【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统三维仿真领域，特别涉及具有电气特性仿真的虚拟继电保护测试仪。
技术介绍
1、电力系统的继电保护装置担负着电力系统安全运行的重要职责。对其定期进行全面调试、校验，是其正常运行的重要保证。随着电网规模的不断扩大以及新型保护装置不断投入使用，保护人员的设备调试任务和技能学习任务越加繁重，各地都在积极探索一种新的“数字化培训”模式，满足广大继电保护人员岗位技能“快速学习、深度学习”的需要。
2、目前市场上的虚拟继电保护测试仪，只包含面板的按键、功能菜单、液晶屏、指示灯操作过程仿真以及接线端子的物理仿真，不包含电气特性仿真，仅能够满足学员认知培训的需要，但不能任意的设置输出故障电压电流和开关量，以及不能满足学员对故障诊断技能培训的需要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供具有电气特性仿真的虚拟继电保护测试仪，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：具有电气特性仿真的虚拟继电保护测试仪，所述虚拟继电保护测试仪包括扫描拍照单元、三维建模单元、电气特性全仿真单元、电气特征输出单元和信号接收单元；
3、所述扫描拍照单元用于继电保护测试仪的扫描和拍照，所述拍照的特征包括控制面板特征、输入和输出接口特征、电源单元特征、测试模块特征以及保护装置模拟器特征；
4、所述三维建模单元通过三维建模软件3dmax将扫描拍摄得到的虚拟继电保护测试仪的特征进行三维建模；
5、所述电气特性全
6、所述电气特征输出单元用于输出各种故障特征的三相电流和三相电压；
7、所述信号接收单元用于接收保护装置输出的开关量信号。
8、优选的，所述三维建模的特征包括继电保护测试仪面板的按键、功能菜单、液晶屏、指示灯操作过程以及接线端子。
9、优选的，所述三维建模出的继电保护测试仪用于接受面板的按键和功能菜单的输入指令，并通过仿真算法设计，模拟各个接线端子，输出各种故障电流电压和开关量信号，所述信号包括单相接地、两相短路接地和三相短路。
10、优选的，所述继电保护测试仪的仿真算法包括过载仿真算法、短路仿真算法、地故障仿真算法、涌浪仿真算法、频率偏差仿真算法和谐波仿真算法。
11、优选的，所述过载仿真算法用于模拟电力系统中的过载情况，所述短路仿真算法用于模拟电力系统中的短路情况，所述地故障仿真算法用于模拟电力系统中的地故障情况，所述涌浪仿真算法用于模拟电力系统中的电压涌浪或暂态，所述频率偏差仿真算法用于模拟电力系统中频率的变化，并测试继电保护装置对频率偏差的响应，所述谐波仿真算法用于模拟电力系统中的谐波扰动。
12、优选的，所述过载仿真算法表示为；
13、i(t)＝i_base+k*t (1)；
14、其中，i(t)表示时间t处的电流值，i_base表示基本电流值，k表示斜率参数；
15、所述短路仿真算法表示为；
16、i(t)＝i_base+a*exp(-b*t) (2)；
17、其中，i(t)表示时间t处的电流值，i_base表示基本电流值，a表示振幅参数，b表示衰减参数；
18、所述地故障仿真算法和涌浪仿真算法均表示为；
19、v(t)＝v_base+a*sin(2πft) (3)；
20、其中，v(t)表示时间t处的电压值，v_base表示基本电压值，a表示振幅参数，f表示频率参数；
21、所述频率偏差仿真算法表示为；
22、f(t)＝f_base+δf*sin(2πft) (4)；
23、其中，f(t)表示时间t处的频率值，f_base表示基本频率值，δf表示频率偏差参数。
24、优选的，所述过载仿真算法通过逐渐增加电流负载，以检验继电保护装置是否能够正确识别和响应过载条件，所述短路仿真算法通过模拟电流突然增加来测试继电保护装置的速断性能。
25、优选的，所述信号接收单元用于接收保护装置的开关量信号，并根据接收到的保护装置的开关量信号，调整本身输出的交流电压和电流信号，用以配合继电保装置的调试。
26、优选的，所述电气特征输出单元用于输出任意故障电流和电压信号，并通过液晶屏进行实时显示。
27、本专利技术的技术效果和优点：
28、本虚拟继电保护测试仪通过对实际继电保护测试仪内部算法、实际物理连接端子的混合仿真，有效地解决了实际继电保护测试仪电气特性仿真问题，从而可很好地满足学员对“虚拟保护装置”故障诊断技能培训的需要。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.具有电气特性仿真的虚拟继电保护测试仪，其特征在于，所述虚拟继电保护测试仪包括扫描拍照单元、三维建模单元、电气特性全仿真单元、电气特征输出单元和信号接收单元；
2.根据权利要求1所述的具有电气特性仿真的虚拟继电保护测试仪，其特征在于，所述三维建模的特征包括继电保护测试仪面板的按键、功能菜单、液晶屏、指示灯操作过程以及接线端子。
3.根据权利要求2所述的具有电气特性仿真的虚拟继电保护测试仪，其特征在于，所述三维建模出的继电保护测试仪用于接受面板的按键和功能菜单的输入指令，并通过仿真算法设计，模拟各个接线端子，输出各种故障电流电压和开关量信号，所述信号包括单相接地、两相短路接地和三相短路。
4.根据权利要求3所述的具有电气特性仿真的虚拟继电保护测试仪，其特征在于，所述继电保护测试仪的仿真算法包括过载仿真算法、短路仿真算法、地故障仿真算法、涌浪仿真算法、频率偏差仿真算法和谐波仿真算法。
5.根据权利要求4所述的具有电气特性仿真的虚拟继电保护测试仪，其特征在于，所述过载仿真算法用于模拟电力系统中的过载情况，所述短路仿真算法用于模拟电力系统
6.根据权利要求5所述的具有电气特性仿真的虚拟继电保护测试仪，其特征在于，所述过载仿真算法表示为；
7.根据权利要求5所述的具有电气特性仿真的虚拟继电保护测试仪，其特征在于，所述过载仿真算法通过逐渐增加电流负载，以检验继电保护装置是否能够正确识别和响应过载条件，所述短路仿真算法通过模拟电流突然增加来测试继电保护装置的速断性能。
8.根据权利要求1所述的具有电气特性仿真的虚拟继电保护测试仪，其特征在于，所述信号接收单元用于接收保护装置的开关量信号，并根据接收到的保护装置的开关量信号，调整本身输出的交流电压和电流信号，用以配合继电保装置的调试。
9.根据权利要求2所述的具有电气特性仿真的虚拟继电保护测试仪，其特征在于，所述电气特征输出单元用于输出任意故障电流和电压信号，并通过液晶屏进行实时显示。
...【技术特征摘要】
1.具有电气特性仿真的虚拟继电保护测试仪，其特征在于，所述虚拟继电保护测试仪包括扫描拍照单元、三维建模单元、电气特性全仿真单元、电气特征输出单元和信号接收单元；
2.根据权利要求1所述的具有电气特性仿真的虚拟继电保护测试仪，其特征在于，所述三维建模的特征包括继电保护测试仪面板的按键、功能菜单、液晶屏、指示灯操作过程以及接线端子。
3.根据权利要求2所述的具有电气特性仿真的虚拟继电保护测试仪，其特征在于，所述三维建模出的继电保护测试仪用于接受面板的按键和功能菜单的输入指令，并通过仿真算法设计，模拟各个接线端子，输出各种故障电流电压和开关量信号，所述信号包括单相接地、两相短路接地和三相短路。
4.根据权利要求3所述的具有电气特性仿真的虚拟继电保护测试仪，其特征在于，所述继电保护测试仪的仿真算法包括过载仿真算法、短路仿真算法、地故障仿真算法、涌浪仿真算法、频率偏差仿真算法和谐波仿真算法。
5.根据权利要求4所述的具有电气特性仿真的虚拟继电保护测试仪，其特征在于，所述过载仿真算法用于模拟电力系统中的过载情况，所述短路仿真算法用于模拟电力系统中...
【专利技术属性】
技术研发人员：张艺，张天龙，范继锋，杨坤，张智文，何世雄，王平，李智，李中为，张伟，张磊，王柯，陈鹏，陈杰，王群，张彦斌，杨建中，苗春，经权，苏日娜，
申请(专利权)人：内蒙古电力集团有限责任公司乌海超高压供电分公司，
类型：发明
国别省市：
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