面向电磁式互感器的智能变电站分布式测试系统研制

摘要

随着国家提出建设坚强智能电网的宏伟目标，智能变电站也得到了快速发展机遇，同时针对智能变电站二次系统的调试方法出现了重大缺陷，即缺乏二次系统整体性能调试。于是，2011年四川电力科学研究院和电子科技大学共同提出了智能变电站全场景试验方法，即智能变电站二次系统的整体性能测试方法，弥补了针对二次系统完整性测试的缺陷，进而又研制了面向电子式互感器的二次系统整体性能测试系统。然而在电子式互感器的使用过程中，各地智能变电站相继发现诸多问题，严重地影响其大面积推广应用，因此国家电网总公司转而采用电磁式互感器+合并单元的模式，保持合并单元后级的数字光纤化结构不变。所以为了加快智能变电站二次系统的调试速度，拓展全场景试验方法的使用范围，研制面向电磁式互感器的分布式测试系统迫在眉睫。
　　分布式测试系统采用主终端+子终端的设计模式，利用电磁暂态仿真、多间隔同步注入及无线组网等技术，通过模拟电磁式互感器的输出，实现对二次系统的联合试验。该系统是由电磁暂态仿真平台、同步对时主终端、模拟电磁式互感器子终端、开关量采集器、无线传输网络五部分组成。本文简略介绍同步对时主终端的设计与实现，重点叙述分布式测试系统无线同步支撑技术的论证和模拟电磁式互感器子终端设计与实现。
　　在论述无线同步支撑技术章节中，主要叙述了无线传输网络的设计、系统时钟原理的设计，然后介绍了同步对时和守时实验，进而验证无线传输网络和系统时钟设计的正确性；在介绍同步对时主终端中，主要从硬件和软件两方面实现了主终端的总体方案设计；在介绍模拟电磁式互感器子终端中，首先提出了子终端的总体方案设计，然后从软件和硬件两方面分别叙述设计过程，最后完成了子终端性能测试实验，进而提出子终端的出厂调试，并给出具体调试过程；本课题在红星110KV智能变电站完成了现场试验，通过对进线不同区段的故障试验和变压器区内故障试验，充分说明该实验系统具备强大的现场试验能力。
　　在本文的最后总结了本课题所做的工作，以及对课题的后续研究做了展望。

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第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3课题的主要研究内容

1.4论文结构安排

第二章分布式测试系统无线同步支撑技术研究

2.1无线传输网络的搭建

2.2时钟系统设计

2.3同步对时和守时实验

2.4本章小结

第三章同步对时主终端的设计与实现

3.1主终端的总体方案设计

3.2主终端的硬件设计

3.3主终端的软件设计

3.4本章小结

第四章模拟电磁式互感器子终端的设计与实现

4.1子终端总体方案设计

4.2子终端硬件设计

4.3子终端软件实现

4.4 子终端出厂调试

4.5子终端性能测试

4.6本章小结

第五章分布式测试系统现场试验

5.1现场试验环境

5.2现场试验对象

5.3现场试验内容

5.4现场试验结论

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录A 子终端性能测试仪器列表

附录B红星110KV变电站现场试验场景

附录C 现场试验流程图

攻硕期间取得的研究成果