述的一种合并单元守时性能的动态模拟测试方法，其特征在于所述待测合并单元断开时钟同步信号后输出的脉冲信号与所述时钟精度测试设备的秒脉冲信号之间的时间差值At的最大值ΛΤ1作为所述待测合并单元失去所述时钟同步信号的时钟精度误差，测试时间应持续10分钟以上。
6.根据权利要求I所述的一种合并单元守时性能的动态模拟测试方法，其特征在于所述时钟精度测试设备为守时精度小于100纳秒、秒脉冲测量精度小于100纳秒、分辨率小于I纳秒、时钟锁定时间大于12小时的时钟精度测试设备。
7.根据权利要求I或3所述的一种合并单元守时性能的动态模拟测试方法，其特征在于所述二次系统包括以太网交换机、数据波形记录分析装置、数字录波器和模拟设备自动控制系统。
8.根据权利要求I所述的一种合并单元守时性能的动态模拟测试方法，其特征在于根据以下评价标准对所述合并单元的守性能进行动态模拟检测 (a)所述待测合并单元在接入时钟同步信号并对时稳定后，其所述时钟精度误差应不大于I微秒，其传送数据应正确、连续、有效。
(b)所述待测合并单元在失去外部同步信号过程中其传送数据不应出现丢失，所述动态模拟系统操作及模拟故障过程中合并单元均能正确传送数据。
(c)所述待测合并单元失去外部同步信号后，10分钟内所述时钟精度误差应不大于4微秒，所述动态模拟系统操作及模拟故障过程中合并单元均能正确传送数据。
全文摘要
一种合并单元守时性能的动态模拟测试方法，所述测试方法包括以下步骤包括针对待测装置应用的电压等级及具体环境，搭建动态模拟仿真系统，模拟系统正常运行情况及系统发生接地故障；选取并联接时钟精度测试设备；进行待测合并单元同步后的时钟精度误差测试；进行待测合并单元失去同步信号后守时时间内的时钟精度误差测试；对待测合并单元守时性能进行动态模拟检测评价。本方法解决了合并单元守时性能指标的检测方法问题，能够准确的测试合并单元的守时精度，真实地考核合并单元在智能变电站各种工况下守时性能的优异，合理评价合并单元的守时指标，可广泛应用于智能变电站合并单元研发测试、质量检测及检修测试等工作。
文档编号G01R35/00GK102621512SQ20111035194
公开日2012年8月1日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者周志强, 周春霞, 姜健宁, 李仲青, 李明, 杜丁香, 杨漪俊, 盛继光, 詹智华, 詹荣荣, 陈晓刚 申请人:中国电力科学研究院, 浙江省电力公司