一種帶有斷路器預擊穿模型的選相合閘測試儀的製作方法

2023-04-24 13:24:01

專利名稱：：一種帶有斷路器預擊穿模型的選相合閘測試儀的製作方法
技術領域：
：本發明涉及用於對選相合閘控制器進行測試的電子儀器，特別是既具有測試功能，又具有學習訓練功能的選相合閘測試儀。
背景技術：
：國外在20世紀90年代中期即提出選相合閘的方法。隨著斷路器製造技術提高，斷路器合閘時間離散減小，我國在500kV換流站也使用了選相合閘技術，其目的是解決換流站500kV交流濾波器、無功補償電容器中電容器元件故障率偏高的問題。選相合閘控制器用做斷路器的合閘相位控制，是一種智能型斷路器分、合閘控制技術。對線路斷路器，選擇恰當的斷路器合閘相位，可以降低空載長線路充電引起的合閘暫態過電壓；對控制無功補償電容器、濾波器投切的斷路器，控制斷路器合閘相位可以減小合閘對電力電容器造成的湧流衝擊。選相合閘控制器是實現斷路器選相合閘功能的控制設備。選相合閘控制器以輸入的參考電壓Uck為基準，在接到操作人員發出的斷路器合閘命令後，按照既定控制目標，根據接到合閘命令時參考電壓相位和每相斷路器合閘時間thz，發出分相合閘命令(A相斷路器合間命令、B相斷路器合間命令、C相斷路器合間命令)。選相合閘控制器是一種智能型控制設備。為適用於不同廠家、不同型號斷路器的控制，選相合閘控制器一般採用「學習型」控制策略。「學習型」控制策略的含義是選相合閘控制器可以針對所控制的斷路器(可以是不同廠家、不同型號的斷路器)通過「學習過程」確定合間補償時間，使三相斷路器合間相位滿足設計要求。一般情況下，通過3-6次的合閘操作，選相合閘控制器就可以完成「學習過程」。在選相合閘控制技術使用中有兩個問題需要解決。這兩個問題是1、由於沒有輔助「學習」工具，目前選相合閘控制器的「學習過程」只能在斷路器帶全電壓操作時進行。對無功補償電容器而言，未完成「學習過程」的選相合間控制器還不具有減小湧流衝擊的功能，而一次足夠強大的湧流衝擊則可能對電容器造成損傷。解決問題的辦法之一是使選相合間控制器在正式使用前就具有滿足要求的選相合間功能，為此，需要有輔助「學習」工具。2、目前還沒有可以對選相合閘控制器性能進行測試的儀器。由於斷路器合閘時間可能受環境溫度、操作電壓大小影響，選相合閘控制器需對這些影響進行補償，為檢查選相合閘控制器是否具備需要的溫度補償、電壓補償功能，需要專門的設備對其進行測試。此外，也需要能檢測選相合閘控制器的儀器，以便檢測產品是否達到了要求的技術功能和性能。目前未見能用作選相合閘控制器性能測試的專用儀器，也未見能用作選相合閘控制器輔助學習工具的設備。
發明內容本發明的目的是提供一種帶有斷路器預擊穿模型的選相合閘測試儀，以通過建立斷路器模型，模擬斷路器預擊穿現象，模擬環境溫度、操作電壓對斷路器合閘時間的影響，從而對選相合間控制器進行測試，同時，為選相合間控制器提供輔助學習工具，完成預學習過程，供選相合間控制器在第一次正式使用時能滿足設計要求的選相合間功能，改變現有「學習過程」又能在斷路器帶全壓操作條件下進行的現狀，避免了對無功補償電容器造成的湧流衝擊。本發明的目的是這樣實現的一種帶有斷路器預擊穿模型的選相合閘測試儀，筆記本電腦與工控機經二者的網口連接，工控機與DSP5402板經二者的HPI口連接；筆記本電腦al)、輸入斷路器模型的參考合閘時間thj、溫度補償曲線、操作電壓補償曲線，並將數據下裝到工控機；bl)、輸入環境溫度T參數、操作電壓參數，並將數據下裝到工控機；cl)、輸入試驗電壓、電流參數，並將試驗參數下裝到工控機；dl)、接受試驗人員輸入的「合閘」命令；el)、接收來自工控機的採樣值數據，顯示試驗電壓Ua以及三相電流la、lb、Ic波形，顯示開關量「合閘、合A、合B、合C」的狀態，試驗人員根據顯示波形中「預擊穿」發生時刻參考電壓瞬時值，即可判斷選相合閘控制器功能是否滿足使用要求；工控機a2)、將來自筆記本電腦的斷路器合閘參數和試驗電壓、電流參數下裝到DSP5402板；b2)、向DSP5402板轉發來自筆記本電腦的「合閘」命令；c2)、接收來自DSP5402板的採樣值數據，提供存儲功能，並將採樣值數據上傳到筆記本電腦；DSP5402板a3)、根據輸入的斷路器合閘參數，建立能模擬預擊穿現象並完成合閘時間溫度補償和操作電壓補償的斷路器模型；b3)、根據輸入的環境溫度參數，計算溫度傳感器輸出電流It；c3)、計算試驗電壓信號Ua(t)以及三相電流Ia(t)、lb(t)、Ic(t)的時間序列，並將其送到對應D/A轉換單元；d3)、接受來自工控機的「合閘」指令，並通過第五光電隔離、第五繼電器將命令送至被試的選相合間控制器；e3)、接受來自第六光電隔離的合A、合B、合C的命令；f3)、接收來自第一光電隔離、第二光電隔離、第三光電隔離、第四光電隔離的瞬時值採樣信號，並將採樣值上送至工控機；還具有第一A/D轉換、第一低通濾波器、第一電壓放大器接收來自DSP5402板的數字量形式輸出電壓Uck(t)的時間序列，將其轉換成隨時間變化的模擬電壓，放大並輸出；第一電壓轉換、第一A/D採樣、第一光電隔離將檢測的電壓信號Uck(t)轉變成最大幅值為5V的電壓信號，將模擬量轉換成數字量，經光電隔離後送到DSP5402板；第二A/D轉換、第二低通濾波器、第二電流放大器接收來自DSP5402板的數字量形式輸出電流Ia(t)的時間序列，將其轉換成隨時間變化的模擬量電流，放大並輸出；第二電流/電壓轉換、第二A/D採樣、第二光電隔離將檢測的電流信號Ia(t)轉變成最大幅值為5V的電壓信號，將模擬量轉換成數字量，經光電隔離後送到DSP5402板；第三A/D轉換、第三低通濾波器、第三電流放大器接收來自DSP5402板的數字量形式輸出電流Ib(t)的時間序列，將其轉換成隨時間變化的模擬量電流，放大並輸出；第三電流/電壓轉換、第三A/D採樣、第三光電隔離將檢測的電流信號Ib(t)轉變成最大幅值為5V的電壓信號，將模擬量轉換成數字量，經光電隔離後送到DSP5402板；第四A/D轉換、第四低通濾波器、第四電流放大器接收來自DSP5402板的數字量形式輸出電流Ic(t)的時間序列，將其轉換成隨時間變化的模擬量電流，放大並輸出；第四電流/電壓轉換、第四A/D採樣、第四光電隔離將檢測的電流信號Ic(t)轉變成最大幅值為5V的電壓信號，將模擬量轉換成數字量，經光電隔離後送到DSP5402板；第五光電隔離、第五繼電器接收來自DSP5402板的「合閘」命令，經光電隔離後送到被試的選相合閘控制器；第六光電隔離接收來自被試選相合閘控制器的「合A、合B、合C」命令，經光電隔離後送到DSP5402板；第七D/A轉換、第七電壓放大器接收來自DSP5402板的控制命令，輸出試驗用操作電壓；第八D/A轉換、第八電壓/電流轉換接收來自DSP5402板的數字量信號，轉換成與試驗溫度對應的溫度傳感器電流。上述al中的斷路器模型為thz=thj+Atbw+Atby,式中，thz為斷路器的實際合閘時間；thj為模型斷路器參考合閘時間，它是用基準條件即環境溫度T為20°C，操作電壓為斷路器額定值時實測所得斷路器合閘時間；Atbw當斷路器工作環境溫度偏離基準溫度時，需補償的合閘時間；Atby當斷路器操作電壓偏離基準電壓時，需補償的合閘時間；其中，^bw=At\+At2_Atlx(r—Tl)(1)T2-n(1)式中tl在實際溫度點附近靠近基準溫度點的實測數據點溫度；t2在實際溫度點附近遠離基準溫度點的實測數據點溫度；Atl與T1對應的合閘時間補償值；At2與T2對應的合閘時間補償值；T斷路器實際工作環境溫度；Atby=Atl+At2~Atlx(Ucz-Ucz\)(2)Ucz2一Ucz\(2)式中Uczl在實際操作電壓值附近靠近額定操作電壓的實測數據點電壓；Ucz2在實際操作電壓值附近遠離額定操作電壓的實測數據點電壓；Atl與Uczl對應的合閘時間補償值；At2與Ucz2對應的合閘時間補償值；Ucz斷路器實際操作電壓；DSP5402板的C3中按下式計算試驗電壓信號Ua(t)和三相電流Ia(t)、lb(t)、Ic(t)的時間序列Uckit)=V2xUmxsin(wxt)Ia(t)=V2xImxsin(wx(t+tjca)+營)Ic(f)=a/2xImxsin(wx(t+tjcc)+營)式中Um、Im分別是試驗電壓有效值、試驗電流有效值，單位V，A；tjCa、tjCb、tjCC由下述公式(3)確定的自最近的電壓過零點開始的A相斷路器、B相斷路器、C相斷路器發生預擊穿的時刻，單位秒；w工頻電信號角頻率、弧度；Ji常數，Ji=3.14159t:函數的時間變量；{thz-tjc)xvxEd=yf2xUmx\sin(wxtjc+6)\(3)(3)式中:thz實際環境溫度、操作電壓下，斷路器合間時間；t時間參數。斷路器動觸頭開始運動的時刻設定為「t=0」，t的取值範圍為0-thz，單位秒；e斷路器接到合閘命令時刻，動、靜觸頭承受工頻電壓的相位角；o正弦電壓的角頻率。《=2X3.14159Xf,f=50Hz；Um斷路器動靜觸頭間電壓有效值，單位kV；v動觸頭運動速度，單位m/s；Ed斷路器內FS6氣體絕緣強度，單位kV/m；tjc斷路器發生預擊穿的時刻。上述選相合閘測試儀用於對選相合閘控制器進行學習訓練的方法，按以下步驟進行a)、將待進行訓練的選相合閘控制器經連線與本測試儀連接；b)、通過筆記本電腦輸入斷路器模型的參考合閘時間，溫度補償曲線以及操作電壓補償曲線，通過筆記本電腦輸入試驗參數試驗電壓Uck以及三相電流Ia、Ib、Ic，並將上述數據下載到工控機；c)、對選相合閘控制器施加試驗電壓；d)、試驗人員通過筆記本電腦發出「合閘」命令；e)、接收選相合閘控制器發出的合A、合B或合C的命令；f)、利用上述公式(3)確定預擊穿發生時刻，預擊穿後，輸出三相電流Ia、Ib、Ic的值；g)、記錄並顯示Uck、la、lb和Ic的波形；h)、若預擊穿時刻不滿足要求，則返回C步，重新施加試驗電壓；若預擊穿時刻滿足要求，則結束學習訓練過程。上述選相合間測試儀用於對選相合間控制器進行檢測的方法，按以下步驟進行a)、將待進行訓練的選相合閘控制器經連線與本測試儀連接；b)、通過筆記本電腦輸入斷路器模型的參考合閘時間，深度補償曲線以及操作電壓補償曲線，通過筆記本電腦輸入試驗參數試驗電壓Uck以及三相電流Ia、Ib、Ic，並將上述數據下載到工控機；C)、對選相合閘控制器施加試驗電壓；d)、試驗人員通過筆記本電腦發出「合閘」命令；e)、接收選相合閘控制器發出的「合A、合B或合C」的命令；f)、利用上述公式(3)確定預擊穿發生時刻，預擊穿後，輸出三相電流Ia、Ib、Ic的值；g)、記錄並顯示Uck、la、Ib和Ic的波形；h)、判斷選相合閘控制器是否滿足要求；i)、結束檢測。與現有技術相比，本發明具有以下特點和優點1、提出「用於選相合閘控制器測試的斷路器模型」。本發明提出的「用於選相合閘控制器測試的斷路器模型」包括下述功能1)模擬斷路器合閘過程及斷口預擊穿現象；2)模擬環境溫度變化對斷路器合閘時間的影響；3)模擬操作電壓變化對斷路器合閘時間的影響。2、利用「用於選相合閘控制器測試的斷路器模型」製成《選相合閘測試儀》。本發明製作的《選相合閘測試儀》可以實現下述功能1)模擬「選相合閘控制器」工作需要外部環境，包括參考電壓、試驗電流、環境溫度變化、操作電壓變化，檢測選相合間控制器的技術功能和技術性能；2)可以用作選相合閘控制器的輔助學習工具。本發明《選相合閘測試儀》可以用做選相合閘控制器的輔助學習工具，利用《選相合閘測試儀》完成預學習過程，使選相合間控制器在第一次正式使用時既具有滿足設計要求的選相合閘功能，避免對無功補償電容器造成湧流衝擊。《選相合閘測試儀》採用的「斷路器模型」可以模擬斷路器預擊穿現象，可以模擬環境溫度、操作電壓對斷路器合閘時間的影響，該儀器可以用於選相合閘控制器性能檢測。本發明為「選相合閘控制器」的「學習訓練」和性能測試提供了方法和工具。圖1是斷路器動觸頭運動示意圖；圖2是斷路器斷口預擊穿示意圖；圖3是斷路器合閘時間溫度補償曲線示意圖；圖4是(與操作電壓相關的)斷路器合閘時間電壓補償曲線示意圖；圖5是利用本發明選相合閘測試儀測試選相合閘控制儀的接線示意圖；圖6是本發明選相合閘測試儀的硬體框圖7是利用本發明對選相合閘控制器進行學習訓練的流程圖；圖8是利用本發明對選相合閘控制器進行檢測的流程圖。具體實施例方式本發明的工作原理1)斷路器預擊穿模型盤形彈簧儲能機構斷路器動、靜觸頭運動示意圖見圖1。圖1中，動觸頭1，靜觸頭2，變形彈簧3。合閘操作前，以FS6為絕緣介質的斷路器盤形彈簧處於壓縮儲能狀態，動、靜觸頭處於分開位置。接到合閘命令後，斷路器彈簧儲能機構釋放能量，在彈簧壓力作用下斷路器動觸頭以速度v(m/s)向靜觸頭運動。設FS6氣體絕緣強度為Ed(kV/m)，則斷路器動、靜觸頭間可以耐受的電壓ud(t)為ud(t)=(thz-t)XvXEd(5.1.1)設斷路器動靜觸頭間施加工頻正弦電壓ul(t)u\{t)=yf2xUmx+θ)(5.1.2)在斷路器動靜觸頭發生預擊穿的時刻tjc，觸頭間施加電壓與絕緣耐受能力間滿足下述條件(i/7z-iyc)xvx￡^=V^xt/wx|sin(wx々.c+^)|(5.1.3)式中thz實際環境溫度、操作電壓下，斷路器合閘時間。t時間參數。斷路器動觸頭開始運動的時刻設定為「t=0」。對表達式(5.1.1)和方程(5.1.3)，t的取值範圍為0-thz，單位秒。θ斷路器接到合閘命令時亥IJ，動、靜觸頭承受工頻電壓的相位角。ω正弦電壓的角頻率。ω=2X3.14159Xf，f=50Hz。Um斷路器動靜觸頭間電壓有效值，單位kV。ν動觸頭運動速度，單位m/s。Ed斷路器內FS6氣體絕緣強度，單位kV/m。tjc斷路器發生預擊穿的時刻。預擊穿現象見圖2(圖2中，tj為觸頭接觸時刻)。斷路器接到合閘命令後，動觸頭開始向靜觸頭運動。在tjc時刻，電源在斷路器觸頭間施加電壓等於其絕緣擊穿臨界電壓，斷路器動靜觸頭間絕緣氣體擊穿，動、靜觸頭間流過電流。由於擊穿時刻發生在動靜觸頭接觸前，故稱之為斷路器「預擊穿」。斷路器合閘時間補償模型在本發明的斷路器模型中，用基準條件(環境溫度T為20°C，操作電壓為額定值)下實測斷路器合閘時間作為模型斷路器參考合閘時間thj，用一組以基準條件為參考測得的「溫度-合閘時間變化量(T-At)曲線」(參見圖3)，實現對實際工作溫度下斷路器合閘時間的溫度補償。設一組實測「T-At」數值見表5.1.1所示，則利用兩點的直線公式可以獲得實際環境溫度為兩點之間時所需補償的斷路器合閘時間值formulaseeoriginaldocumentpage12(5.1.4)式中Δtbw當斷路器工作環境溫度偏離基準溫度時，需補償的合閘時間。Tl在實際溫度點附近靠近基準溫度點的實測數據點溫度。T2在實際溫度點附近遠離基準溫度點的實測數據點溫度。Δtl與Tl對應的合閘時間補償值。Δt2與T2對應的合閘時間補償值。T斷路器實際工作環境溫度。表5.1.1實測的一組合閘時間補償值tableseeoriginaldocumentpage12同理，可以用一組以基準條件為參考測得的「操作電壓-合閘時間變化量(Ucz-At)曲線」實現實際操作電壓下斷路器合閘時間的電壓補償。設一組實測「Ucz-At」數值見表5.1.2所示，利用兩點的直線公式可以獲得實際操作電壓在已知兩個數據點之間時所需補償的斷路器合閘時間值Atby=Atl+At2旭χ(Ucz-UczV)(5.1.5)Ucz2-Uczl式中Atby當斷路器操作電壓偏離基準電壓時，需補償的合閘時間。Uczl在實際操作電壓值附近靠近額定操作電壓的實測數據點電壓。Ucz2在實際操作電壓值附近遠離額定操作電壓的實測數據點電壓。Atl與Uczl對應的合閘時間補償值。Δt2與Ucz2對應的合閘時間補償值。Ucz斷路器實際操作電壓。表5.1.2與操作電壓有關的一組實測合閘時間補償值tableseeoriginaldocumentpage12當斷路器的實際運行溫度、操作電壓偏離基準值時，本發明的斷路器模型按照式(5.1.6)確定斷路器的合閘時間thz=thj+Δtbw+Δtby(5.1.6)3)儀器使用方法利用《選相合閘測試儀》測試「選相合閘控制器」的試驗接線見圖5.1.5。首先由《選相合閘測試儀》向「選相合閘控制器」輸出試驗電壓信號Uck和「合閘」命令。「選相合閘控制器」接到測試儀發出的「合閘」命令後，根據參考電壓相位和內部設定的選相合閘策略輸出「合A、合B、合C」3個分相合閘命令。接到合閘命令後，《選相合閘測試儀》的斷路器模型模擬斷路器合閘過程和「預擊穿現象」，並輸出3相電流「la、lb、Ic」，使「選相合閘控制器」確定斷路器實際「合閘時刻」，並根據測得的「合閘時刻」完成學習過程。《選相合閘測試儀》具有記錄Ua、la、lb、Ic波形的功能。根據預擊穿發生時刻參考電壓數值，就可以判斷「選相合閘控制器」功能是否正確。《選相合閘測試儀》電路原理圖本發明製作的《選相合閘測試儀》硬體框圖見圖5.2.1，各單元功能如下筆記本電腦實現下述功能1)輸入斷路器模型合閘時間、溫度補償曲線、操作電壓補償曲線，並將數據下裝到工控機。2)輸入環境溫度參數、操作電壓參數，並將數據下裝到工控機。3)輸入試驗電壓、電流參數，並將試驗參數下裝到工控機。4)接受試驗人員輸入的「合閘」命令。5)接收來自工控機的採樣值數據，顯示Ua、la、lb、Ic波形，顯示開關量「合閘、合A、合B、合C」的狀態。試驗人員根據顯示波形中「預擊穿」發生時刻參考電壓瞬時值，即可判斷選相合閘控制器功能是否滿足使用要求。工控機實現下述功能1)將來自筆記本電腦的「斷路器合閘參數」和試驗電壓、電流參數下裝到DSP5402板。2)向DSP5402板轉發來自筆記本電腦的「合閘」命令。3)接收來自DSP5402板的採樣值數據，提供存儲功能，並將採樣值數據上傳到筆記本電腦。DSP5402板實現下述功能1)根據輸入的斷路器合閘參數，實現能模擬預擊穿現象並完成合閘時間溫度補償和操作電壓補償的斷路器模型。2)根據輸入的溫度參數，計算溫度傳感器輸出電流It。3)計算試驗電壓信號Uck(t)即Ua(t)、三相電流信號Ia(t)、Ib(t)、Ic(t)的時間序列，並將其送到對應D/A轉換單元。UckCt)^xUmxsm(Wxt)(5.2.1)/α(0=λ/2χImxsin(wx(t+tjca)+(5.2.2)/6(0=λ/2χImxsin(wx(t+tjcb)+(5.2.3)^)=V2xImxsin(wx(.+^)+|)(5-2.4)式中Um、Im分別是試驗電壓有效值、試驗電流有效值，單位V，A。tjCa、tjCb、tjCC由公式(5.1.3)確定的自最近的電壓過零點開始的A相斷路器、B相斷路器、C相斷路器發生預擊穿的時刻，單位秒。w工頻電信號角頻率，ω=2πf=314.159弧度。Ji常數，Ji=3.14159。t:函數的時間變量。1)接受來自工控機的「合閘」指令，並通過「光電隔離5、繼電器5」將命令送至被試的選相合閘控制器。2)接受來自「光電隔離6」的「合A、合B、合C」命令。3)接收來自「光電隔離1、光電隔離2、光電隔離3、光電隔離4」的瞬時值採樣信號，並將採樣值上送至工控機。A/D轉換1、低通濾波器1、電壓放大器1接收來自DSP5402板的數字量形式輸出電壓Uck(t)的時間序列，將其轉換成隨時間變化的模擬電壓，放大並輸出。電壓轉換1、A/D採樣1、光電隔離1將檢測的電壓信號Uck(t)轉變成最大幅值為5V的電壓信號，將模擬量轉換成數字量，經光電隔離後送到DSP5402板。A/D轉換2、低通濾波器2、電流放大器2接收來自DSP5402板的數字量形式輸出電流Ia(t)的時間序列，將其轉換成隨時間變化的模擬量電流，放大並輸出。電流/電壓轉換2、A/D採樣2、光電隔離2將檢測的電流信號Ia(t)轉變成最大幅值為5V的電壓信號，將模擬量轉換成數字量，經光電隔離後送到DSP5402板。A/D轉換3、低通濾波器3、電流放大器3接收來自DSP5402板的數字量形式輸出電流Ib(t)的時間序列，將其轉換成隨時間變化的模擬量電流，放大並輸出。電流/電壓轉換3、A/D採樣3、光電隔離3將檢測的電流信號Ib(t)轉變成最大幅值為5V的電壓信號，將模擬量轉換成數字量，經光電隔離後送到DSP5402板。A/D轉換4、低通濾波器4、電流放大器4接收來自DSP5402板的數字量形式輸出電流Ic(t)的時間序列，將其轉換成隨時間變化的模擬量電流，放大並輸出。電流/電壓轉換4、A/D採樣4、光電隔離4將檢測的電流信號Ic(t)轉變成最大幅值為5V的電壓信號，將模擬量轉換成數字量，經光電隔離後送到DSP5402板。光電隔離5、繼電器5接收來自DSP5402板的「合閘」命令，經光電隔離後送到被試的選相合閘控制器。光電隔離6接收來自被試選相合閘控制器的「合A、合B、合C」命令，經光電隔離後送到DSP5402板。D/A轉換7、電壓放大器7接收來自DSP5402板的控制命令，輸出試驗用操作電壓。D/A轉換8、電壓/電流轉換8接收來自DSP5402板的數字量信號，轉換成與試驗溫度對應的溫度傳感器電流。使用本發明檢測「選相合閘控制器」的過程使用本發明的方法訓練「選相合閘控制器」時，按照圖7所示步驟進行。工控機中設有用於選相合閘控制器的學習訓練單元a)、將待進行訓練的選相合閘控制器經連線與本測試儀連接；b)、通過筆記本電腦輸入斷路器模型的參考合閘時間，溫度補償曲線以及操作電壓補償曲線，通過筆記本電腦輸入試驗參數試驗電壓Uck以及三相電流Ia、Ib、Ic，並將上述數據下載到工控機；C)、對選相合閘控制器施加試驗電壓；d)、試驗人員通過筆記本電腦發出「合閘」命令；e)、接收選相合閘控制器發出的合A、合B或合C的命令；f)、利用上述公式(3)確定預擊穿發生時刻，預擊穿後，輸出三相電流Ia、Ib、Ic的值；g)、記錄並顯示Uck、la、Ib和Ic的波形；h)、若預擊穿時刻不滿足要求，則返回C步，重新施加試驗電壓；若預擊穿時刻滿足要求，則結束學習訓練過程。經訓練後的「選相合閘控制器」可以在第一次帶實際運行電壓合閘時即具有選相合閘功能。使用本發明的方法檢測「選相合閘控制器」技術功能和性能時，按照圖8所示步驟進行。工控機中設有用於選相合閘控制器的檢測單元a)、將待進行訓練的選相合閘控制器經連線與本測試儀連接；b)、通過筆記本電腦輸入斷路器模型的參考合閘時間，深度補償曲線以及操作電壓補償曲線，通過筆記本電腦輸入試驗參數試驗電壓Uck以及三相電流Ia、Ib、Ic，並將上述數據下載到工控機；C)、對選相合閘控制器施加試驗電壓；d)、試驗人員通過筆記本電腦發出「合閘」命令；e)、接收選相合閘控制器發出的合A、合B或合C的命令；f)、利用上述公式(3)確定預擊穿發生時刻，預擊穿後，輸出三相電流Ia、Ib、Ic的值；g)、記錄並顯示Uck、la、Ib和Ic的波形；h)、判斷選相合閘控制器是否滿足要求；i)、結束檢測。權利要求一種帶有斷路器預擊穿模型的選相合閘測試儀，其特徵是筆記本電腦與工控機經二者的網口連接，工控機與DSP5402板經二者的HPI口連接；筆記本電腦a1)、輸入斷路器模型的參考合閘時間thj、溫度補償曲線、操作電壓補償曲線，並將數據下裝到工控機；b1)、輸入環境溫度T參數、操作電壓參數，並將數據下裝到工控機；c1)、輸入試驗電壓、電流參數，並將試驗參數下裝到工控機；d1)、接受試驗人員輸入的「合閘」命令；e1)、接收來自工控機的採樣值數據，顯示試驗電壓Ua以及三相電流Ia、Ib、Ic波形，顯示開關量「合閘、合A、合B、合C」的狀態，試驗人員根據顯示波形中「預擊穿」發生時刻參考電壓瞬時值，即可判斷選相合閘控制器功能是否滿足使用要求；工控機a2)、將來自筆記本電腦的斷路器合閘參數和試驗電壓、電流參數下裝到DSP5402板；b2)、向DSP5402板轉發來自筆記本電腦的「合閘」命令；c2)、接收來自DSP5402板的採樣值數據，提供存儲功能，並將採樣值數據上傳到筆記本電腦；DSP5402板a3)、根據輸入的斷路器合閘參數，建立能模擬預擊穿現象並完成合閘時間溫度補償和操作電壓補償的斷路器模型；b3)、根據輸入的環境溫度參數，計算溫度傳感器輸出電流It；c3)、計算試驗電壓信號Ua(t)以及三相電流Ia(t)、Ib(t)、Ic(t)的時間序列，並將其送到對應D/A轉換單元；d3)、接受來自工控機的「合閘」指令，並通過第五光電隔離(5)、第五繼電器(5)將命令送至被試的選相合閘控制器；e3)、接受來自第六光電隔離(6)的合A、合B、合C的命令；f3)、接收來自第一光電隔離(1)、第二光電隔離(2)、第三光電隔離(3)、第四光電隔離(4)的瞬時值採樣信號，並將採樣值上送至工控機；還具有第一A/D轉換(1)、第一低通濾波器(1)、第一電壓放大器(1)接收來自DSP5402板的數字量形式輸出電壓Uck(t)的時間序列，將其轉換成隨時間變化的模擬電壓，放大並輸出；第一電壓轉換(1)、第一A/D採樣(1)、第一光電隔離(1)將檢測的電壓信號Uck(t)轉變成最大幅值為5V的電壓信號，將模擬量轉換成數字量，經光電隔離後送到DSP5402板；第二A/D轉換(2)、第二低通濾波器(2)、第二電流放大器(2)接收來自DSP5402板的數字量形式輸出電流Ia(t)的時間序列，將其轉換成隨時間變化的模擬量電流，放大並輸出；第二電流/電壓轉換(2)、第二A/D採樣(2)、第二光電隔離(2)將檢測的電流信號Ia(t)轉變成最大幅值為5V的電壓信號，將模擬量轉換成數字量，經光電隔離後送到DSP5402板；第三A/D轉換(3)、第三低通濾波器(3)、第三電流放大器(3)接收來自DSP5402板的數字量形式輸出電流Ib(t)的時間序列，將其轉換成隨時間變化的模擬量電流，放大並輸出；第三電流/電壓轉換(3)、第三A/D採樣(3)、第三光電隔離(3)將檢測的電流信號Ib(t)轉變成最大幅值為5V的電壓信號，將模擬量轉換成數字量，經光電隔離後送到DSP5402板；第四A/D轉換(4)、第四低通濾波器(4)、第四電流放大器(4)接收來自DSP5402板的數字量形式輸出電流Ic(t)的時間序列，將其轉換成隨時間變化的模擬量電流，放大並輸出；第四電流/電壓轉換(4)、第四A/D採樣(4)、第四光電隔離(4)將檢測的電流信號Ic(t)轉變成最大幅值為5V的電壓信號，將模擬量轉換成數字量，經光電隔離後送到DSP5402板；第五光電隔離(5)、第五繼電器(5)接收來自DSP5402板的「合閘」命令，經光電隔離後送到被試的選相合閘控制器；第六光電隔離(6)接收來自被試選相合閘控制器的「合A、合B、合C」命令，經光電隔離後送到DSP5402板；第七D/A轉換(7)、第七電壓放大器(7)接收來自DSP5402板的控制命令，輸出試驗用操作電壓；第八D/A轉換(8)、第八電壓/電流轉換(8)接收來自DSP5402板的數字量信號，轉換成與試驗溫度對應的溫度傳感器電流。2.根據權利要求1所述選相合閘測試儀，其特徵是所述al中的斷路器模型為thz=thj+Atbw+Atby,式中，thz為斷路器的實際合閘時間；thj為模型斷路器參考合閘時間，它是用基準條件即環境溫度T為20°C，操作電壓為斷路器額定值時實測所得斷路器合閘時間；Atbw當斷路器工作環境溫度偏離基準溫度時，需補償的合閘時間；Atby當斷路器操作電壓偏離基準電壓時，需補償的合閘時間；其中，formulaseeoriginaldocumentpage3(1)式中tl在實際溫度點附近靠近基準溫度點的實測數據點溫度；t2在實際溫度點附近遠離基準溫度點的實測數據點溫度；Atl與T1對應的合閘時間補償值；At2與T2對應的合閘時間補償值；T斷路器實際工作環境溫度；formulaseeoriginaldocumentpage3(2)式中Uczl在實際操作電壓值附近靠近額定操作電壓的實測數據點電壓；Ucz2在實際操作電壓值附近遠離額定操作電壓的實測數據點電壓；Atl與Uczl對應的合閘時間補償值；At2與Ucz2對應的合閘時間補償值；Ucz:斷路器實際操作電壓；所述DSP5402板的C3中按下式計算試驗電壓信號Ua(t)和三相電流Ia(t)、Ib(t)、Ic(t)的時間序列formulaseeoriginaldocumentpage4式中Um、Im分別是試驗電壓有效值、試驗電流有效值，單位V，A；tjca、tjcb、tjcc由下述公式(3)確定的自最近的電壓過零點開始的A相斷路器、B相斷路器、C相斷路器發生預擊穿的時刻，單位秒；工頻電信號角頻率、弧度；31常數，31=3.14159；t函數的時間變量；formulaseeoriginaldocumentpage4(3)式中thz實際環境溫度、操作電壓下，斷路器合閘時間；t時間參數。斷路器動觸頭開始運動的時刻設定為「t=0」，t的取值範圍為0-thz，單位秒；e斷路器接到合閘命令時刻，動、靜觸頭承受工頻電壓的相位角；w正弦電壓的角頻率。w=2X3.14159Xf，f=50Hz；Um斷路器動靜觸頭間電壓有效值，單位kV；v動觸頭運動速度，單位m/s；Ed斷路器內FS6氣體絕緣強度，單位kV/m；tjc斷路器發生預擊穿的時刻。3.—種如權利要求1所述選相合閘測試儀，用於對選相合閘控制器進行學習訓練的方法，其特徵是按以下步驟進行a)、將待進行訓練的選相合間控制器經連線與本測試儀連接；b)、通過筆記本電腦輸入斷路器模型的參考合閘時間，溫度補償曲線以及操作電壓補償曲線，通過筆記本電腦輸入試驗參數試驗電壓Uck以及三相電流Ia、Ib、Ic，並將上述數據下載到工控機；c)、對選相合間控制器施加試驗電壓；d)、試驗人員通過筆記本電腦發出「合閘」命令；e)、接收選相合閘控制器發出的「合A、合B或合C」的命令；f)、利用上述公式(3)確定預擊穿發生時刻，預擊穿後，輸出三相電流la、lb、Ic的值；g)、記錄並顯示Uck、la、lb和Ic的波形；h)、若預擊穿時刻不滿足要求，則返回C步，重新施加試驗電壓；若預擊穿時刻滿足要求，則結束學習訓練過程。4.一種如權利要求1所述選相合間測試儀，用於對選相合間控制器進行檢測的方法，其特徵是按以下步驟進行a)、將待進行訓練的選相合間控制器經連線與本測試儀連接；b)、通過筆記本電腦輸入斷路器模型的參考合閘時間，深度補償曲線以及操作電壓補償曲線，通過筆記本電腦輸入試驗參數試驗電壓Uck以及三相電流Ia、Ib、Ic，並將上述數據下載到工控機；c)、對選相合間控制器施加試驗電壓；d)、試驗人員通過筆記本電腦發出「合閘」命令；e)、接收選相合閘控制器發出的合A、合B或合C的命令；f)、利用上述公式(3)確定預擊穿發生時刻，預擊穿後，輸出三相電流la、lb、Ic的值；g)、記錄並顯示Uck、la、lb和Ic的波形；h)、判斷選相合閘控制器是否滿足要求；i)、結束檢測。全文摘要一種帶有斷路器預擊穿模型的選相合閘測試儀，主要由筆記本電腦、工控機以及DSP5402板組成。本發明提出了用於對選相合閘控制器進行測試的斷路器模型，它能模擬斷路器合閘過程及斷口預擊穿現象，模擬溫度變化和電壓變壓對斷路器合閘時間的影響。本發明選相合閘測試儀可以用做選相合閘模擬器的輔助學習工具，使其完成了預學習過程，使其在第一次正式使用時就滿足設計要求，避免對無功補償電容器造成湧流衝擊，同時，本發明還用於選相合閘控制器的性能檢測。文檔編號G01R31/327GK101825672SQ201010171528公開日2010年9月8日申請日期2010年5月13日優先權日2010年5月13日發明者劉明忠,向前,甄威,陳向宜申請人:四川電力試驗研究院