继电保护状态检修系统及检修方法

摘要

本发明涉及继电保护状态检修系统及检修方法，属于电力系统继电保护状态检修技术领域；继电保护状态检修系统包括继电保护、测控装置、实时数据记录系统、继保监测服务器和远程状态监测中心，所述继电保护、测控装置通过电缆连入站控层网络，继保监测服务器通过站控层网络接收继电保护、测控装置上送的数据，所述实时数据记录系统通过电缆与继保监测服务器相连，所述继保监测服务器通过网络与远程状态监测中心通讯连接。本发明可以有效减少人工定检项目，甚至免除人工检验，可以降低设备的检修停电时间，提高可靠性和工作效率。

说明书

技术领域

本发明涉及继电保护状态检修系统及检修方法，属于电力系统继电保护状态检修技术领域。

背景技术

随着国民经济及电网规模的快速发展，电网安全运行对变电站二次保护/控制系统的安全性和稳定性要求越来越高。依据《继电保护及电网安全自动装置检验条例》的要求，继电保护、安全自动装置及二次回路接线需要定期检验，以确保装置元件完好、功能正常，确保回路接线及定值正确。若保护装置在两次校验之间出现故障，只有等保护装置功能失效或等下一次校验才能发现。如果这期间电力系统发生故障，保护将不能正确动作，这一不足越来越制约二次设备稳定性、可靠性的提高。

此外，变电站和输电线路的数量越来越多，保护/控制装置数量急剧增加，其检验工作量大、单次检验耗时长，设备停电运行时间长，降低了设备利用率，并对劳动力提出了严峻的要求。部分变电站地处偏远山区，山高路远，传统的定检方式下检验成本高居不下。

为解决这些问题，近年来开展了继电保护状态监测的相关研究。继电保护状态检修就是利用微机保护、测控等安全自动装置的自检信息和本身采集的数据，建立一整套确定继电保护设备实际状况的监控系统，来监测保护设备的运行状况，并以诊断保护、测控装置的动作行为来确定设备是否需要检修。开展保护装置的状态检修是电网、经济发展的必然要求，可以有效地减少设备的检修停电，提高供电可靠性，有针对性的检修可以提高保护装置的可用率。

发明内容

本发明的目的是提供一种继电保护状态检修系统及检修方法，以解决减少继电保护定检项目，使检修人员从大量的保护定检工作中解放出来，同时减少检修停电时间，提高设备利用率和运行可靠性；降低检修成本，尤其是偏远地区的继电保护系统的检修成本。

为实现上述目的，本发明继电保护状态检修系统包括；

继电保护、测控装置，用于采样保护用三相电流、测量用三相电流、母线电压，并通过站控层网络上送于继保监测服务器；

实时数据记录系统，用于记录二次系统的电流值、电压值、开关量状态的实时信息，并上送继保监测服务器；

继保监测服务器，用于接收、存储继电保护、测控装置和实时数据记录系统上传的电流、电压采样值和开关量状态信息；

远程状态监测中心，用于访问继保监测服务器，获得实时数据记录系统和继电保护装置上传的数据，并对数据进行对比、分析、处理；

所述继电保护、测控装置通过电缆连入站控层网络，继保监测服务器通过站控层网络接收继电保护、测控装置上送的数据，所述实时数据记录系统通过电缆与继保监测服务器相连，所述继保监测服务器通过网络与远程状态监测中心通讯连接。

进一步的，所述实时数据记录系统为实时录波装置，用于将实时录波数据以预设时间间隔周期上传至继保监测服务器。

进一步的，所述实时录波装置包括模拟量采集模块、开关量采集模块和微处理器，模拟量采集模块和开关量采集模块的输出分别连入微处理器的输入端口，用于对站内电流电压量值、开关量信息进行实时采集，形成录波文件。

本发明的继电保护状态检修方法包括以下步骤：

（1）继电保护、测控装置对需监测的电流采样通道进行采样得到保护电流、测量电流，或对一条母线上所有间隔的保护装置采集电压量值，或采集开关量输入回路继电保护、测控装置的开关量状态信息；

（2）实时录波系统实时录波，以固定时间间隔将实时录波数据上送至状态监测服务器；

（3）远程状态监测中心访问状态监测服务器，将汇总的信息进行系统的对比分析：

（i）将保护电流和测量电流进行比较，如果同相电流保护和测量采集值误差大于电流限值，即告警检修；

（ii）对比继电保护、测控装置和实时录波系统上传的一条母线上所有间隔保护装置的电压采样量值，如果判出某一间隔装置某相电压采样值与其他装置电压采样值误差大于电压限值，即告警该装置电压采集通道异常；

（iii）对比继电保护、测控装置和实时录波系统上送的开关量状态信息，若同一个开入状态存在不一致即告警，提示检修。

 进一步的，所述步骤（3）的（i）中若是保护装置本身采集的电流值不具备上送功能，就用实时录波系统上送的实时数据中提取保护电流和测控装置采集的测量电流进行对比，监测二次电流采集系统。

本发明的继电保护检修系统及检修方法，是在变电站自动化系统的基础上，增加状态监测服务器和必要的网络设备，构建变电站二次设备状态监测系统，同时改造变电站故障录波系统，将实时录波数据传至继保监测服务器，全站二次系统的采样值、开关量、继电保护信息在状态监测中心汇总，然后对比分析全站信息，判断二次系统异常，从而实现对全站二次设备运行状态进行有效监测；状态监测系统中融入二次设备远程维护技术，在状态监测中心对保护装置下发开出回路远程校验命令，保护装置对校验命令做出响应，执行一次跳合闸操作，在此过程中监视并分析断路器位置变化，判断开出回路是否正常。本发明可以有效减少人工定检项目，甚至免除人工检验，可以降低设备的检修停电时间，提高可靠性和工作效率。

附图说明

图1是本发明实施例的继电保护状态检修系统示意图；

图2是实时录波装置的功能模块图。

具体实施方式

微机型继电保护自身具有较强的自检能力，CPU及RAM、FLASH、通信回路的在线自检是可以实现的，模拟采集回路、开关量输入回路、开关量输出及跳闸回路的检修是二次设备的定检工作的重点。本发明重点解决模拟采集回路、开关量输入回路、开关量输出及跳闸回路的状态检修。

如图1所示，为本发明实施例的继电保护状态检修系统示意图。本系统包括：

继电保护、测控装置，用于采样保护用三相电流、测量用三相电流、母线电压，并通过站控层网络上送于继保监测服务器；

实时录波系统，用于记录二次系统的电流值、电压值、开关量状态的实时信息，并上送继保监测服务器；

继保监测服务器，用于接收、存储继电保护、测控装置和实时数据记录系统上传的电流、电压采样值和开关量状态信息；

远程状态监测中心，用于访问继保监测服务器，获得实时录波系统和继电保护、测控装置上传的数据，并对数据进行对比、分析、处理；

继电保护、测控装置通过电缆连入站控层网络，继保监测服务器通过站控层网络接收继电保护装置上送的数据，实时录波系统通过电缆与继保监测服务器相连，继保监测服务器通过电力数据网与远程状态监测中心通讯连接。

上述实时数据记录系统为实时录波装置，用于将实时录波数据以预设时间间隔周期上传至继保监测服务器；实时录波装置如图2所示包括模拟量采集模块、开关量采集模块和微处理器，模拟量采集模块和开关量采集模块的输出分别连入微处理器的输入端口，用于对站内电流电压量值、开关量信息进行实时采集，形成录波文件。

继保监测服务器作为独立运行的系统布置于变电站内，与站内监控系统并列运行；继保监测服务器设置有两个网卡，一个以太网端口连接站控层交换机、一个以太网端口连接办公自动化系统交换机。地区供电局或调度中心可分别安装远程监视客户端，可实时监视和控制继保状态监测及校验中心系统；远程监视访问可设置为独占式或共享式：独占模式下，同一时刻，仅允许一个地方访问继保状态监测服务器；共享模式下，允许多个客户端同时访问继保状态监测服务器。

本发明的继电保护状态检修方法实施例如下：

1）模拟量采样通道的监测

模拟量采样通道监测是目前二次设备监测的重点之一，同时也是保护装置定检的重要内容。本发明利用同源数据之间的对比实现不同模拟量采集通道状态相互校验，以达到间接监测模拟量采集通道目的。

对于保护测控一体化设计的间隔，保护/测控装置CPU本身能够获取保护用电流和测量用电流信息。对电流采样通道的监测采取保护电流和测量电流相比较的方式，如果同相电流保护和测量采集误差大于某一限值，即告警检修。告警监测功能在保护装置本身实现或在状态监测中心实现均可。

对于保护和测控非一体化的间隔，保护装置和测控装置分别上送采样信息，在状态监测中心对保护电流和测量电流进行对比分析。如果保护装置本身采集的电流值不具备上送功能，可以用实时录波系统上送的实时数据中提取保护电流和测控装置采集的测量电流进行对比，监测二次电流采集系统。

实时录波系统的实时数据上送到状态监测中心后，电流采样值和保护/测控装置上送的采样值进行对比分析。

电压通道的检测，通过对比一条母线上所有间隔的保护装置采集的电压量值进行判断。每台装置将电压采集值送往状态监测中心，实时录波系统的实时数据也上送状态监测中心，状态监测中心对比多组同源数据，如果判出某一间隔装置某相电压采样值与其他装置电压采样值误差大于某一极限值，即告警该装置电压采集通道异常。

2）开关量输出及跳闸回路

对于在检修周期内没有动作过的保护装置，运行人员不清楚该装置的出口回路是否良好，真正故障时能否顺利跳开断路器切除故障，对此，需要提前发停电通知，设备退出运行后检修人员就地对保护开出及操作回路进行检验，检验周期长，工作量大。对此种情况，本方案的解决方案是：在远程状态监测中心对保护装置发送一次传动命令，保护装置收到动作命令后，执行一次跳闸-重合闸操作。整个过程仅需要短时间停电，通过执行跳合操作时对比开关机构动作时各个开关量典型动作时间与实际动作时间，可判断保护出口到断路器执行机构之间的回路接线。

3）开关量输入回路

继电保护、测控装置的开关量状态上送状态监测中心，实时录波系统采集的每个间隔的开关量信息也上送状态监测中心，然后在状态监测中心对开关量状态进行对比分析，同一个开入状态存在不一致即告警，提示检修。同时，在保护开出和操作回路远程检验的过程中，记录开关量状态动作返回的时间，进而判断保护装置开关量状态是否异常。

采取本发明实现状态检修的保护装置，硬件和目前正在运行的继电保护装置相同，仅需要保护软件在信息上送方面做一定的修改即可实现。

本发明能够实现模拟采集回路、开关量输入回路、开关量输出及跳闸回路的状态检修。采用本发明可以对保护装置进行远方维护，从而延长定检周期、减少定检时的检验项目，最终达到降低定检工作量、降低维护费用、节约维护成本的目的。引入保护装置的状态检修技术后，将改变继电保护装置的定检周期，简化保护装置的现场定检程序，保护装置的现场校验模式将发生较大改变，提高现场校验效率。