本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)智能變電站保護(hù)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域,具體地說(shuō),涉及一種智能變電站變壓器保護(hù)合并單元同步核相測(cè)試裝置。
背景技術(shù):
變壓器是電力系統(tǒng)的主設(shè)備之一,為保證變壓器的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,當(dāng)變壓器發(fā)生短路故障時(shí),應(yīng)盡快切除變壓器;而當(dāng)變壓器處于不正常運(yùn)行方式時(shí),應(yīng)盡快發(fā)出告警信號(hào)并進(jìn)行處理。為此,在二次側(cè)配置功能完善的變壓器保護(hù)裝置是十分必要的。
近年來(lái),隨著智能變電站建設(shè)的不斷推進(jìn),智能變電站內(nèi)采用了大量的新設(shè)備和新技術(shù),比如智能化的保護(hù)裝置、智能終端、合并單元、電子式互感器等等。它們的自身的性能和相互之間的配合關(guān)系將直接影響到變壓器保護(hù)裝置動(dòng)作的正確性。
在實(shí)際生產(chǎn)中,由于各廠家調(diào)試人員技術(shù)能力參差不齊、運(yùn)行人員對(duì)智能化裝置理解不到位,出現(xiàn)了因配置文件錯(cuò)誤造成了主變?nèi)齻?cè)合并單元延時(shí)不匹配,進(jìn)而導(dǎo)致了變壓器保護(hù)在啟動(dòng)過(guò)程中的誤動(dòng)作;也出現(xiàn)了運(yùn)行人員忘記投入低壓側(cè)間隔壓板而導(dǎo)致區(qū)外故障時(shí)候變壓器保護(hù)的誤動(dòng)作。
因此,在調(diào)試過(guò)程中驗(yàn)證智能站變壓器保護(hù)各側(cè)合并單元的同步性,尤其是電流量的同步性,就顯得異乎尋常的重要。但實(shí)際中,存在各側(cè)合并單元距離較遠(yuǎn),使用繼電保護(hù)測(cè)試儀或是一次通流配合不便的情況;也存在高壓側(cè)合并單元連接電子式互感器而低壓側(cè)合并單元連接傳統(tǒng)互感器的情況;而且對(duì)于絕大部分智能變電站沒(méi)有獨(dú)立的變壓器保護(hù)故障錄波器或網(wǎng)絡(luò)分析儀,高壓側(cè)和低壓側(cè)的故障錄波器是獨(dú)立的,無(wú)法在故障錄波器或者網(wǎng)絡(luò)分析儀上判斷變壓器保護(hù)各側(cè)合并單元的同步性?,F(xiàn)有的測(cè)試方法主要是對(duì)合并單元自身的延時(shí)、同步對(duì)時(shí)等進(jìn)行測(cè)試,至多對(duì)穩(wěn)態(tài)下的合并單元同步性能進(jìn)行測(cè)試,而無(wú)法模擬變壓器啟動(dòng)時(shí)刻的合并單元暫態(tài)特性,因此可能會(huì)造成同步性能不滿足要求的合并單元投入運(yùn)行,給智能變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行埋下隱患,存在著極大的安全事故風(fēng)險(xiǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型為了解決智能變電站變壓器采用合并單元進(jìn)行保護(hù)采樣時(shí),存在至多對(duì)穩(wěn)態(tài)下的合并單元同步性能進(jìn)行測(cè)試,而無(wú)法模擬變壓器啟動(dòng)時(shí)候的合并單元暫態(tài)特性,可能會(huì)造成同步性不滿足要求的合并單元投入運(yùn)行,給智能變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行埋下隱患的問(wèn)題,提供一種智能變電站變壓器保護(hù)合并單元同步核相測(cè)試裝置。
本實(shí)用新型所需要解決的技術(shù)問(wèn)題,可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
一種智能變電站變壓器保護(hù)合并單元同步核相測(cè)試裝置,其特征在于,包括:
多個(gè)具備脈沖觸發(fā)功能的定位裝置;
多個(gè)模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀,每個(gè)模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀連接一個(gè)所述定位裝置和一個(gè)擬測(cè)試的合并單元,每個(gè)模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀在與其連接的定位裝置的脈沖觸發(fā)下,向與其連接的合并單元輸出模擬量測(cè)試信號(hào),所述定位裝置集成在所述模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀上;
具有錄波功能的變壓器保護(hù)裝置,所述變壓器保護(hù)裝置與所有擬測(cè)試的合并單元連接,接收所有合并單元的輸出測(cè)試量波形。
本實(shí)用新型中,所述定位裝置為具備脈沖觸發(fā)功能的北斗定位裝置或者GPS定位裝置。
本實(shí)用新型中,所述擬測(cè)試的合并單元為模擬量輸入合并單元,擬測(cè)試的合并單元與模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀直接連接。
本實(shí)用新型中,所述擬測(cè)試的合并單元為電子式互感器合并單元,擬測(cè)試的合并單元與模擬量輸出繼電器保護(hù)測(cè)試儀通過(guò)ECT模擬器或者EVT模擬器連接。
本實(shí)用新型中,所述擬測(cè)試的合并單元包括至少一個(gè)模擬量輸入合并單元和至少一個(gè)電子式互感器合并單元,模擬量輸入合并單元與模擬量輸出繼電器保護(hù)測(cè)試儀直接連接,電子式互感器合并單元與模擬量輸出繼電器保護(hù)測(cè)試儀通過(guò)ECT模擬器或者EVT模擬器連接。
本實(shí)用新型中,所述模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀向與其連接的合并單元輸出的模擬量測(cè)試信號(hào)為電流模擬量測(cè)試信號(hào),合并單元產(chǎn)生的輸出測(cè)試量波形為電流輸出測(cè)試量波形;
或者,所述模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀向與其連接的合并單元輸出的模擬量測(cè)試信號(hào)為電壓模擬量測(cè)試信號(hào),合并單元產(chǎn)生的輸出測(cè)試量波形為電壓輸出測(cè)試量波形。
所述多個(gè)合并單元至少包括變壓器第一側(cè)合并單元、變壓器第二側(cè)合并單元和變壓器第三側(cè)合并單元中的至少其中兩側(cè)合并單元,所述變壓器第一側(cè)、第二側(cè)和第三側(cè)的電壓等級(jí)不同,將多個(gè)合并單元產(chǎn)生的輸出測(cè)試量波形變換到同一時(shí)標(biāo)體系后,進(jìn)行輸出測(cè)試量波形對(duì)比分析。
所述多個(gè)合并單元至少包括變壓器第一側(cè)合并單元,變壓器第二側(cè)合并單元和/或變壓器第三側(cè)合并單元產(chǎn)生的輸出測(cè)試量波形,以變壓器第一側(cè)合并單元的輸出測(cè)試量波形為基準(zhǔn)進(jìn)行變換后,進(jìn)行輸出測(cè)試量波形對(duì)比分析,所述變壓器第一側(cè)的電壓等級(jí)大于變壓器第二側(cè)和/或第三側(cè)的電壓等級(jí)。
本實(shí)用新型中,所述模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀向與其連接的合并單元輸出的模擬量測(cè)試信號(hào)包括電流模擬量測(cè)試信號(hào)和電壓模擬量測(cè)試信號(hào),電流模擬量測(cè)試信號(hào)和電壓模擬量測(cè)試信號(hào)的相位角差設(shè)置為零度。
本實(shí)用新型的智能變電站變壓器保護(hù)合并單元同步核相測(cè)試裝置,采用了調(diào)取變壓器保護(hù)裝置錄波波形的合并單元同步性能測(cè)試方法,該方法是在完成合并單元單體測(cè)試的基礎(chǔ)上,利用北斗或是GPS裝置控制繼電保護(hù)測(cè)試儀對(duì)變壓器保護(hù)裝置各側(cè)合并單元同步加量并在變壓器保護(hù)裝置上讀取波形、進(jìn)行分析,來(lái)綜合判斷變壓器保護(hù)裝置各側(cè)合并單元間在接收電流瞬間是否同步,此方法利用變壓器保護(hù)裝置自身的錄波波形進(jìn)行分析,電氣量來(lái)自與變壓器保護(hù)裝置相同的互感器繞組,比從故障錄波器讀取的互感器測(cè)量繞組信息更能準(zhǔn)確的反應(yīng)變壓器保護(hù)情況。
附圖說(shuō)明
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
圖1為本實(shí)用新型裝置第一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型裝置第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型裝置第三種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解,下面結(jié)合具體圖示,進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
本實(shí)用新型的主旨在于,通過(guò)對(duì)現(xiàn)有智能變電站變壓器采用合并單元進(jìn)行保護(hù)采樣時(shí),合并單元同步性測(cè)試方式的分析,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有方式存在至多對(duì)穩(wěn)態(tài)下的合并單元同步性能進(jìn)行測(cè)試,而無(wú)法模擬變壓器啟動(dòng)時(shí)候的合并單元暫態(tài)特性,可能會(huì)造成同步性不滿足要求的合并單元投入運(yùn)行,給智能變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行埋下隱患的問(wèn)題,通過(guò)本實(shí)用新型提供一種智能變電站變壓器保護(hù)合并單元同步核相測(cè)試裝置以解決上述問(wèn)題。
參見(jiàn)圖1,在本實(shí)施方式中,擬針對(duì)3個(gè)分別處于變壓器高壓側(cè)的合并單元、變壓器中壓側(cè)合并單元和變壓器低壓側(cè)的合并單元的同步性進(jìn)行測(cè)試,為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型的智能變電站變壓器保護(hù)合并單元同步核相測(cè)試裝置,包括多個(gè)具備脈沖觸發(fā)功能的定位裝置,定位裝置集成在模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀上,例如,采用具有脈沖觸發(fā)功能的北斗定位裝置或者GPS定位裝置,通過(guò)設(shè)置天線把微弱的微信電磁波能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流,通過(guò)設(shè)置前置放大器將北斗或者GPS信號(hào)電流予以放大,而北斗或者GPS部分的信號(hào)處理模塊集成在模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀上,每個(gè)定位裝置均連接一個(gè)模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀,定位裝置和模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀組成模擬量測(cè)試信號(hào)的發(fā)射裝置。
本實(shí)施方式中的3個(gè)合并單元均為模擬量輸入合并單元,因此,擬測(cè)試的合并單元與模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀采用了直接連接的方式,每個(gè)合并單元分別連接一個(gè)模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀,模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀在與其連接的定位裝置的脈沖觸發(fā)下,向與其連接的合并單元輸出模擬量測(cè)試信號(hào)。合并單元接收到模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀的模擬量測(cè)試信號(hào)后,將產(chǎn)生輸出測(cè)試量波形,3個(gè)合并單元產(chǎn)生的輸出測(cè)試量波形均輸入變壓器保護(hù)裝置,變壓器保護(hù)裝置具有錄波功能,其與所有擬測(cè)試的合并單元連接,接收所有合并單元的輸出測(cè)試量波形,并對(duì)輸出測(cè)試量波形進(jìn)行錄波。實(shí)際情況中,多個(gè)合并單元有距離,而且通常距離較遠(yuǎn),因此造成了同步性測(cè)試的不便,但合并單元往變壓器保護(hù)裝置輸出的通常都是數(shù)字量,因此,對(duì)于本實(shí)用新型而言可以通過(guò)連接好的光纖進(jìn)行輸出,而實(shí)際工程上基建會(huì)敷設(shè)好的光纖,類(lèi)似于傳統(tǒng)站的二次電纜,利用上述現(xiàn)有資源即可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的需求。
本實(shí)施方式完成上述的連接后,在進(jìn)行合并單元同步性測(cè)試時(shí),首先將模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀的輸出設(shè)置為脈沖觸發(fā)模式,將變壓器保護(hù)裝置開(kāi)啟進(jìn)行錄波,具體可以開(kāi)啟手動(dòng)錄波的方式,然后在同一時(shí)刻利用多個(gè)定位裝置向多個(gè)模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀同時(shí)發(fā)出脈沖觸發(fā)信號(hào),出于優(yōu)選較好的是采用秒脈沖觸發(fā)信號(hào),也可以采用分脈沖觸發(fā)信號(hào),使得每個(gè)模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀被同時(shí)觸發(fā),向與其連接的合并單元輸出模擬量測(cè)試信號(hào),模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀相當(dāng)于互感器的作用,使得合并單元產(chǎn)生輸出測(cè)試量波形,變壓器保護(hù)裝置錄取多個(gè)合并單元產(chǎn)生輸出測(cè)試量波形,通過(guò)對(duì)錄取的多個(gè)合并單元的輸出測(cè)試量波形對(duì)比分析,得出合并單元是否滿足同步性要求。變壓器保護(hù)裝置的錄波時(shí)長(zhǎng)可以設(shè)置為10s左右,在繼電保護(hù)測(cè)試儀停止輸出之后再結(jié)束錄波,變壓器保護(hù)裝置錄取的波形,較好的是通過(guò)軟件導(dǎo)出形成的CFG格式報(bào)文,以便于對(duì)合并單元的輸出測(cè)試量波形進(jìn)行對(duì)比分析。
從最優(yōu)同步性角度而言,多個(gè)合并單元的輸出測(cè)試量波形完全同步是最好的,但基于實(shí)際情況而言很難出現(xiàn)完全同步的情況,對(duì)于本實(shí)用新型而言,多個(gè)合并單元的輸出測(cè)試量波形的同步性誤差不大于20us,則認(rèn)定多個(gè)合并單元滿足同步性要求。這里,同步性誤差指的是時(shí)間誤差,這是本領(lǐng)域通常的標(biāo)準(zhǔn)要求,相當(dāng)于相位相差不能大于0.36°,即每秒50Hz,每Hz有80個(gè)點(diǎn)/數(shù)據(jù)幀,那么,1Hz的20ms對(duì)應(yīng)80幀對(duì)應(yīng)360°,那么20us對(duì)應(yīng)0.36°
當(dāng)模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀向與其連接的合并單元輸出的模擬量測(cè)試信號(hào)為電流模擬量測(cè)試信號(hào),合并單元產(chǎn)生的輸出測(cè)試量波形為電流輸出測(cè)試量波形;相應(yīng)地,當(dāng)模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀向與其連接的合并單元輸出的模擬量測(cè)試信號(hào)為電壓模擬量測(cè)試信號(hào),合并單元產(chǎn)生的輸出測(cè)試量波形為電壓輸出測(cè)試量波形。
以下以本實(shí)施方式的模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀向與其連接的合并單元輸出的模擬量測(cè)試信號(hào)為電流模擬量測(cè)試信號(hào)時(shí),如何進(jìn)行同步性測(cè)試進(jìn)行說(shuō)明。在慣常情況下,現(xiàn)有一般以電壓等級(jí)對(duì)合并單元位置的劃分,本實(shí)施方式中,3個(gè)合并單元分別處于變壓器的高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè),這里,我們將變壓器的高壓側(cè)定義為變壓器的第一側(cè),變壓器的中壓側(cè)定義為變壓器第二側(cè),變壓器的低壓側(cè)定義為變壓器的第三側(cè),那么,變壓器的第一側(cè)、第二側(cè)和第三側(cè)的電壓等級(jí)依次降低。電壓等級(jí)的高低是一個(gè)相對(duì)概念,在220kV/110kV/35kV(或者10kV)的變電站,220kV是變壓器的高壓側(cè)(第一側(cè)),110kV是變壓器的中壓側(cè)(第二側(cè)),35kV(或者10kV)是變壓器的低壓側(cè)(第三側(cè));而在500Kv/220kV/35kV的變電站,變壓器的高中低壓側(cè)則分別是500Kv、220kV和35kV(或者10kV)。以下,為了便于說(shuō)明,將仍舊以變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)的概念進(jìn)行描述。
3個(gè)定位裝置向3個(gè)模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀同時(shí)發(fā)出脈沖觸發(fā)信號(hào)后,3個(gè)模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀分別輸出測(cè)試用的電流模擬量測(cè)試信號(hào)到變壓器高壓側(cè)合并單元、變壓器中壓側(cè)合并單元和變壓器低壓側(cè)合并單元,出于優(yōu)選,電流模擬量測(cè)試信號(hào)的電流量初始幅值為1A或5A,初始相角為0°并持續(xù)5s。
3個(gè)合并單元將各自產(chǎn)生電流輸出測(cè)試量波形,由于3個(gè)合并單元所處的變壓器位置(電壓等級(jí))不同,比如高壓側(cè)的合并單元,輸出的都是高壓的輸出測(cè)試量波形,中壓側(cè)的合并單元輸出的都是中壓的輸出測(cè)試量波形,對(duì)于3個(gè)合并單元的電流輸出測(cè)試量波形無(wú)法直接進(jìn)行同步性的對(duì)比分析,因此有以下的兩種解決方式:
1、將3個(gè)合并單元產(chǎn)生的電流輸出測(cè)試量波形變換到同一時(shí)標(biāo)體系后,再進(jìn)行電流輸出測(cè)試量波形對(duì)比分析,這樣,可在同一時(shí)標(biāo)體系下展示變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)的合并單元的電流輸出測(cè)試量波形,再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài),即可對(duì)3個(gè)合并單元進(jìn)行同步核相;
2、以變壓器高壓側(cè)合并單元的電流輸出測(cè)試量波形為基準(zhǔn),將變壓器中壓側(cè)和低壓側(cè)合并單元的電流輸出測(cè)試量波形進(jìn)行變換,然后再進(jìn)行電流輸出測(cè)試量波形對(duì)比分析。
可以理解的是,對(duì)于上述的第1種方式,除了應(yīng)用于本實(shí)施方式3個(gè)合并單元分別為變壓器高壓側(cè)合并單元、變壓器中壓側(cè)合并單元和變壓器低壓側(cè)合并單元的情況外,同樣也適用于多個(gè)合并單元中,包括變壓器高壓側(cè)合并單元、變壓器中壓側(cè)合并單元和變壓器低壓側(cè)合并單元中的至少其中兩側(cè)合并單元的情形。例如,擬測(cè)試的合并單元為3個(gè),其中1個(gè)為變壓器高壓側(cè)合并單元,2個(gè)為變壓器中壓側(cè)合并單元;或者,擬測(cè)試的合并單元為5個(gè),其中3個(gè)為變壓器中壓側(cè)合并單元,2個(gè)為變壓器低壓側(cè)合并單元,由于組合方式眾多,基于上述原則本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行設(shè)置,此處不再累述。
對(duì)于上述的第2種方式,同樣除了應(yīng)用于本實(shí)施方式3個(gè)合并單元分別為變壓器高壓側(cè)合并單元、變壓器中壓側(cè)合并單元和變壓器低壓側(cè)合并單元的情況外,同樣也適用于多個(gè)合并單元只有變壓高壓側(cè)合并單元和變壓器中壓側(cè)合并單元,或者多個(gè)合并單元只有變壓高壓側(cè)合并單元和變壓器低壓側(cè)合并單元的情形。另外,當(dāng)模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀向與其連接的合并單元輸出的模擬量測(cè)試信號(hào)為電壓模擬量測(cè)試信號(hào),合并單元產(chǎn)生的輸出測(cè)試量波形為電壓輸出測(cè)試量波形時(shí),合并單元的同步性測(cè)試過(guò)程與上述方式是相同的,此處不再累述。
當(dāng)然,對(duì)于本實(shí)施方式,模擬量輸出繼電保護(hù)測(cè)試儀向與其連接的合并單元輸出的模擬量測(cè)試信號(hào),也可以包括電流模擬量測(cè)試信號(hào)和電壓模擬量測(cè)試信號(hào),需要注意的是,電流模擬量測(cè)試信號(hào)和電壓模擬量測(cè)試信號(hào)的相位角差設(shè)置為零度,電流模擬量測(cè)試信號(hào)和電壓模擬量測(cè)試信號(hào)的幅值可以按照額定值輸出,具體將電壓模擬量測(cè)試信號(hào)的電壓量初始幅值57.7V,電流模擬量測(cè)試信號(hào)的電流量初始幅值設(shè)置為1A或5A。那么,此時(shí)的合并單元與其他合并單元,既可以對(duì)電流輸出測(cè)試量波形進(jìn)行同步性測(cè)試,也可以對(duì)電壓輸出測(cè)試量波形進(jìn)行同步性測(cè)試。
參見(jiàn)圖2和圖3,在本實(shí)用新型的上述兩種實(shí)施方式中,擬測(cè)試的合并單元包還包括電子式互感器合并單元(除附圖3變壓器低壓側(cè)合并單元外,均是),那么,擬測(cè)試的電子式互感器合并單元是不能與模擬量輸出繼電器保護(hù)測(cè)試儀直接連接的,在上述的實(shí)施方式中,擬測(cè)試的合并單元與模擬量輸出繼電器保護(hù)測(cè)試儀通過(guò)ECT模擬器或者EVT模擬器連接。模擬量輸出繼電器保護(hù)測(cè)試儀輸出的模擬量測(cè)試信號(hào),先輸入ECT模擬器或者EVT模擬器,ECT模擬器或者EVT模擬器將模擬量測(cè)試信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)镕T3信號(hào)輸入給合并單元,合并單元產(chǎn)生的輸出測(cè)試量波形再輸入變壓器保護(hù)裝置。
圖2和圖3所示實(shí)施方式,相對(duì)圖1所示的實(shí)施方式,除了增加電子式互感器合并單元外,其對(duì)多個(gè)合并單元同步性的測(cè)試方式與圖1所示實(shí)施方式均是相同的,由于前述的實(shí)施方式已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的描述,除此不再進(jìn)行累述。
以上僅就本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例作了說(shuō)明,但不能理解為是對(duì)權(quán)利要求的限制。本實(shí)用新型不僅局限于以上實(shí)施例,其具體結(jié)構(gòu)允許有變化。總之,凡在本實(shí)用新型獨(dú)立權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)所作的各種變化均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。