用于行波故障检测器的测试系统技术方案

本文公开了用于将行波信号施加于电力系统信号以用于测试故障检测器的测试装置。故障检测器可以被配置成通过控制行波信号的定时来模拟特定位置处的故障。测试装置可以被配置成施加多个行波信号，以测试由故障检测器确定的故障位置的准确度。测试装置可以被配置成确定故障检测器的计算准确度。测试装置可以将行波信号施加于模拟在电力输送系统上的电信号的信号。测试装置可以用于测试故障检测器使用行波或增量来检测故障的能力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于行波故障检测器的测试系统
本公开涉及用于行波故障检测器的测试系统。更具体地说，本公开涉及用于产生和注入表示用于测试行波故障检测器的行波的信号的系统。附图简述参照附图对本公开的非限制性和非穷举性实施例进行了描述，包括本公开的各个实施例，在附图中：图1A示出了符合本公开的某些实施例的包括能够检测行波的保护系统的电力输送系统的简化单线图。图1B示出了图1A所示的电力输送系统的简化单线图，其中，传输线上的行波由符合本公开的某些实施例的行波测试系统来模拟。图2示出了符合本公开的某些实施例的、用于检测电力输送系统上的行波的装置的简化框图。图3示出了符合本公开的某些实施例的在行波事件期间的三个电相位的电流值的曲线图。图4示出了符合本公开的某些实施例的被配置成生成测试信号并将行波信号发射(launch)到故障检测器200的测试装置402。图5示出了符合本公开的某些实施例的与行波检测器通信的行波测试装置的功能框图。图6示出了符合本公开的某些实施例的用于测试多个行波检测器的系统。图7示出了符合本公开的某些实施例的用于使用信号发生器产生和注入行波信号的电路图。图8示出了符合本公开的某些实施例的使用放大器与行波检测器通信的行波测试装置的功能框图。详细描述电力输送系统的保护受益于快速、安全、可靠的故障检测。智能电子设备(“IED”)经常用于检测电力输送系统上的状况，并且响应于检测到的状况而采取保护动作。大多数保护原理是基于电压和电流的基频分量。正弦量的准确测量通常采取一个循环。这种IED可以使用电流信号发生器来测试，该电流信号发生器被配置成输出表示在电力输送系统上可能存在的电流信号的信号。例如，这种发生器可以被配置成输出表示电力输送系统的60Hz电流波形的60Hz电流波形。信号发生器还可以被配置成通过生成表示过电流状况的电流波形的变化来模拟故障状况；然而，这种信号发生器通常不生成表示行波的信号。高速保护设备可以响应于高频信号分量，其可用于检测故障并实现各种优势。例如，诸如风能和太阳能的某些非传统能源通过电力电子接口连接到电力系统。因此，这些源通常具有很小的惯性或没有惯性。它们的控制算法针对网路故障条件对转换器进行保护。因此，这些源产生了电压和电流，这对针对具有同步发电机的网络开发的一些保护原理构成了挑战。相反，被配置为响应于高频信号分量的高速保护设备较少依赖于源而更多依赖于网络本身。因此，这样的继电器可以在非传统源附近的应用中是有用的。与本公开一致的各种实施例可对行波(TW)进行分析，以辅助故障的检测。当故障发生在电力系统中时，行波从故障处发射并以接近光速的速度向外行进。行波根据总线和其他不连续性的特性阻抗而被它们反射。在故障的初始阶段，电力系统的行为类似分布式参数网络。因此，行波可由传播速度、反射和传输系数以及线路特性阻抗来描述。与本公开的某些实施例一致的，使用行波检测算法，高速继电器可以能够在小于1毫秒内检测故障并启动校正动作。在本文中公开的各种元件可以使用高速采样系统和用于滤波、积分、比较、定时器和逻辑操作的高速系统来实现，以改善这种元件的响应时间。目前有几种IED可用于检测电力输送系统上的行波。这种IED对不是由传统的IED测试设备生成的高频信号分量进行响应。可操作以生成表示行波的信号的测试系统可以提供对这种IED的可靠测试以及这种IED的运行的改进，以进一步改善这种IED的速度或可靠性。本文描述的是用于测试行波检测器(诸如，行波检测IED)的系统的各种实施例。本文描述的系统可以被配置成产生和注入表示电力输送系统上行波的信号。此外，这种系统可以用于测试被配置成用于电力分配的故障检测或电力分配的保护的目的而检测行波的系统(诸如，IED)的响应。通过参照附图将最好地理解本公开的实施例，其中通篇相似的部分由相似的数字标记。将容易理解的是，如在本文中的附图中一般性地描述和图示的，所公开的实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，本公开的系统和方法的实施例的以下详细的描述不旨在限制本公开所要求保护的范围，而是仅代表本公开的可能实施例。另外，除非另有说明，方法的步骤不一定需要按照任何特定的顺序或甚至依次序地执行，也不需要步骤仅执行一次。在一些情况下，众所周知的特征、结构或操作没有被详细示出或描述。此外，所描述的特征、结构或操作可以以任何合适的方式组合在一个或更多个实施例中。还将容易理解的是，如在本文中的附图中一般性地描述和图示的实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。所描述的实施例的几个方面将作为软件模块或组件来说明。如本文中所使用的，软件模块或组件可包括位于存储设备内和/或作为电子信号通过系统总线或者有线或无线网络传输的任何类型的计算机指令或计算机可执行代码。例如，软件模块或组件可包括计算机指令的一个或更多个物理块或逻辑块，其可被组织为例程、程序、对象、组件、数据结构等，其执行一个或更多个任务或实现特定的抽象数据类型。在某些实施例中，特定的软件模块或组件可包括被储存在存储设备的不同位置中的不同指令，其共同实现模块的所描述的功能。事实上，模块或组件可包括单一指令或许多指令，并且可以分布在几个不同的代码段上、分布在不同的程序之间以及跨几个存储设备分布。一些实施例可在分布式计算环境中实践，其中任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行。在分布式计算环境中，软件模块或组件可位于本地存储器储存设备和/或远程存储器储存设备中。另外，在数据库记录中绑定或呈现在一起的数据可驻留在相同的存储设备中或跨几个存储设备驻留，并且可以跨网络在数据库中的记录字段中链接在一起。实施例可作为计算机程序产品提供，包括具有在其上所储存的指令的机器可读介质，该指令可用于对计算机(或其他电子装置)编写程序以执行本文中所描述的过程。机器可读介质可包括，但不限于，硬盘、软盘、光盘、CD-ROM、DVD-ROM、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、固态存储装置、或适用于存储电子指令的其他类型的媒介/机器可读介质。图1A示出了用于使用本文中进一步描述的时域原理和元件来对故障的位置进行检测和计算的系统100的框图。系统100可包括生成系统、传送系统、分配系统和/或类似的系统。系统100包括导体106，诸如连接两个节点的传输线路，该两个节点被图示为本地终端112和远程终端114。本地终端112和远程终端114可以是分别由发电机116和118供给的传输系统中的总线。尽管为了简单起见以单线路形式来图示，但系统100可以是多相系统，诸如三相电力输送系统。虽然其他IED也可用于监控系统的其他位置，但系统100由在系统的两个位置处的IED102和104监控。如本文中所使用的，IED(诸如IED102和104)可指监控、控制、自动化和/或保护系统100内的受监控的装备的任何基于微处理器的设备。例如，这样的设备可包括远程终端单元、差动继电器、距离继电器、方向继电器、馈电继电器、过电流继电器、电压调节器控件、电压继电器、断路器故障继电器、发电机继电器、电动机继电器、自动化控制器、间隔控制器、计量表、自动开关控件、通信处理器、计算平台、可编程逻辑控制器(PLC)、可编程自动化控制器、输入和输出模块等等。术语IED可用于描述单个IED或包括多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种行波测试系统，其被配置成测试第一高速电力系统故障检测器和第二高速电力系统故障检测器，包括：刺激发生器，所述刺激发生器被配置成生成电力系统中的信号的表示；行波测试系统，所述行波测试系统被配置成生成由模拟故障生成的、待施加到所述信号的所述行波的多个表示，所述行波测试系统包括：输入端，所述输入端被配置成接收用于控制所述行波的多个表示被施加于所述信号的时间的信号；输出控制器，所述输出控制器被配置成基于所述输入端来控制将所述行波的多个表示的表示施加于所述信号；耦合器，所述耦合器被配置成将所述行波的多个表示施加于所述信号；以及极性模块，所述极性模块被配置成控制所述行波的多个表示的极性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.13 US 62/240,6081.一种行波测试系统，其被配置成测试第一高速电力系统故障检测器和第二高速电力系统故障检测器，包括：刺激发生器，所述刺激发生器被配置成生成电力系统中的信号的表示；行波测试系统，所述行波测试系统被配置成生成由模拟故障生成的、待施加到所述信号的所述行波的多个表示，所述行波测试系统包括：输入端，所述输入端被配置成接收用于控制所述行波的多个表示被施加于所述信号的时间的信号；输出控制器，所述输出控制器被配置成基于所述输入端来控制将所述行波的多个表示的表示施加于所述信号；耦合器，所述耦合器被配置成将所述行波的多个表示施加于所述信号；以及极性模块，所述极性模块被配置成控制所述行波的多个表示的极性。2.根据权利要求1所述的行波测试系统，其中，所述行波测试系统还被配置成在所述行波的多个表示中的每个表示之间施加延迟。3.根据权利要求2所述的行波测试系统，其中，在所述多个表示中的每个表示之间的延迟是基于模拟的故障位置而确定的。4.根据权利要求1所述的行波测试系统，还包括与所述输入端通信的用户界面模块，所述用户界面模块被配置成接收来自用户的关于所述行波的多个表示施加于所述信号的时间的指令。5.根据权利要求1所述的行波测试系统，其中，所述行波的多个表示包括对于初始波前的至少一个反射。6.根据权利要求1所述的行波测试系统，还包括：电压输出端，所述电压输出端被配置成向所述故障检测器的电压输入端提供所述行波的多个表示中的第一子集；以及电流输出端，所述电流输出端被配置成向所述故障检测器的电流输入端提供所述行波的多个表示中的第二子集。7.一种被配置成测试至少一个高速电力系统故障检测器的装置，所述装置包括：刺激发生器，所述刺激发生器被配置成生成电力系统中的信号的表示；行波测试系统，所述行波测试系统被配置成生成将要施加于所述信号的行波的表示；以及输出控制器，所述输出控制器与所述刺激发生器和所述行波测试系...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·E·怀特黑德，托尼·J·李，扎卡里·金·谢菲尔德，特蕾西·G·温德利，
申请(专利权)人：施瓦哲工程实验有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US