为保证公司的各类继电保护产品在现场的安全稳定运行，华自科技测试中心已建成动模测试系统。实时数字仿真测试系统作为华自科技测试中心的动模实验室重要的组成部分之一，承担着对公司电力系统继电保护装置进行动模试验的功能需求。
实验室建设
在充分利用公司现有测试平台和测试资源的基础条件上，通过增加设备、研发新测试平台等方式，建设了发电机动态模拟实验室和电力系统数字仿真测试系统2个实验室。2个实验室在功能上互为补充，通过有机结合，整体构成强大的动模试验中心。建成后具备对发电机和电力系统进行多角度、多层面的仿真模拟和试验研究的能力，为公司的发电和电力系统相关产品提供强有力的技术支撑和技术服务。
本套实时数字仿真系统主要软、硬件设备：
现场设备摆放示意图
实时数字仿真实验室图一
实时数字仿真实验室图二
实时数字仿真实验室图三
实时数字仿真实验室图四
系统简介
实时数字仿真是电力系统保护与控制设备重要的测试手段，系统的核心部分是从开普研究院引进的KPF9（实时数字仿真测试仪）和诸多测试模型，支持常规保护和智能保护，可以开展标准规定的全部交流继电保护的动模试验。系统以运行在Windows上的后台软件实现对仿真过程的监控；以PCI接口卡实现模拟量的输出、开关量的输入输出；通过千兆网卡与工业交换机实现IEC61850SV的通信。
主要技术参数：
（a）电源额定电压：220V-10%～+10%；频率：50Hz-2%～+2%；波形：正弦波THD<5%；
（b）计算单元操作系统：RT-Linux；计算能力：4核3.2G，并行计算，满足常规保护的测试（线路、变压器、母线等）仿真模型：步长83.33us，56节点，64开关，支持20s波形回放；
（c）I/O接口卡模拟量输出：24路，±10V小信号；开关量输入：32路，24V空接点开关量输出：32路，220V继电器；
（d）数字化，支持IEC61850数字化通信；
（e）SV：12；间隔，固定延时80us，抖动<10us；模式：同时支持点对点、组网。
数字仿真与物理仿真系统对比
物理仿真
在系统的物理模型上进行试验的技术。物理模型是用几何相似或物理类比方法建立的,它可以描述系统的内部特性,也可以描述试验所必需的环境条件。
物理仿真的局限性
需要配置昂贵的各类主机设备
实验室的占地面积大
可模拟的电力系统规模受制于装置设备自身的规模和元件的物理特性
装置的扩展性和兼容性差，难以大量推广和建设
数字仿真
是将电力系统网络和负载元件建立其数学模型，用数学模型在数字计算机上进行实验和研究的过程。电力系统数字仿真是根据相似理论和数学描述，通过对电力系统元件的物理或数学建模，按实际网络结构组成数字模拟系统，来模拟电力系统的稳态、暂态和动态过程。
数字仿真的优势
不受原型电力系统规模和结构复杂性的限制
占地面积小
经济方便
功能齐全、性能优异、可扩展型号
数字仿真测试项目
仿真模型：根据《GB/T26864-2011电力系统继电保护产品动模试验》国标要求开发封装了一系列的模型，包括各种电压等级的线路、变压器、母线等。
线路保护的动模试验项目：包括暂态超越、动作时间测定、区内外金属性故障、经过渡电阻接地故障、区外经小电阻短路、发展性故障、系统振荡及振荡中加故障、非全相振荡及非全相振荡加故障、频率偏移、TV断线、TA断线、TA饱和、弱馈、手合空线及故障线路等；
变压器保护的动模试验项目：包括动作时间测定、区内外金属性故障、经过渡电阻接地故障、发展性故障、系统振荡及振荡中加故障、频率偏移、TV断线、变压器内部匝间短路、变压器励磁涌流等；
与常规静态模拟测试相比，数字动模仿真系统能进行励磁涌流、CT饱和、振荡闭锁及振荡中故障、弱馈等常规静模无法完成的测试项目。
案例介绍
下文就实际案例进行介绍，内容为使用本套实时数字仿真测试系统对公司的DMP300C变压器保护系列装置进行测试的模型介绍。
1.试验模型介绍
下图为110kV三圈变压器模型的主接线图：
1.1模型参数：
变压器参数：
额定电压：115kV/38kV/10.5kV；额定容量：60MVA；
CT、PT参数：
CT1变比：600A/1A；CT2变比：2000A/1A；CT3变比：3000A/1A；PT1变比：110kV/100V；
1.2试验项目及基本要求：
将全套变压器保护产品（DMP371变压器差动保护、DMP372变压器高后备保护、DMP373变压器中后备保护、DMP321变压器低后备保护）接入仿真系统，按照以上定值整定原则进行整定，根据DL/T770-2001中第4章的规定，进行各项目的动态模拟试验。
1.3区内金属性故障举例
在变压器中载情况下，分别模拟保护区内K1、K2、K3点金属性瞬时短路故障，故障类型包含高压侧单相接地、两相接地、两相短路、三相短路故障和中低压侧两相短路和三相短路故障等。
参看主接线图所示：
1）模拟K1AN故障（高压侧A相接地短路故障）时，保护装置正确动作，差动保护动作时间27.1ms；
2）模拟K2ABN故障（中压侧AB两相短路故障）时，保护装置正确动作，差动保护动作时间23.3ms；
3）模拟K3ABCN故障（低压侧ABC三相短路故障）时，保护装置正确动作，差动保护动作时间32.1ms；
仿真试验波形图如下：
K1AN故障波形图
以上仅列举区内金属性故障的三个项目点，其余测试项目本文不再叙述。
作为华自科技最重要的实验室之一，实时数字仿真测试系统必将成为公司电力系统动态模拟仿真与继电保护测试的重要实验基地。我们将进一步提高检测水平、试验效率和分析能力，提高产品品质。致力于使用户相信，选择华自，就是选择价值。
