專利名稱：采樣數(shù)據(jù)延時(shí)偏差對(duì)繼電保護(hù)裝置影響的仿真測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于各電壓等級(jí)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種采樣數(shù)據(jù)延時(shí) 偏差對(duì)繼電保護(hù)裝置影響的仿真測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字化變電站將為變電站的自動(dòng)化運(yùn)行和管理帶來深遠(yuǎn)的影響和巨大的變革，是 智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面都有著重大意義。保護(hù)裝置作為變電站 內(nèi)最主要的二次設(shè)備，其功能和性能一直受到廣泛關(guān)注，隨著數(shù)字化變電站內(nèi)電子式互感 器及光纖通信網(wǎng)絡(luò)的采用，勢(shì)必會(huì)帶來繼電保護(hù)技術(shù)的飛躍發(fā)展。然而，數(shù)字化變電站作為 一個(gè)新興的領(lǐng)域，電子式互感器采用的是新技術(shù)，尚處于應(yīng)用初期，其自身特性以及穩(wěn)定性 對(duì)保護(hù)裝置的影響還不是很明確，光纖通信網(wǎng)絡(luò)在過程層的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足。因此，研究電子 式互感器及過程層網(wǎng)絡(luò)異常情況對(duì)保護(hù)裝置的影響的仿真測(cè)試方法對(duì)于繼電保護(hù)裝置在 數(shù)字化變電站中的可靠應(yīng)用十分必要，是相應(yīng)繼電保護(hù)裝置的開發(fā)及檢測(cè)的重要手段。電子式互感器(包括合并單元)及過程層網(wǎng)絡(luò)都會(huì)使采樣值的傳送產(chǎn)生延時(shí)，而 不同廠家的電子式互感器由于技術(shù)方面的差異，數(shù)據(jù)處理延時(shí)并不相同，同時(shí)，過程層網(wǎng)絡(luò) 延時(shí)也會(huì)受網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷等因素的影響而變化。采樣值發(fā)送的延時(shí)直接影響保護(hù)裝置運(yùn)算數(shù)據(jù) 窗長(zhǎng)的選取，對(duì)保護(hù)裝置運(yùn)行產(chǎn)生影響，延時(shí)過長(zhǎng)將會(huì)導(dǎo)致響應(yīng)保護(hù)閉鎖，因此保護(hù)裝置在 工程應(yīng)用前必須進(jìn)行針對(duì)性的仿真測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明提出了一種采樣數(shù)據(jù)延時(shí)偏差對(duì)繼電保護(hù)裝置影響的 仿真測(cè)試方法，包括以下步驟一 )針對(duì)保護(hù)裝置應(yīng)用的電壓等級(jí)及具體環(huán)境，搭建動(dòng)態(tài)模擬仿真系統(tǒng)，步驟如 下(1)采用等值發(fā)電機(jī)模擬電廠；(2)采用等值電源模擬等值系統(tǒng)；(3)采用三繞組變壓器、雙母線配置模擬數(shù)字化變電站，模擬數(shù)字化變電站與模擬 電廠間經(jīng)單回模擬線路連接，與模擬等值系統(tǒng)間經(jīng)雙回模擬線路連接；(4)模擬數(shù)字化變電站的電壓、電流信號(hào)通過電子式電壓互感器、電子式電流互感 器采集，傳送給數(shù)字錄波器；(5)輸電線路上、雙母線上、及變壓器的高、中、低壓側(cè)共設(shè)置12個(gè)故障點(diǎn)，每一個(gè) 故障點(diǎn)都用于模擬各種類型的金屬性或經(jīng)過渡電阻短路的故障，變壓器高壓繞組設(shè)置一個(gè) 故障點(diǎn)，用于模擬不同范圍的匝間短路。二)在動(dòng)態(tài)模擬仿真系統(tǒng)中進(jìn)行系統(tǒng)正常運(yùn)行情況測(cè)試、保護(hù)區(qū)內(nèi)故障測(cè)試及保 護(hù)區(qū)外故障測(cè)試，并通過故障錄波器記錄保護(hù)用相應(yīng)電子式互感器的采樣數(shù)據(jù)；三)將故障錄波器中相應(yīng)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，對(duì)保護(hù)裝置所接收的電流采樣值進(jìn)行處理，具體方法如下(1)選取正常運(yùn)行情況數(shù)據(jù)，輸入數(shù)字式保護(hù)測(cè)試裝置，將數(shù)字式保護(hù)測(cè)試裝置的 “采樣值設(shè)置”項(xiàng)目中的“MAC地址”、“APPID”及“SVID”子項(xiàng)信息與電子式互感器合并單元 的“MAC地址”、“APPID”及“ SVID”設(shè)置相同，選取一個(gè)電子式電流互感器采樣值數(shù)據(jù)序列， 將其較其他電子式電流互感器采樣值數(shù)據(jù)序列分別延遲1幀 7幀，將調(diào)整之后的采樣值 數(shù)據(jù)輸出給保護(hù)裝置，記錄保護(hù)裝置上報(bào)的事件記錄信息及動(dòng)作情況；(2)選取保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障情況數(shù)據(jù)，輸入數(shù)字式保護(hù)測(cè)試裝置，將數(shù)字式保護(hù)測(cè) 試裝置的“采樣值設(shè)置”項(xiàng)目中的“MAC地址”、“APPID”及“SVID”子項(xiàng)信息與電子式互感器 合并單元的“MAC地址”、“APPID”及“SVID”設(shè)置相同，選取一個(gè)電子式電流互感器采樣值 數(shù)據(jù)序列，分別選取故障開始前、故障發(fā)生過程中及故障結(jié)束之后的數(shù)據(jù)段，將其較其他電 子式電流互感器采樣值數(shù)據(jù)序列分別延遲1幀 7幀，將調(diào)整之后的采樣值數(shù)據(jù)輸出給保 護(hù)裝置，記錄保護(hù)裝置上報(bào)的事件記錄信息及動(dòng)作情況；(3)選取保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障情況數(shù)據(jù)，輸入數(shù)字式保護(hù)測(cè)試裝置，將數(shù)字式保護(hù)測(cè) 試裝置的“采樣值設(shè)置”項(xiàng)目中的“MAC地址”、“APPID”及“SVID”子項(xiàng)信息與電子式互感器 合并單元的“MAC地址”、“APPID”及“SVID”設(shè)置相同，選取一個(gè)電子式電流互感器采樣值 數(shù)據(jù)序列，分別選取故障開始前、故障發(fā)生過程中及故障結(jié)束之后的數(shù)據(jù)段，將其較其他電 子式電流互感器采樣值數(shù)據(jù)序列分別延遲1幀 7幀，將調(diào)整之后的采樣值數(shù)據(jù)輸出給保 護(hù)裝置，記錄保護(hù)裝置上報(bào)的事件記錄信息及動(dòng)作情況。其中，對(duì)采樣數(shù)據(jù)延時(shí)偏差對(duì)繼電保護(hù)裝置影響的仿真測(cè)試后的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為(1)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)接收到各電子式互感器采樣數(shù)據(jù)間最大延時(shí)偏差不超 過1ms時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)正常工作；保護(hù)接收到各電子式互感器采樣數(shù)據(jù)間最大延時(shí)偏差超 過1ms時(shí)，閉鎖保護(hù)，在最大延時(shí)偏差低于1ms，持續(xù)40ms后保護(hù)閉鎖開放；(2)系統(tǒng)發(fā)生保護(hù)區(qū)內(nèi)故障時(shí)，故障發(fā)生前保護(hù)接收到各電子式互感器采樣數(shù)據(jù) 間最大延時(shí)偏差不超過1ms時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)正常工作，保護(hù)接收到各電子式互感器采樣數(shù) 據(jù)間最大延時(shí)偏差超過1ms時(shí)，閉鎖保護(hù)，在最大延時(shí)偏差低于1ms，持續(xù)40ms后保護(hù)閉 鎖開放，若保護(hù)開放后保護(hù)區(qū)內(nèi)有故障存在，保護(hù)裝置應(yīng)可靠動(dòng)作；故障中若保護(hù)裝置已啟 動(dòng)，則保護(hù)接收到各電子式互感器采樣數(shù)據(jù)間最大延時(shí)偏差不超過1ms時(shí)，不應(yīng)影響保護(hù) 裝置的正確動(dòng)作；故障結(jié)束后保護(hù)接收到各電子式互感器采樣數(shù)據(jù)間最大延時(shí)偏差不超過 lms時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)正常工作，保護(hù)接收到各電子式互感器采樣數(shù)據(jù)間最大延時(shí)偏差超過 lms時(shí)，閉鎖保護(hù)，在最大延時(shí)偏差低于1ms，持續(xù)40ms后保護(hù)閉鎖開放；(3)系統(tǒng)發(fā)生保護(hù)區(qū)外故障時(shí)，故障發(fā)生前、進(jìn)行中及故障結(jié)束后保護(hù)裝置接收各 電子式互感器采樣數(shù)據(jù)出現(xiàn)延時(shí)，均不應(yīng)發(fā)生誤動(dòng)作；(4)保護(hù)裝置因采樣延時(shí)越限閉鎖后，應(yīng)有相應(yīng)事件記錄報(bào)文生成。本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)明了一種電子式互感器及網(wǎng)絡(luò)延時(shí)偏差對(duì)繼電保護(hù) 裝置影響的仿真測(cè)試方法，解決了保護(hù)裝置對(duì)相應(yīng)情況的適應(yīng)性測(cè)試研究。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是采樣數(shù)據(jù)延時(shí)偏差對(duì)繼電保護(hù)裝置影響的仿真測(cè)試系統(tǒng)流程圖。
具體實(shí)施例方式1、針對(duì)保護(hù)裝置應(yīng)用的220kV電壓等級(jí)具體環(huán)境，搭建動(dòng)態(tài)模擬仿真系統(tǒng)，步驟 如下(1)采用等值發(fā)電機(jī)模擬220kV側(cè)總裝機(jī)容量550MVA的電廠，采用等值發(fā)電機(jī)模 擬llOkV側(cè)總裝機(jī)容量120MVA的電廠；(2)采用等值電源模擬系統(tǒng)短路容量為10000MVA的等值系統(tǒng)；(3)采用接線方式Y(jié)0/Y/A-12-11的三繞組變壓器模擬變電站內(nèi)額定容量為 238MVA的三繞組變壓器，結(jié)合雙母線配置模擬數(shù)字化變電站，模擬數(shù)字化變電站與模擬 220kV側(cè)電廠間經(jīng)100km單回模擬線路連接，與模擬llOkV側(cè)電廠經(jīng)10km單回模擬線路連 接，與模擬等值系統(tǒng)間經(jīng)200km雙回模擬線路連接；(4)分別在變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)接入電子式電流互感器ECT1、ECT2、 ECT3采集電流信號(hào)，傳送給ZH-5N數(shù)字錄波器；(5)在變壓器的高、中、低壓側(cè)共設(shè)置6個(gè)故障點(diǎn)，每一個(gè)故障點(diǎn)都用于模擬各種 類型的金屬性或經(jīng)過渡電阻短路的故障，變壓器高壓繞組設(shè)置一個(gè)故障點(diǎn)，用于模擬不同 范圍的匝間短路；(6)模擬系統(tǒng)正常運(yùn)行及變壓器保護(hù)區(qū)內(nèi)、外故障情況，通過ZH-5N數(shù)字錄波器取 得相應(yīng)仿真數(shù)據(jù)。2、將1中的數(shù)據(jù)輸入數(shù)字式繼電保護(hù)測(cè)試裝置，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，模擬不同廠家 電子式互感器及過程層網(wǎng)絡(luò)發(fā)送采樣值數(shù)據(jù)延時(shí)差異。(1)選取正常運(yùn)行情況數(shù)據(jù)，輸入數(shù)字式保護(hù)測(cè)試裝置，將數(shù)字式保護(hù)測(cè)試裝置中 的“采樣值設(shè)置”項(xiàng)目中對(duì)應(yīng)的“MAC地址”、“APPID”及“SVID”子項(xiàng)信息與ECT1、ECT2、ECT3 的合并單元的“MAC地址”、“APPID”及“SVID”設(shè)置相同，選取ECT1采樣值數(shù)據(jù)序列，將其 較ECT2、ECT3采樣值數(shù)據(jù)序列分別延遲1幀 7幀；(2)選取保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障情況數(shù)據(jù)，輸入數(shù)字式保護(hù)測(cè)試裝置，將數(shù)字式保護(hù)測(cè) 試裝置中的“采樣值設(shè)置”項(xiàng)目中對(duì)應(yīng)的“MAC地址”、“APPID”及“SVID”子項(xiàng)信息與ECT1、 ECT2、ECT3的合并單元的“MAC地址”、“APPID”及“SVID”設(shè)置相同，選取ECT1采樣值數(shù)據(jù) 序列，分別選取故障開始前、故障發(fā)生過程中及故障結(jié)束之后的數(shù)據(jù)段，將其較ECT2、ECT3 采樣值數(shù)據(jù)序列分別延遲1幀 7幀；(3)選取保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障情況數(shù)據(jù)，輸入數(shù)字式保護(hù)測(cè)試裝置，將數(shù)字式保護(hù)測(cè) 試裝置中的“采樣值設(shè)置”項(xiàng)目中對(duì)應(yīng)的“MAC地址”、“APPID”及“SVID”子項(xiàng)信息與ECT1、 ECT2、ECT3的合并單元的“MAC地址”、“APPID”及“SVID”設(shè)置相同，選取ECT1采樣值數(shù)據(jù) 序列，分別選取故障開始前、故障發(fā)生過程中及故障結(jié)束之后的數(shù)據(jù)段，將其較ECT2、ECT3 采樣值數(shù)據(jù)序列分別延遲1幀 7幀。3、將2中調(diào)整之后的采樣值數(shù)據(jù)輸出給保護(hù)裝置，記錄保護(hù)裝置上報(bào)的事件及 ZH-5N中關(guān)于保護(hù)裝置的動(dòng)作信息。4、按評(píng)價(jià)方法對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)。此處已經(jīng)根據(jù)特定的示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來 說在不脫離本發(fā)明的范圍下進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q或修改將是顯而易見的。示例性的實(shí)施例僅僅
6是例證性的，而不是對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求定義。
權(quán)利要求
一種采樣數(shù)據(jù)延時(shí)偏差對(duì)繼電保護(hù)裝置影響的仿真測(cè)試方法，包括以下步驟一)針對(duì)保護(hù)裝置應(yīng)用的電壓等級(jí)及具體環(huán)境，搭建動(dòng)態(tài)模擬仿真系統(tǒng)，步驟如下(1)采用等值發(fā)電機(jī)模擬電廠；(2)采用等值電源模擬等值系統(tǒng)；(3)采用三繞組變壓器、雙母線配置模擬數(shù)字化變電站，模擬數(shù)字化變電站與模擬電廠間經(jīng)單回模擬線路連接，與模擬等值系統(tǒng)間經(jīng)雙回模擬線路連接；(4)模擬數(shù)字化變電站的電壓、電流信號(hào)通過電子式電壓互感器、電子式電流互感器采集，傳送給數(shù)字錄波器；(5)輸電線路上、雙母線上、及變壓器的高、中、低壓側(cè)共設(shè)置12個(gè)故障點(diǎn)，每一個(gè)故障點(diǎn)都用于模擬各種類型的金屬性或經(jīng)過渡電阻短路的故障，變壓器高壓繞組設(shè)置一個(gè)故障點(diǎn)，用于模擬不同范圍的匝間短路。二)在動(dòng)態(tài)模擬仿真系統(tǒng)中進(jìn)行系統(tǒng)正常運(yùn)行情況測(cè)試、保護(hù)區(qū)內(nèi)故障測(cè)試及保護(hù)區(qū)外故障測(cè)試，并通過故障錄波器記錄保護(hù)用相應(yīng)電子式互感器的采樣數(shù)據(jù)；三)將故障錄波器中相應(yīng)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，對(duì)保護(hù)裝置所接收的電流采樣值進(jìn)行處理，具體方法如下(1)選取正常運(yùn)行情況數(shù)據(jù)，輸入數(shù)字式保護(hù)測(cè)試裝置，將數(shù)字式保護(hù)測(cè)試裝置的“采樣值設(shè)置”項(xiàng)目中的“MAC地址”、“APPID”及“SVID”子項(xiàng)信息與電子式互感器合并單元的“MAC地址”、“APPID”及“SVID”設(shè)置相同，選取一個(gè)電子式電流互感器采樣值數(shù)據(jù)序列，將其較其他電子式電流互感器采樣值數(shù)據(jù)序列分別延遲1幀～7幀，將調(diào)整之后的采樣值數(shù)據(jù)輸出給保護(hù)裝置，記錄保護(hù)裝置上報(bào)的事件記錄信息及動(dòng)作情況；(2)選取保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障情況數(shù)據(jù)，輸入數(shù)字式保護(hù)測(cè)試裝置，將數(shù)字式保護(hù)測(cè)試裝置的“采樣值設(shè)置”項(xiàng)目中的“MAC地址”、“APPID”及“SVID”子項(xiàng)信息與電子式互感器合并單元的“MAC地址”、“APPID”及“SVID”設(shè)置相同，選取一個(gè)電子式電流互感器采樣值數(shù)據(jù)序列，分別選取故障開始前、故障發(fā)生過程中及故障結(jié)束之后的數(shù)據(jù)段，將其較其他電子式電流互感器采樣值數(shù)據(jù)序列分別延遲1幀～7幀，將調(diào)整之后的采樣值數(shù)據(jù)輸出給保護(hù)裝置，記錄保護(hù)裝置上報(bào)的事件記錄信息及動(dòng)作情況；(3)選取保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障情況數(shù)據(jù)，輸入數(shù)字式保護(hù)測(cè)試裝置，將數(shù)字式保護(hù)測(cè)試裝置的“采樣值設(shè)置”項(xiàng)目中的“MAC地址”、“APPID”及“SVID”子項(xiàng)信息與電子式互感器合并單元的“MAC地址”、“APPID”及“SVID”設(shè)置相同，選取一個(gè)電子式電流互感器采樣值數(shù)據(jù)序列，分別選取故障開始前、故障發(fā)生過程中及故障結(jié)束之后的數(shù)據(jù)段，將其較其他電子式電流互感器采樣值數(shù)據(jù)序列分別延遲1幀～7幀，將調(diào)整之后的采樣值數(shù)據(jù)輸出給保護(hù)裝置，記錄保護(hù)裝置上報(bào)的事件記錄信息及動(dòng)作情況。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于對(duì)采樣數(shù)據(jù)延時(shí)偏差對(duì)繼電保護(hù)裝置影響的 仿真測(cè)試后的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為(1)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)接收到各電子式互感器采樣數(shù)據(jù)間最大延時(shí)偏差不超過 lms時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)正常工作；保護(hù)接收到各電子式互感器采樣數(shù)據(jù)間最大延時(shí)偏差超過 lms時(shí)，閉鎖保護(hù)，在最大延時(shí)偏差低于1ms，持續(xù)40ms后保護(hù)閉鎖開放；(2)系統(tǒng)發(fā)生保護(hù)區(qū)內(nèi)故障時(shí)，故障發(fā)生前保護(hù)接收到各電子式互感器采樣數(shù)據(jù)間最 大延時(shí)偏差不超過lms時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)正常工作，保護(hù)接收到各電子式互感器采樣數(shù)據(jù)間最大延時(shí)偏差超過lms時(shí)，閉鎖保護(hù)，在最大延時(shí)偏差低于lms，持續(xù)40ms后保護(hù)閉鎖開放， 若保護(hù)開放后保護(hù)區(qū)內(nèi)有故障存在，保護(hù)裝置應(yīng)可靠動(dòng)作；故障中若保護(hù)裝置已啟動(dòng)，則保 護(hù)接收到各電子式互感器采樣數(shù)據(jù)間最大延時(shí)偏差不超過lms時(shí)，不應(yīng)影響保護(hù)裝置的正 確動(dòng)作；故障結(jié)束后保護(hù)接收到各電子式互感器采樣數(shù)據(jù)間最大延時(shí)偏差不超過lms時(shí)， 保護(hù)裝置應(yīng)正常工作，保護(hù)接收到各電子式互感器采樣數(shù)據(jù)間最大延時(shí)偏差超過lms時(shí)， 閉鎖保護(hù)，在最大延時(shí)偏差低于1ms，持續(xù)40ms后保護(hù)閉鎖開放；(3)系統(tǒng)發(fā)生保護(hù)區(qū)外故障時(shí)，故障發(fā)生前、進(jìn)行中及故障結(jié)束后保護(hù)裝置接收各電子 式互感器采樣數(shù)據(jù)出現(xiàn)延時(shí)，均不應(yīng)發(fā)生誤動(dòng)作；(4)保護(hù)裝置因采樣延時(shí)越限閉鎖后，應(yīng)有相應(yīng)事件記錄報(bào)文生成。
全文摘要
本發(fā)明屬于各電壓等級(jí)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種采樣數(shù)據(jù)延時(shí)偏差對(duì)繼電保護(hù)裝置影響的仿真測(cè)試方法，解決了保護(hù)裝置對(duì)相應(yīng)情況的適應(yīng)性測(cè)試研究。包括針對(duì)保護(hù)裝置應(yīng)用的電壓等級(jí)及具體環(huán)境，搭建動(dòng)態(tài)模擬仿真系統(tǒng)；在動(dòng)態(tài)模擬仿真系統(tǒng)中進(jìn)行系統(tǒng)正常運(yùn)行情況測(cè)試、保護(hù)區(qū)內(nèi)故障測(cè)試及保護(hù)區(qū)外故障測(cè)試，并通過故障錄波器記錄保護(hù)用相應(yīng)電子式互感器的采樣數(shù)據(jù)；和將故障錄波器中相應(yīng)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，對(duì)保護(hù)裝置所接收的電流采樣值進(jìn)行處理。
文檔編號(hào)G01R31/327GK101858959SQ201010177449
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者周春霞, 周澤昕, 李仲青, 李巖軍, 李明, 杜丁香, 詹智華, 詹榮榮, 黃毅 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院;天津市電力公司