一種繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置及試驗方法與流程
2023-06-22 05:55:41 4
本發明屬於智能變電站繼電保護裝置測試技術，尤其涉及一種繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置及試驗方法。
背景技術：
電力系統中繼電保護種類繁多，邏輯複雜，不同元件的保護原理其保護範圍又有交叉重複的情況，例如母差保護保護範圍包括連接於母線上的所有設備如線路、主變等。在新設備驗收投運、舊設備年度定檢工作時，如何校驗各個保護邏輯的正確性是繼電保護二次專業工作的重要部分。
跳閘出口矩陣校驗是保護定檢作業中重要環節，它是保證出口迴路配置正確、系統故障時不誤跳運行開關、保障正常供電、電力系統安全運行的主要措施之一。然而例如主變保護、發電機-變壓器組保護等出口繁多、出口時限配合複雜，加之停電時間短、保護定檢項目多，常令繼保人員在實際定檢中不能全面、有效地校驗出口矩陣的正確性。跳閘出口矩陣校驗是在定檢中應根據定值單出口矩陣所需測量的全部壓板，且均應能夠正確動作。
目前大部分的定檢中，存在以下幾方面問題：
1繼保人員主要使用傳統的萬用表測量法來完成對出口壓板動作情況的測量工作，這種方法的測量結果不夠直觀，僅能實現檢測單個出口壓板是否動作的情況，不能測量具體動作時間，同時也很難區分各個出口動作的先後順序，
2或許通過繼電保護測試儀來測量保護出口，但繼保儀提供的開入接點數量有限，無法全面測量出口矩陣的動作情況和動作順序，且這種方法接線多而複雜。
技術實現要素：
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本發明要解決的技術問題：提供一種繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置及試驗方法，以解決現有技術採用人工測試的方法存在測試效率低、受人為因素及技術水平的影響大、以及繼電保護測試儀接點不足和接線複雜等缺點，很大程度上會影響測試結果的準確性和測試效率等問題。
本發明技術方案：
一種繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置，它包括被測繼電保護裝置和繼電保護測試儀；被測繼電保護裝置的第一通訊接口和保護跳閘出口接點分別與繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的第一通訊接口和開關量開入接點連接；繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的第二乙太網通訊接口與繼電保護測試儀第二乙太網通訊接口連接；繼電保護測試儀的電流模擬量輸出接口、開關量開出接點和電壓模擬量輸出接口分別與被測繼電保護裝置的電流模擬量輸入接口、開關量開入接點和電源模擬量輸入接口連接。
繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的第一通訊接口為乙太網接口或串行通訊接口。
繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置包括cpu，控制面板、外部接口、第一通訊接口、第二乙太網通訊接口和開關量開入接點分別與cpu連接，電源模塊為整個繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置提供電源。
所述外部接口包括輔助試驗電源輸出接口、試驗結果導出接口和列印接口。
所述的繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的試驗方法，它包括：
步驟1、繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置讀取被測繼電保護裝置中的定值清單、控制字和出口矩陣信息，並將讀取的信息通過被測繼電保護裝置的第一通訊接口發送至繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置；
步驟2、通過繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的控制面板或上位機設置試驗項目，並配置試驗項目對應的試驗定值、控制字和出口矩陣；
步驟3、將被測繼電保護裝置的所有保護跳閘出口接點接至繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的開關量開入接點；將繼電保護測試儀的電壓模擬量輸出接口、電流模擬量輸出接口和開關量開出接點分別接至被測繼電保護裝置的電壓模擬量輸入接口、電流模擬量輸入接口和開關量開入接點；
步驟4、繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置將試驗項目和試驗內容對應的試驗定值、控制字和出口矩陣，通過第一通訊接口下發給被測繼電保護裝置；繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置自動計算試驗需要下發的電流模擬量、電壓模擬量和開出量通過第二乙太網通訊接口下發給繼電保護測試儀；
步驟5、指令下發完成後，繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置自動開始試驗，試驗設定時間為t1+t2秒，時間停止後，繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置自動停止試驗；t1為保護裝置定值中最長時間定值；t2為防止保護裝置未及時動作時間，t1和t2設置為0.1或0.2秒；
步驟6、繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置根據判斷邏輯自動判斷試驗結果，並將試驗結果發送給試驗人員。
步驟6所述的判斷邏輯包括：邏輯1：繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置開關量開入接點的動作情況與設定的出口矩陣對應的接點一一對應；邏輯2：繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置返回的開關量開入接點的動作時間t3與設定的出口矩陣對應的保護動作時間整定值t4，誤差滿足以下條件：t3-t4<ε;式中：ε為時間誤差。
根據判斷邏輯自動判斷試驗結果的方法為：當邏輯1和邏輯2均達到邏輯條件時，則判斷為試驗結果正確；並將繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置開關量開入接點動作的對應接點數位置和動作時間一同發送給試驗人員；當邏輯1或邏輯2其中一個達到邏輯條件，或者邏輯1和邏輯2均達不到邏輯條件，則試驗結果異常；並將繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的開關量開入接點動作的對應接點數位置與繼電保護裝置出口矩陣的整定值不對應的接點數和動作時間，發送給試驗人員。
所述試驗項目根據保護類型和保護內容進行設置。
本發明的有益效果：
本發明通過增加集成的繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置，將測繼電保護裝置和繼電保護測試儀連接在一起，之間通過乙太網進行通訊；減少接線；通過繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的控制面板或上位機預先設置試驗項目，並配置試驗項目對應的試驗定值、控制字和出口矩陣；進入自動化的測試，並自動返回測試結果，減少人工幹預；解決了現有技術採用人工測試的方法存在測試效率低、受人為因素及技術水平的影響大、以及繼電保護測試儀接點不足和接線複雜等缺點，很大程度上會影響測試結果的準確性和測試效率等問題。
附圖說明：
圖1為本發明結構示意圖；
圖2為本發明中繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的結構示意圖。
具體實施方式：
一種繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置，它包括被測繼電保護裝置和繼電保護測試儀；被測繼電保護裝置的第一通訊接口和保護跳閘出口接點分別與繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的第一通訊接口和開關量開入接點連接；繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的第二乙太網通訊接口與繼電保護測試儀第二乙太網通訊接口連接；繼電保護測試儀的電流模擬量輸出接口、開關量開出接點和電壓模擬量輸出接口分別與被測繼電保護裝置的電流模擬量輸入接口、開關量開入接點和電源模擬量輸入接口連接。
繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的第一通訊接口為乙太網接口或串行通訊接口。
繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置包括cpu，控制面板、外部接口、第一通訊接口、第二乙太網通訊接口和開關量開入接點分別與cpu連接，電源模塊為整個繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置提供電源。
所述外部接口包括輔助試驗電源輸出接口、試驗結果導出接口和列印接口。
繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的第一通訊接口，可選乙太網通訊接口或串口通訊接口，用於繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置讀取被測繼電保護裝置的定值、控制字、出口矩陣等信息；同時可以下發並修改被測繼電保護裝置的試驗用定值、控制字、出口矩陣等。
繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的第二乙太網通訊接口：用於繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置將試驗需要下發的電流值、電壓值、開出量發送至繼電保護側試驗儀；
控制面板：採用大屏幕高解析度圖形液晶顯示屏，操作過程均在顯示屏上設定，操作界面和試驗結果均漢化顯示，顯示直觀清晰。人機界面用於設置試驗定值、試驗參數、實時查看試驗過程、查看試驗結果和試驗分析報告，用於導出試驗結果。
電源模塊：用於提供繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的電源，還可輸出5v、24v給裝置其它插件供電；
外部接口：包括輔助試驗電源輸出接口、試驗結果導出接口、列印接口。
輔助試驗電源輸出接口：裝置在底板上裝設有一路專用可調直流電源輸出，分110v及220v兩檔，可作為現場試驗輔助電源。為該電源另設置一個電位器，可在80％－110％範圍內調節。
試驗結果導出接口：用於導出電子文檔格式的試驗結果和試驗分析報告，以及試驗過程中的錄波數據和錄波波形文件，可以進行試驗過程和試驗波形回放。
列印接口：用於列印試驗結果和試驗分析報告。
cpu：採用高速、高性能數字控制處理器，用於試驗數據採集、試驗過程控制、試驗結果判斷等。
所述的繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的試驗方法，它包括：
步驟1、繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置讀取被測繼電保護裝置中的定值清單、控制字和出口矩陣信息，並將讀取的信息通過被測繼電保護裝置的第一通訊接口發送至繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置；
步驟2、通過繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的控制面板或上位機設置試驗項目，分析從被測繼電保護裝置中讀的定值清單、控制字和出口矩陣等配置信息，並配置試驗項目對應的試驗定值、控制字和出口矩陣；所述試驗項目根據保護類型和保護內容進行設置。
保護類型應包括母線保護、主變保護、發電機-變壓器組保護等，保護內容應按照行業標準及國網、南網的有關繼電保護裝置檢驗規程制定試驗內容並制定。
步驟3、將被測繼電保護裝置的所有保護跳閘出口接點接至繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的開關量開入接點；將繼電保護測試儀的電壓模擬量輸出接口、電流模擬量輸出接口和開關量開出接點分別接至被測繼電保護裝置的電壓模擬量輸入接口、電流模擬量輸入接口和開關量開入接點；
設定完成後啟動試驗，可通過啟動按鈕來啟動試驗。
步驟4、繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置將試驗項目和試驗內容對應的試驗定值、控制字和出口矩陣，通過第一通訊接口下發給被測繼電保護裝置；繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置自動計算試驗需要下發的電流模擬量、電壓模擬量和開出量通過第二乙太網通訊接口下發給繼電保護測試儀；
步驟5、指令下發完成後，繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置自動開始試驗，試驗設定時間為t1+t2秒，時間停止後，繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置自動停止試驗；t1為保護裝置定值中最長時間定值；t2為防止保護裝置未及時動作時間，t1和t2設置為0.1或0.2秒；
步驟6、繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置根據判斷邏輯自動判斷試驗結果，並將試驗結果發送給試驗人員。
步驟6所述的判斷邏輯包括：邏輯1：繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置開關量開入接點的動作情況與設定的出口矩陣對應的接點一一對應；邏輯2：繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置返回的開關量開入接點的動作時間t3與設定的出口矩陣對應的保護動作時間整定值t4，誤差滿足以下條件：t3-t4<ε;式中：ε為時間誤差。
根據判斷邏輯自動判斷試驗結果的方法為：當邏輯1和邏輯2均達到邏輯條件時，則判斷為試驗結果正確；並將繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置開關量開入接點動作的對應接點數位置和動作時間一同發送給試驗人員；當邏輯1或邏輯2其中一個達到邏輯條件，或者邏輯1和邏輯2均達不到邏輯條件，則試驗結果異常；並將繼電保護裝置出口矩陣試驗裝置的開關量開入接點動作的對應接點數位置與繼電保護裝置出口矩陣的整定值不對應的接點數和動作時間，發送給試驗人員。