一种基于数字孪生的模拟断路器制造技术

本发提出一种基于数字孪生的模拟断路器，包括上位机和下位机，所述下位机电连接有开入模块、开出模块和A/D采样模块，所述上位机与下位机通讯连接，所述上位机用于生成编程逻辑并将编程逻辑输送到下位机，还用于识别和监控下位机的编程逻辑，所述下位机接收上位机输送的编程逻辑，将开入模块采集的脉冲信号和A/D采样模块采集的电流信号输入到编程逻辑得到开出信号，开出模块根据开出信号开出位置节点信号和信号回路信号。本发明专利技术以尽可能的模拟断路器的一次回路，也可以将模型传至后台，在计算机上联合起来进行仿真。亦可以嵌入到其它系统中进行联合仿真。中进行联合仿真。中进行联合仿真。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的模拟断路器


[0001]本专利技术涉及断路器
，尤其是一种基于数字孪生的模拟断路器。

技术介绍

[0002]断路器是电力系统中最常见的设备，二次系统的测控、保护装置都是通过来控制断路器来实现电力系统的遥控分合闸、保护跳合闸功能。因此，在电力系统二次联调测试时，往往需要对开关进行联合调试，以满足包括储能、防跳在内的时序配合、阻抗配合，验证保护、测控、操作箱与一次开关的集成方案是否可行。
[0003]但是一台真正的断路器往往价格昂贵，分合次数有限，且体积巨大，不可能使用真实断路器在培训项目中进行测试，因此，研究一款模拟断路器装置就显得较为重要。
[0004]传统的断路器模拟装置，仅仅关注于实现简单的分合闸功能以及指示，而对相应的信号、防跳、闭锁回路、跳合闸电阻、跳合闸电流回路关注较少。而模拟断路器也一般为单装置，难以与大型仿真系统进行联合仿真、调试。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决了传统的断路器模拟装置难以与大型仿真系统进行联合仿真、调试的问题，提出一种基于数字孪生的模拟断路器，以尽可能的模拟断路器的一次回路，也可以将模型传至后台，在计算机上联合起来进行仿真。亦可以嵌入到其它系统中进行联合仿真。
[0006]为实现上述目的，提出以下技术方案：
[0007]一种基于数字孪生的模拟断路器，包括上位机和下位机，所述下位机电连接有开入模块、开出模块和A/D采样模块，所述上位机与下位机通讯连接，所述上位机用于生成编程逻辑并将编程逻辑输送到下位机，还用于识别和监控下位机的编程逻辑，所述下位机接收上位机输送的编程逻辑，将开入模块采集的脉冲信号和A/D采样模块采集的电流信号输入到编程逻辑得到开出信号，开出模块根据开出信号开出位置节点信号和信号回路信号。
[0008]本专利技术利用编程逻辑对断路器进行仿真，根据采集的脉冲信号和电流信号输出断路器对应的开出信号，替代了断路器本体，能够降低在培训项目测试中的成本，同时可以利用上位机与大型仿真系统进行联合仿真、调试，适用范围更加广泛。
[0009]作为优选，所述下位机电连接有电源模块、存储模块和交互模块，所述电源模块用于为下位机供电，所述存储模块用于存储编程逻辑及下位机用于测试时的测试数据，所述交互模块用于下位机和操作员进行人机交互。
[0010]本专利技术设置了存储模块和交互模块满足了下位机离线运行的条件，由于模拟断路器的体积相对真正的断路器要小，本专利技术的模拟断路器方便运输移动，脱机运行为其转移提供了条件。
[0011]作为优选，所述交互模块为触摸屏。触摸屏对位置信号，信号节点、内部节点的状态进行查看与修改，或根据需显示为气压表，如(SF6压力值)、储能电机是否故障、储能电源是否合上。
[0012]作为优选，所述脉冲信号包括合闸脉冲和分闸脉冲。
[0013]作为优选，所述电流信号包括分闸电流和合闸电流。
[0014]作为优选，所述上位机与下位机之间连接有通讯控制模块，所述通讯控制模块用于控制上位机与下位机之间的信息交换。
[0015]作为优选，所述编程逻辑包括断路器仿真逻辑和信号逻辑，所述断路器仿真逻辑用于模拟断路器工作原理，所述信号逻辑用于反馈模拟断路器的状态。
[0016]作为优选，所述断路器仿真逻辑包括：
[0017]单相分闸逻辑：开关位置在合位，且检测到某相上的分闸脉冲，且分闸脉冲大于指定时间，或且该相分闸电流大于指定值或分闸电流、该相分闸电流的平方对时间积分大于某个阈值，且该相开关处于非分闸闭锁态时，经指定延时后，该相开关跳开，并设置分合闸位置节点状态，并根据逻辑，开放信号节点开出；
[0018]单相合闸逻辑：开关位置在分位，且检测到某相上的合闸脉冲且合闸脉冲大于某个指定时间，或且该相合闸电流大于指定值或该相合闸电流、该相合闸电流的平方对时间积分大于某个阈值，且该相开关处于非合闸闭锁态时，经指定延时后，该相开关合上，并设置分合闸位置节点状态，并根据逻辑，开放信号节点开出；
[0019]合闸闭锁逻辑：SF6气压低于某个阈值或者合闸弹簧未储能或者合闸线圈在故障态时闭锁合闸回路；
[0020]分闸闭锁逻辑：SF6气压低于某个阈值或者分闸弹簧未储能或者分闸线圈在故障态时闭锁分闸回路；
[0021]分闸弹簧储能逻辑和合闸弹簧储能逻辑根据所选择开关特性而定。
[0022]作为优选，所述信号逻辑根据控制回路、弹簧储能、闭锁状态，报相应弹簧未储能、控制回路断线、闭锁状态。
[0023]本专利技术的有益效果是：本专利技术利用编程逻辑对断路器进行仿真，根据采集的脉冲信号和电流信号输出断路器对应的开出信号，替代了断路器本体，能够降低在培训项目测试中的成本，同时可以利用上位机与大型仿真系统进行联合仿真、调试，适用范围更加广泛。
附图说明
[0024]图1是实施例的系统结构简图。
具体实施方式
[0025]实施例：
[0026]本实施例提出一种基于数字孪生的模拟断路器，参考图1，包括上位机和下位机，上位机与下位机之间连接有通讯控制模块，通讯控制模块用于控制上位机与下位机之间的信息交换。下位机电连接有开入模块、开出模块和A/D采样模块，上位机用于生成编程逻辑并将编程逻辑输送到下位机，还用于识别和监控下位机的编程逻辑，下位机接收上位机输送的编程逻辑，将开入模块采集的脉冲信号和A/D采样模块采集的电流信号输入到编程逻辑得到开出信号，开出模块根据开出信号开出位置节点信号和信号回路信号。
[0027]编程逻辑包括断路器仿真逻辑和信号逻辑，断路器仿真逻辑用于模拟断路器工作
原理，信号逻辑用于反馈模拟断路器的状态。
[0028]断路器仿真逻辑包括：
[0029]单相分闸逻辑：开关位置在合位，且检测到某相上的分闸脉冲，且分闸脉冲大于指定时间，或且该相分闸电流大于指定值或分闸电流、该相分闸电流的平方对时间积分大于某个阈值，且该相开关处于非分闸闭锁态时，经指定延时后，该相开关跳开，并设置分合闸位置节点状态，并根据逻辑，开放信号节点开出；
[0030]单相合闸逻辑：开关位置在分位，且检测到某相上的合闸脉冲且合闸脉冲大于某个指定时间，或且该相合闸电流大于指定值或该相合闸电流、该相合闸电流的平方对时间积分大于某个阈值，且该相开关处于非合闸闭锁态时，经指定延时后，该相开关合上，并设置分合闸位置节点状态，并根据逻辑，开放信号节点开出；
[0031]合闸闭锁逻辑：SF6气压低于某个阈值或者合闸弹簧未储能或者合闸线圈在故障态时闭锁合闸回路；
[0032]分闸闭锁逻辑：SF6气压低于某个阈值或者分闸弹簧未储能或者分闸线圈在故障态时闭锁分闸回路；
[0033]分闸弹簧储能逻辑和合闸弹簧储能逻辑根据所选择开关特性而定。
[0034]信号逻辑根据控制回路、弹簧储能、闭锁状态，报相应弹簧未储能、控制回路断线、闭锁状态。
[0035]下位机电连接有电源模块、存储模块和交互模块，电源模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的模拟断路器，其特征是，包括上位机和下位机，所述下位机电连接有开入模块、开出模块和A/D采样模块，所述上位机与下位机通讯连接，所述上位机用于生成编程逻辑并将编程逻辑输送到下位机，还用于识别和监控下位机的编程逻辑，所述下位机接收上位机输送的编程逻辑，将开入模块采集的脉冲信号和A/D采样模块采集的电流信号输入到编程逻辑得到开出信号，开出模块根据开出信号开出位置节点信号和信号回路信号。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的模拟断路器，其特征是，所述下位机电连接有电源模块、存储模块和交互模块，所述电源模块用于为下位机供电，所述存储模块用于存储编程逻辑及下位机用于测试时的测试数据，所述交互模块用于下位机和操作员进行人机交互。3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的模拟断路器，其特征是，所述交互模块为触摸屏。4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的模拟断路器，其特征是，所述脉冲信号包括合闸脉冲和分闸脉冲。5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的模拟断路器，其特征是，所述电流信号包括分闸电流和合闸电流。6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的模拟断路器，其特征是，所述上位机与下位机之间连接有通讯控制模块，所述通讯控制模块用于控制上位机与下位机之间的信息交换。7.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的模拟断路器，其特征是，所述编...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐辉，吴立文，费丽强，卢思瑶，张嘉文，周健，蒋政，吴侃，沈熙辰，朱胜辉，朱烨，杨小立，汤晓石，穆国平，杨林，周刚，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司，
类型：发明
国别省市：