[发明专利]用于测试供能网络的多个空间分布式保护设备的方法以及相应的测试系统

说明书

本发明涉及用于测试和/或检验被用于保护供能网络(例如高压电网)的多个空间分布式保护设备的方法和测试系统。

用于供能网络的保护设备包括一个或更多个保护单元，其监测供能网络的过程变量(例如电流、电压以及例如断路器的切换状态或者例如变压器的状态)并且分析这些变量以确定故障。如果通过该分析保护设备在被分配给它的、供能网络的保护区域中检测到故障，那么保护设备输出切换命令以便启动特别是断路器，利用断路器通过切断供能网络的相应部分来隔离所检测到的故障。为此，断路器中断供能网络的能量流，其中断路器中断例如供能网络的线路或者变压器一侧的能量流。而且，一些保护设备和保护单元能够在一定的间歇时间之后输出切换命令，以便再次闭合之前断开的断路器。如果当断路器闭合时不再存在故障，那么保护设备或者保护单元返回到对供能网络的正常监测。如果另一方面在断路器闭合时还应存在故障，那么保护设备或者保护单元识别出这点，使得保护设备或者保护单元立即重新断开断路器。

供能网络应被理解为特别指的是包括线路之间的电压大于10kV的线路的网络。这里所指的供能网络包括一方面电压大于100kV的能量传输网络和另一方面电压大于10kV(例如20kV)的所谓的能量分配网络。所述电压能够是交流电压(例如50Hz)或者直流电压。断路器被配置为中断这种高压线路的有源电连接。断路器能够切换高过载电流和短路电路(最高达到800kA)，因此并且必须能够将它们保持预定的时间间隔并且再次对它们进行切换。

根据现有技术，主要通过在隔离测试中测试单独的保护设备来执行这些保护设备的测试。根据现有技术，正确系统行为的证明、即所有组件(特别是保护设备)的正确交互通常不是通过功能测试而是通过相应技术资料的检查来提供。

因此，本发明的目的在于改进供能网络的空间分布式保护设备的测试，使得即使空间分布式保护设备的正确交互也利用为此产生的测试序列来验证。

根据本发明通过根据权利要求1所述的用于测试供能网络的多个空间分布式保护设备的方法、通过根据权利要求10所述的用于对供能网络的被布置在空间分布位置处的多个保护设备进行测试的测试系统、通过根据权利要求12所述的控制设备以及通过根据权利要求13所述的计算机程序产品实现了该目的。从属权利要求限定了本发明的优选和有利实施例。

在本发明的范围内，提供了用于测试供能网络的多个空间分布式保护设备的方法。这些保护设备中的每个被配置为在供能网络的由相应的保护设备监测的区域中检测到故障时，隔离该故障(特别通过断开被分配的断路器)。根据本发明的方法包括以下步骤：

a)生成初始测试序列，使用该初始测试序列能够测试和/或检验一个或更多个保护设备。在这种情况下，每个测试序列包括用于待测试保护设备的供能网络的过程变量形式的输入并且还能够包括目标输出(测试响应)两者，所述目标输出待由被测试保护设备在每种情况下根据输入来输出。

b)将测试序列输出或应用到保护设备。

c)检测被测试保护设备的输出，其中，相应的保护设备基于被应用到相应的保护设备的测试序列来输出这些输出。

d)分析输出并且根据输出生成保护设备的输入。如果保护设备的输出(例如断开断路器的切换命令)导致其他保护设备的过程变量的改变，那么为这些其他保护设备生成对应于这些输出的(以被改变的过程变量的形式的)输入。

如果这些(新)生成的输入还不是测试序列的一部分，那么测试序列被相应的(新)生成的输入扩充，并且方法返回到步骤b或者继续进行步骤b。

如果另一方面，(新)生成的输入已经是测试序列的一部分，那么方法继续进行下面的步骤e。

e)评估保护设备的输出。最晚在该步骤中验证在测试期间由保护设备生成的输出是否对应于目标输出，所述目标输出能够例如是测试序列的一部分。在这种情况下，目标输出特别确立了相应的保护设备应该输出什么(例如以二进制数据的形式)和相应的保护设备应该在何时输出目标输出(例如在第一时间间隔之后和在第二时间间隔结束之前，这两个时间间隔均以测试序列的应用开始)。保护设备的所有输出的评估结果是保护设备是否已经正确执行测试序列。

步骤b)和c)特别地在时间上同步发生，使得测试序列被所有测试设备同步应用到保护设备并且同时的输出接收相同的时间标记。这通过在测试设备中的例如通过GPS同步的高精度时钟来实现。因此，还能够在步骤d)中的分析中或者在步骤e)中的评估中考虑对保护设备的某些输出进行检测的时间点。