一種智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及方法，通過監(jiān)測、分析電子式互感器的SV采樣數(shù)據(jù)，通過判據(jù)、特征值診斷電子式互感器在實際運行中的異常情況；通過記錄電子式互感器的SV采樣數(shù)據(jù)，建立有效評估電子式互感器運行狀況的歷史數(shù)據(jù)庫。該方法對智能變電站運行中的電子式互感器實時進行SV采集、分析、診斷告警及數(shù)據(jù)儲存，及時發(fā)現(xiàn)并記錄電子式互感器在運行中的采樣數(shù)據(jù)異常情況，采取必要的措施來減少甚至避免發(fā)生保護誤動或拒動所造成的嚴(yán)重后果；分析所記錄的電子式互感器采樣數(shù)據(jù)，可以研究電子式互感器的實際運行工況，為電子式互感器的改良提供數(shù)據(jù)支撐，為二次設(shè)備的狀態(tài)檢修提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
【專利說明】一種智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能變電站【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于SV數(shù)據(jù)的智能變電站電子式互感器狀態(tài)監(jiān)測的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國的電子式互感器研究從20世紀(jì)70年代起步，已有多家單位研制的電子式互感器在10?750kV電力系統(tǒng)上掛網(wǎng)運行。國外ALST0M、NxtPhase、SD0、ABB、SIEMENS等公司生產(chǎn)的電子式互感器也有部分產(chǎn)品掛網(wǎng)運行。2010年起，國網(wǎng)公司就開始在各地的智能變電站試點應(yīng)用各種類型的電子式互感器。從類型上看，電流互感器主要有:全光纖式、磁光玻璃式、羅氏線圈式；電壓互感器主要有:阻容分壓式、電容分壓式、逆壓電式。
[0003]從目前國內(nèi)電子式互感器的試點情況來看，電子式互感器的可靠性和穩(wěn)定性較差，在運行中故障率較高。據(jù)統(tǒng)計，截止2011年底，國網(wǎng)公司系統(tǒng)110(66)kV及以上電子式電流互感器共發(fā)生故障138臺次；110 (66) kV及以上電子式電壓互感器共發(fā)生故障51臺次?；ジ衅鞒霈F(xiàn)故障時，將直接影響控制保護系統(tǒng)，甚至?xí)?dǎo)致保護和安全自動裝置誤動，后果十分嚴(yán)重。
[0004]當(dāng)前智能變電站一般采用羅氏線圈電流互感器和電容分壓式電壓互感器，這兩種互感器主要面臨以下幾個風(fēng)險:羅氏線圈電流互感器由于設(shè)備不穩(wěn)定、傳變異常而產(chǎn)生大數(shù)據(jù)，導(dǎo)致保護誤動；羅氏線圈電流互感器受到閘刀拉弧時VFTO(快速暫態(tài)過電壓)影響，導(dǎo)致輸出電流誤差越限，引起保護誤動；電壓互感器由于電路參數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致電壓傳變不準(zhǔn)確，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致自切誤動；電子式互感器由于設(shè)備不穩(wěn)定，發(fā)生采樣值丟點、采樣間隔不穩(wěn)定等異常情況，引起保護閉鎖或者據(jù)動。目前國內(nèi)外對電子式互感器的監(jiān)視僅限于電子式互感器內(nèi)部的自檢，如溫度、濕度、芯片自檢等，對于電子式互感器采樣值出現(xiàn)異常大數(shù)據(jù)或者精度下降等嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)安全可靠運行的問題，卻缺少必要的監(jiān)測手段，往往只能等到保護誤動后才能發(fā)現(xiàn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有電子式互感器無法對其采樣異?；蚓认陆颠M行監(jiān)測而影響電力系統(tǒng)安全可靠運行的問題，同時提供一種使用該監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法。
[0006]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括記錄單元和用于接收來自記錄單元的信息并進行顯示的管理單元，所述記錄單元包括用于采集經(jīng)合并單元上送的智能變電站電子式互感器SV數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集模塊、用于對數(shù)據(jù)進行處理的數(shù)據(jù)處理模塊、用于對處理計算后的SV數(shù)據(jù)及告警、特征值信息進行存儲的數(shù)據(jù)文件存儲模塊和數(shù)據(jù)庫以及用于與管理單元通訊的通訊服務(wù)模塊，所述管理單元包括用于接收、調(diào)取記錄單元的信息并進行分析、存儲、顯示的監(jiān)控分析系統(tǒng)和用于進行配置的配置模塊。
[0007]所述記錄單元還包括用于進行內(nèi)部通訊的消息中心模塊和用于為SV數(shù)據(jù)打時標(biāo)的對時模塊。
[0008]所述數(shù)據(jù)處理模塊包括順次連接的用于挑選出所需要的SV數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)過濾子模塊、用于對挑選后的數(shù)據(jù)進行同步的數(shù)據(jù)同步子模塊和用于對同步后的數(shù)據(jù)進行計算的數(shù)據(jù)計算子模塊。
[0009]所述配置模塊包括I⑶配置工具和工程配置工具。
[0010]本發(fā)明智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測方法所采用的技術(shù)方案是:該方法包括如下步驟:
[0011](I)采集經(jīng)合并單元上送的智能變電站電子式互感器的SV數(shù)據(jù)；
[0012](2)對采集的SV數(shù)據(jù)處理后進行特征值計算和判據(jù)計算，當(dāng)判斷電子互感器的SV數(shù)據(jù)異常時，觸發(fā)暫態(tài)錄波，告警并統(tǒng)計觸發(fā)次數(shù)，同時根據(jù)設(shè)定時間長短保存SV數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)定周期更新特征值數(shù)據(jù)。
[0013]所述判據(jù)計算包括SV數(shù)據(jù)單點畸變判據(jù)和SV數(shù)據(jù)不一致判據(jù)，SV數(shù)據(jù)單點畸變判據(jù)對每個SV數(shù)據(jù)進行前后比較，當(dāng)某個SV數(shù)據(jù)異常時，即觸發(fā)暫態(tài)錄波；sv數(shù)據(jù)不一致判據(jù)是根據(jù)配置對指定的兩路SV數(shù)據(jù)進行比較，根據(jù)兩路SV數(shù)據(jù)每周波計算、比較一次其方均根值，當(dāng)兩者之間的差異值滿足設(shè)定條件時，即觸發(fā)暫態(tài)錄波。
[0014]特征值計算是在每周波根據(jù)SV數(shù)據(jù)計算序分量、母線差流、變壓器差流，并對特征值進行存儲且定時刷新；序分量計算是根據(jù)一周波的三相SV數(shù)據(jù)計算正序分量、負(fù)序分量、零序分量；母線差流計算是根據(jù)一周波母線所有進/出線的SV數(shù)據(jù)，累加后，計算基波有效值，得到母線差流特征值；變壓器差流計算是根據(jù)一周波變壓器各側(cè)的SV數(shù)據(jù)，首先根據(jù)變壓器各側(cè)電壓變比、電流變比，以某側(cè)為基準(zhǔn)，計算各側(cè)平衡系數(shù)，然后根據(jù)各側(cè)平衡系數(shù)、變壓器各側(cè)接線方式折算變壓器各側(cè)各相電流，最終得到變壓器差流特征值。
[0015]對采集的SV數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)同步，數(shù)據(jù)過濾是根據(jù)工程配置進行數(shù)據(jù)過濾，挑選出需要的SV數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)同步是對挑選后的SV數(shù)據(jù)進行同步，當(dāng)判斷SV數(shù)據(jù)同步時，以SV數(shù)據(jù)中的序號進行同步，當(dāng)判斷出SV數(shù)據(jù)未同步時，則按照接收時間進行數(shù)據(jù)同步。
[0016]工程配置是通過導(dǎo)入S⑶信息或者手動配置，對通道進行挑選并進行配置，配置智能變電站電子互感器的變比、額定值及所在的線路、母差、變壓器的相關(guān)參數(shù)。
[0017]本發(fā)明的智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及方法，通過監(jiān)測、分析電子式互感器的SV采樣數(shù)據(jù)，通過判據(jù)、特征值診斷電子式互感器在實際運行中的異常情況；通過記錄電子式互感器的SV采樣數(shù)據(jù)，建立有效評估電子式互感器運行狀況的歷史數(shù)據(jù)庫。該方法對智能變電站運行中的電子式互感器實時進行SV采集、分析、診斷告警及數(shù)據(jù)儲存，及時發(fā)現(xiàn)并記錄電子式互感器在運行中的采樣數(shù)據(jù)異常情況，采取必要的措施來減少甚至避免發(fā)生保護誤動或拒動所造成的嚴(yán)重后果；分析所記錄的電子式互感器采樣數(shù)據(jù)，可以研究電子式互感器的實際運行工況，為電子式互感器的改良提供數(shù)據(jù)支撐，為二次設(shè)備的狀態(tài)檢修提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及具體的實施例對本發(fā)明進行進一步介紹。
[0020]如圖1所示為智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)示意圖，由圖可知，該系統(tǒng)包括記錄單元I和管理單元2，記錄單元I包括用于采集經(jīng)合并單元上送的智能變電站電子式互感器SV數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集模塊5、用于對數(shù)據(jù)進行處理的數(shù)據(jù)處理模塊、用于對處理計算后的SV數(shù)據(jù)及告警、特征值信息進行存儲的數(shù)據(jù)文件存儲模塊10和數(shù)據(jù)庫9以及用于與管理單元通訊的通訊服務(wù)模塊12 ;管理單元2包括用于接收、調(diào)取記錄單元的信息并進行存儲顯示的監(jiān)控分析系統(tǒng)12、用于進行配置的配置模塊。
[0021]記錄單元I還包括用于進行內(nèi)部通訊的消息中心模塊11和用于為SV數(shù)據(jù)打時標(biāo)的對時模塊4 ;數(shù)據(jù)處理模塊包括順次連接的用于挑選出所需要的SV數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)過濾子模塊6、用于對挑選后的數(shù)據(jù)進行同步的數(shù)據(jù)同步子模塊7和用于對同步后的數(shù)據(jù)進行計算的數(shù)據(jù)計算子模塊8。
[0022]記錄單元I內(nèi)部通過消息中心11通訊。記錄單元I主要負(fù)責(zé)采集經(jīng)合并單元上送的智能變電站電子式互感器的SV數(shù)據(jù)；根據(jù)配置對SV數(shù)據(jù)進行過濾；過濾后的SV數(shù)據(jù)同步；對同步后的SV數(shù)據(jù)進行特征值計算、判據(jù)計算，當(dāng)滿足判據(jù)觸發(fā)條件時，起動暫態(tài)數(shù)據(jù)記錄，根據(jù)設(shè)定時間長短保存SV數(shù)據(jù)，告警并統(tǒng)計觸發(fā)次數(shù)；根據(jù)設(shè)定周期更新特征值數(shù)據(jù)到實時數(shù)據(jù)庫；裝置自檢并上送自檢信息。
[0023]管理單元2主要負(fù)責(zé)接收來自記錄單元I的信息；數(shù)據(jù)和信息的實時顯示；歷史數(shù)據(jù)和信息的查詢、統(tǒng)計；特征值歷史曲線的查詢和統(tǒng)計；數(shù)據(jù)的離線分析。
[0024]配置模塊包括I⑶配置工具14和工程配置工具3。工程配置3是通過導(dǎo)入S⑶信息或者手動配置，對通道進行挑選并進行配置，配置智能變電站電子互感器的變比、額定值及所在的線路、母差、變壓器的相關(guān)參數(shù)。I⑶工具14根據(jù)配置生成I⑶文件，并導(dǎo)入CID文件。
[0025]本發(fā)明還提供了一種智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測方法，該方法包括如下步驟:
[0026](I)采集經(jīng)合并單元上送的智能變電站電子式互感器的SV數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)采集模塊5負(fù)責(zé)采集光口來的SV數(shù)據(jù),并根據(jù)對時模塊4的信號為SV數(shù)據(jù)打時標(biāo)。
[0027](2)對采集的SV數(shù)據(jù)處理后進行特征值計算和判據(jù)計算，當(dāng)判斷電子互感器的SV數(shù)據(jù)異常時，觸發(fā)暫態(tài)錄波，告警并統(tǒng)計觸發(fā)次數(shù)，同時根據(jù)設(shè)定時間長短保存SV數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)定周期更新特征值數(shù)據(jù)。
[0028]對采集的SV數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)同步，數(shù)據(jù)過濾子模塊6根據(jù)配置進行數(shù)據(jù)過濾，挑選出需要的SV數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)同步子模塊7對挑選后的SV數(shù)據(jù)進行同步，當(dāng)判斷SV數(shù)據(jù)同步時，以SV數(shù)據(jù)中的序號進行同步，當(dāng)判斷出SV數(shù)據(jù)未同步時，則按照接收時間進行數(shù)據(jù)同步。
[0029]數(shù)據(jù)計算子模塊8對同步后的SV數(shù)據(jù)進行判據(jù)計算和特征值計算。判據(jù)計算包括SV數(shù)據(jù)單點畸變判據(jù)和SV數(shù)據(jù)不一致判據(jù)，SV數(shù)據(jù)單點畸變判據(jù)對每個SV數(shù)據(jù)進行前后比較，當(dāng)某個SV數(shù)據(jù)異常時，即觸發(fā)暫態(tài)錄波，將SV數(shù)據(jù)存儲為C0MTRDE數(shù)據(jù)文件，并統(tǒng)計觸發(fā)次數(shù)，將統(tǒng)計數(shù)存入數(shù)據(jù)庫9 ；SV數(shù)據(jù)不一致判據(jù)是根據(jù)配置對指定的兩路SV數(shù)據(jù)進行比較，根據(jù)兩路SV數(shù)據(jù)每周波計算、比較一次其方均根值，當(dāng)兩者之間的差異值滿足設(shè)定條件時，即觸發(fā)暫態(tài)錄波，將SV數(shù)據(jù)存儲為COMTRDE數(shù)據(jù)文件，并統(tǒng)計觸發(fā)次數(shù)，將統(tǒng)計數(shù)存入數(shù)據(jù)庫9。
[0030]將SV數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)文件存儲模塊10中時，根據(jù)設(shè)置的時長、采樣頻率記錄SV數(shù)據(jù)，最高采樣頻率由SV數(shù)據(jù)的實際采樣頻率決定。
[0031]特征值計算是在每周波根據(jù)SV數(shù)據(jù)計算序分量、母線差流、變壓器差流，并對特征值數(shù)據(jù)庫9且每一小時刷新一次。序分量計算是根據(jù)一周波的三相SV數(shù)據(jù)計算正序分量、負(fù)序分量、零序分量；母線差流計算是根據(jù)一周波母線所有進/出線的SV數(shù)據(jù)，累加后，計算基波有效值，得到母線差流特征值；變壓器差流計算是根據(jù)一周波變壓器各側(cè)的SV數(shù)據(jù)，首先根據(jù)變壓器各側(cè)電壓變比、電流變比，以某側(cè)為基準(zhǔn)，計算各側(cè)平衡系數(shù)，然后根據(jù)各側(cè)平衡系數(shù)、變壓器各側(cè)接線方式折算變壓器各側(cè)各相電流，最終得到變壓器差流特征值。
[0032]IEC 61850通信服務(wù)模塊12根據(jù)模型將告警信息、暫態(tài)起動信息、數(shù)據(jù)上送管理單元2。監(jiān)控分析系統(tǒng)13接收和調(diào)取記錄單元的信息，包括裝置自檢告警信息，暫態(tài)事件信息，數(shù)據(jù)信息，并存儲；查詢、統(tǒng)計歷史信息；顯示數(shù)據(jù)、實時曲線、歷史曲線等；對數(shù)據(jù)進行專業(yè)離線分析。
[0033]以上實施例僅用于幫助理解本發(fā)明的核心思想，不能以此限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，凡是依據(jù)本發(fā)明的思想，對本發(fā)明進行修改或者等同替換，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上所做的任何改動，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括記錄單元和用于接收來自記錄單元的信息并進行顯示的管理單元，所述記錄單元包括用于采集經(jīng)合并單元上送的智能變電站電子式互感器SV數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集模塊、用于對數(shù)據(jù)進行處理的數(shù)據(jù)處理模塊、用于對處理計算后的SV數(shù)據(jù)及告警、特征值信息進行存儲的數(shù)據(jù)文件存儲模塊和數(shù)據(jù)庫以及用于與管理單元通訊的通訊服務(wù)模塊，所述管理單元包括用于接收、調(diào)取記錄單元的信息并進行分析、存儲、顯示的監(jiān)控分析系統(tǒng)和用于進行配置的配置模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述記錄單元還包括用于進行內(nèi)部通訊的消息中心模塊和用于為SV數(shù)據(jù)打時標(biāo)的對時模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理模塊包括順次連接的用于挑選出所需要的SV數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)過濾子模塊、用于對挑選后的數(shù)據(jù)進行同步的數(shù)據(jù)同步子模塊和用于對同步后的數(shù)據(jù)進行計算的數(shù)據(jù)計算子模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述配置模塊包括I⑶配置工具和工程配置工具。
5.一種智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: (1)采集經(jīng)合并單元上送的智能變電站電子式互感器的SV數(shù)據(jù)； (2)對采集的SV數(shù)據(jù)處理后進行特征值計算和判據(jù)計算，當(dāng)判斷電子互感器的SV數(shù)據(jù)異常時，觸發(fā)暫態(tài)錄波，告警并統(tǒng)計觸發(fā)次數(shù)，同時根據(jù)設(shè)定時間長短保存SV數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)定周期更新特征值數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于:所述判據(jù)計算包括SV數(shù)據(jù)單點畸變判據(jù)和SV數(shù)據(jù)不一致判據(jù)，SV數(shù)據(jù)單點畸變判據(jù)對每個SV數(shù)據(jù)進行前后比較，當(dāng)某個SV數(shù)據(jù)異常時，即觸發(fā)暫態(tài)錄波；sv數(shù)據(jù)不一致判據(jù)是根據(jù)配置對指定的兩路SV數(shù)據(jù)進行比較，根據(jù)兩路SV數(shù)據(jù)每周波計算、比較一次其方均根值，當(dāng)兩者之間的差異值滿足設(shè)定條件時，即觸發(fā)暫態(tài)錄波。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于:特征值計算是在每周波根據(jù)SV數(shù)據(jù)計算序分量、母線差流、變壓器差流，并對特征值進行存儲且定時刷新；序分量計算是根據(jù)一周波的三相SV數(shù)據(jù)計算正序分量、負(fù)序分量、零序分量；母線差流計算是根據(jù)一周波母線所有進/出線的SV數(shù)據(jù)，累加后，計算基波有效值，得到母線差流特征值；變壓器差流計算是根據(jù)一周波變壓器各側(cè)的SV數(shù)據(jù)，首先根據(jù)變壓器各側(cè)電壓變比、電流變比，以某側(cè)為基準(zhǔn)，計算各側(cè)平衡系數(shù)，然后根據(jù)各側(cè)平衡系數(shù)、變壓器各側(cè)接線方式折算變壓器各側(cè)各相電流，最終得到變壓器差流特征值。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于:對采集的SV數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)同步，數(shù)據(jù)過濾是根據(jù)工程配置進行數(shù)據(jù)過濾，挑選出需要的SV數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)同步是對挑選后的SV數(shù)據(jù)進行同步，當(dāng)判斷SV數(shù)據(jù)同步時，以SV數(shù)據(jù)中的序號進行同步，當(dāng)判斷出SV數(shù)據(jù)未同步時，則按照接收時間進行數(shù)據(jù)同步。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能變電站電子互感器狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于:工程配置是通過導(dǎo)入S⑶信息或者手動配置，對通道進行挑選并進行配置，配置智能變電站電子互感器的變比、額定值及所在的線路、母差、變壓器的相關(guān)參數(shù)。
【文檔編號】H02J13/00GK104393674SQ201410588495
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】金華蓉, 王興安, 陳玉濤, 周曉娟, 竇中山, 吳雙惠, 蔣懷貞, 劉永華, 王兆慶, 王四偉, 張鵬遠(yuǎn), 陳強 申請人:許繼電氣股份有限公司, 許昌許繼軟件技術(shù)有限公司