專利名稱：基于iec61850的數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同步性能測(cè)試方法，尤其涉及一種基于IEC61850的數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
智能變電站采用電子式互感器等新設(shè)備、新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電流、電壓等電氣量采樣就地?cái)?shù)字化，二次系統(tǒng)采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化，信息共享標(biāo)準(zhǔn)化，繼電保護(hù)裝置也由傳統(tǒng)的采用電纜接入電壓、電流模擬量變化為由從光纖接收數(shù)字量，采樣方式發(fā)生了改變，由此也使得繼電保護(hù)裝置的調(diào)試項(xiàng)目、調(diào)試方法都發(fā)生了變化。采樣值同步性能測(cè)試就是智能變電站數(shù)字式微機(jī)保護(hù)新增且必須進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目之一。在變電站中，一般保護(hù)裝置都需采集多個(gè)電量，尤其是母差保護(hù)、變壓器保護(hù)等需采集多個(gè)間隔單元的電量，不僅要求同一間隔內(nèi)電壓/電流采樣值數(shù)據(jù)時(shí)間同步，不同間隔間的電壓/電流采樣值也要保證時(shí)間同步，才能保證保護(hù)動(dòng)作正確，不會(huì)誤動(dòng)或拒動(dòng)。傳統(tǒng)二次保護(hù)裝置將需要的電量通過二次電纜引至裝置，由保護(hù)裝置完成各電量的同步采樣，而智能變電站中的各電量在經(jīng)電子式互感器轉(zhuǎn)換后輸出已是數(shù)字量，數(shù)字量通過光纖送至各保護(hù)裝置，因此，智能變電站數(shù)字式繼電保護(hù)裝置接收到的各采樣值往往不是同步的數(shù)據(jù)，需由保護(hù)裝置對(duì)采樣進(jìn)行嚴(yán)格同步。對(duì)變電站的同步方案及同步原理的研究較多，但對(duì)保護(hù)裝置同步性能測(cè)試的方法目前尚沒有文獻(xiàn)進(jìn)行研究，隨著智能變電站建設(shè)的大規(guī)模開展，如何對(duì)保護(hù)裝置的同步性能進(jìn)行測(cè)試成為了調(diào)試過程中非常重要且不可回避的問題。Q/GDW 441-2010《智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范》中明確要求“保護(hù)裝置應(yīng)不依賴于外部對(duì)時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其功能”，同時(shí)規(guī)范中也明確規(guī)定“保護(hù)應(yīng)直接采樣”，“保護(hù)裝置采樣值采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接入方式，采樣同步應(yīng)由保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)”，根據(jù)以上要求，數(shù)字式保護(hù)裝置一般采用基于FT3的IEC 60044-8或IEC 61850-9-2的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，傳輸延時(shí)固定，采樣值同步由保護(hù)裝置采用插值法完成。插值法是一種推算式同步方式。保護(hù)裝置利用MU采樣信息的準(zhǔn)確到達(dá)時(shí)刻、報(bào)文延遲時(shí)間來(lái)推算MU對(duì)應(yīng)本地時(shí)刻的采樣樣本，然后通過插值計(jì)算獲取不同MU對(duì)應(yīng)同一本地時(shí)刻的采樣樣本信息。其前提是已知(或計(jì)算可得到)各個(gè)MU采樣到達(dá)保護(hù)的確定的延遲時(shí)間，如圖2中，實(shí)線表示MU采樣報(bào)文的準(zhǔn)確時(shí)刻，虛線表示保護(hù)實(shí)際接收到MU采樣報(bào)文的時(shí)刻，Atl、At2分別為合并單元MU1、MU2的固定采樣延遲時(shí)間，通過該延遲時(shí)間， 可以推算出MU的實(shí)際采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的本地時(shí)刻，以實(shí)線表示。通過插值計(jì)算可獲取各個(gè)MU 對(duì)應(yīng)任一本地時(shí)刻的采樣數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)采樣同步計(jì)算。目前進(jìn)行保護(hù)裝置同步測(cè)試的方法目前尚沒有對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行同步性能測(cè)試明確的方法，通常是在互感器進(jìn)行精度試驗(yàn)時(shí)，將各個(gè)合并單元的額定延時(shí)調(diào)整為相同的值，以此來(lái)保證保護(hù)裝置接收到的各個(gè)間隔的值是同一時(shí)刻的值，但這種辦法其實(shí)是無(wú)法對(duì)保護(hù)裝置的同步性能測(cè)試的，僅僅能保證裝置接收到的各合并單元的采樣值是同一時(shí)刻的，并不能保證經(jīng)過保護(hù)裝置的插值算法后，各間隔的采樣值仍是同步的。同時(shí)由于站內(nèi)互感器或合并單元往往不是同一個(gè)廠家產(chǎn)品，有時(shí)并不能將各個(gè)合并單元的額定延時(shí)調(diào)整為相同的值，因此也具有很大的局限性。另一個(gè)對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行同步性能驗(yàn)證的方法是在互感器一次側(cè)加同電源的方法。如對(duì)差動(dòng)各側(cè)電流采樣值進(jìn)行同步性能測(cè)試，則將各側(cè)電流互感器在一次加上同一個(gè)電流，在保護(hù)裝置查看各側(cè)電流采樣值，看相位是否正確，來(lái)判斷保護(hù)裝置同步性能是否正常。通常這種方法適合在出廠集中測(cè)試階段進(jìn)行。但這個(gè)方法也存在很大的弊端一、當(dāng)一次設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)安裝完畢后，通常各側(cè)互感器距離較遠(yuǎn)，特別是變壓器各側(cè)，不具備加同一個(gè)電流的條件，這種辦法就無(wú)法使用；二、無(wú)法在一次側(cè)同時(shí)加電壓和電流，因此對(duì)電流、電壓之間的同步性能不能進(jìn)行測(cè)試；三、這種測(cè)試方法需要升流器、調(diào)壓器等一次設(shè)備，試驗(yàn)時(shí)非常麻煩，需要時(shí)間較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種基于IEC61850的數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試方法，它具有一種對(duì)數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試的新方法，具有簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確，節(jié)省時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種基于IEC61850的數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試方法，利用數(shù)字式繼電保護(hù)測(cè)試儀，通過導(dǎo)入數(shù)字式繼電保護(hù)裝置的CID模型文件，獲得數(shù)字式繼電保護(hù)裝置采樣值的通道定義并進(jìn)行通道配置，輸出符合數(shù)字式繼電保護(hù)裝置定義的采樣數(shù)據(jù)；按照 IEC61850-9-2.IEC60044-8的幀格式模擬合并單元將電壓和電流采樣值發(fā)送到數(shù)字式繼電保護(hù)裝置；通過改變數(shù)字式繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出的各間隔采樣值通道中的額定延時(shí)時(shí)間， 在不同的延時(shí)情況下，對(duì)數(shù)字式繼電保護(hù)裝置需要進(jìn)行同步測(cè)試的各間隔采樣值，進(jìn)行額定延時(shí)的不同配置，查看數(shù)字式繼電保護(hù)裝置顯示的各間隔相角差是否與額定延時(shí)相角差相對(duì)應(yīng)。若對(duì)應(yīng)，則數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試正確，反之，數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能不正確。具體測(cè)試過程是，對(duì)不同間隔的采樣值進(jìn)行同步性能測(cè)試設(shè)定其一間隔采樣值的額定延時(shí)為tl μ S，另一個(gè)間隔采樣值的額定延時(shí)為t2 μ S，則兩個(gè)間隔采樣值的額定延時(shí)為(t2-tl) μ s，各采樣值均為頻率為50Hz的正弦波，因此每毫秒角度為360° /20ms = 18°，在額定延時(shí)相差為(t2-tl) μ s的情況下，兩個(gè)間隔采樣值對(duì)應(yīng)的相角差為Δφ理論 =(t2-tl) μ s*18° /1000，查看數(shù)字式繼電保護(hù)裝置兩個(gè)間隔采樣值對(duì)應(yīng)實(shí)際相角差為 Δφ實(shí)際，若Δφ理論=Δφ實(shí)際，則數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試正確，反之，數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能不正確。本發(fā)明的工作原理利用數(shù)字式繼電保護(hù)測(cè)試儀，模擬合并單元將電壓和電流采樣值發(fā)送到數(shù)字式繼電保護(hù)裝置，通過改變數(shù)字式繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出的各間隔采樣值通道中的額定延時(shí)時(shí)間，在不同的延時(shí)情況下測(cè)試數(shù)字式繼電保護(hù)裝置的同步性能，即間隔對(duì)應(yīng)的相角差Δφ理論和實(shí)際相角差Δφ實(shí)際若相等，則說明數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試正確，反之，則不同步。
本發(fā)明的有益效果本測(cè)試方法可以正確完成保護(hù)同步性能測(cè)試，彌補(bǔ)了目前沒有數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試方法的空白，不需要升流器、調(diào)壓器等一次設(shè)備，節(jié)省了大量的人力、物力， 節(jié)約了調(diào)試時(shí)間。


圖1為本發(fā)明的流程圖；圖2為MU采樣準(zhǔn)確時(shí)刻與數(shù)字式繼電保護(hù)裝置實(shí)際接收到MU采樣報(bào)文的時(shí)刻比較示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。一種基于IEC61850的數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試方法，利用數(shù)字式繼電保護(hù)測(cè)試儀，通過導(dǎo)入數(shù)字式繼電保護(hù)裝置的CID模型文件，獲得數(shù)字式繼電保護(hù)裝置采樣值的通道定義并進(jìn)行通道配置，輸出符合數(shù)字式繼電保護(hù)裝置定義的采樣數(shù)據(jù)；按照 IEC61850-9-2、IEC 60044-8的幀格式模擬合并單元將電壓和電流采樣值發(fā)送到數(shù)字式繼電保護(hù)裝置；通過改變數(shù)字式繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出的各間隔采樣值通道中的額定延時(shí)時(shí)間，在不同的延時(shí)情況下，對(duì)數(shù)字式繼電保護(hù)裝置需要進(jìn)行同步測(cè)試的各間隔采樣值，進(jìn)行額定延時(shí)的不同配置，查看數(shù)字式繼電保護(hù)裝置顯示的各間隔相角差是否與額定延時(shí)相角差相對(duì)應(yīng)。若對(duì)應(yīng)，則數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試正確，反之，數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能不正確。以母線保護(hù)為例詳細(xì)介紹如下母線保護(hù)需接入本條母線上所有間隔的電流采樣值和母線電壓的采樣值，對(duì)這些不同間隔的采樣值進(jìn)行同步性能測(cè)試如下設(shè)定一個(gè)間隔采樣值的額定延時(shí)為tl μ S，另一個(gè)間隔采樣值的額定延時(shí)為t2 μ S，則兩個(gè)間隔采樣值的額定延時(shí)為(t2_tl) μ S,各采樣值均為頻率為50Hz的正弦波，因此每毫秒角度為 360° /20ms = 18°，在額定延時(shí)相差為(t2_tl) μ s的情況下，兩個(gè)間隔對(duì)應(yīng)的相角差為 Δφ理論=(t2-tl) ys*18° /1000，查看數(shù)字式繼電保護(hù)裝置兩個(gè)間隔對(duì)應(yīng)實(shí)際相角差為Δφ實(shí)際，若Δφ理論=Δφ實(shí)際，則數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試正確，反之，數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能不正確。例如
權(quán)利要求
1.一種基于IEC61850的數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試方法，其特征是，利用數(shù)字式繼電保護(hù)測(cè)試儀，通過導(dǎo)入數(shù)字式繼電保護(hù)裝置的CID模型文件，獲得數(shù)字式繼電保護(hù)裝置采樣值的通道定義并進(jìn)行通道配置，輸出符合數(shù)字式繼電保護(hù)裝置定義的采樣數(shù)據(jù)； 按照IEC61850-9-2、IEC60044-8的幀格式模擬合并單元將電壓和電流采樣值發(fā)送到數(shù)字式繼電保護(hù)裝置；通過改變數(shù)字式繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出的各間隔采樣值通道中的額定延時(shí)時(shí)間，在不同的延時(shí)情況下，對(duì)數(shù)字式繼電保護(hù)裝置需要進(jìn)行同步測(cè)試的各間隔采樣值，進(jìn)行額定延時(shí)的不同配置，查看數(shù)字式繼電保護(hù)裝置顯示的各間隔相角差是否與額定延時(shí)相角差相對(duì)應(yīng)；若對(duì)應(yīng)，則數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試正確，反之，數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能不正確。
2.如權(quán)利要求1所述的基于IEC61850的數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試方法， 其特征是，數(shù)字式繼電保護(hù)裝置顯示的各間隔相角差和額定延時(shí)相角差具體測(cè)試過程是，對(duì)不同間隔的采樣值進(jìn)行同步性能測(cè)試設(shè)定其一間隔采樣值的額定延時(shí)為tl μ s, 另一個(gè)間隔采樣值的額定延時(shí)為t2y s，則兩個(gè)間隔采樣值的額定延時(shí)為(t2-tl) μ s, 各采樣值均為頻率為50Hz的正弦波，因此每毫秒角度為360° /20ms = 18°，在額定延時(shí)相差為(t2-tl) μ s的情況下，兩個(gè)間隔采樣值對(duì)應(yīng)的相角差為Δφ理論=(t2-tl) ys*18° /1000，查看數(shù)字式繼電保護(hù)裝置兩個(gè)間隔采樣值對(duì)應(yīng)實(shí)際相角差為Δφ實(shí)際， 若Δφ理論=Δφ實(shí)際，則數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試正確，反之，數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能不正確。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于IEC61850的數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試方法，利用數(shù)字式繼電保護(hù)測(cè)試儀，模擬合并單元將電壓和電流采樣值發(fā)送到數(shù)字式繼電保護(hù)裝置；通過改變數(shù)字式繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出的各間隔采樣值通道中的額定延時(shí)時(shí)間，在不同的延時(shí)情況下，對(duì)數(shù)字式繼電保護(hù)裝置需要進(jìn)行同步測(cè)試的各間隔采樣值，進(jìn)行額定延時(shí)的不同配置，查看數(shù)字式繼電保護(hù)裝置顯示的各間隔相角差是否與額定延時(shí)差相對(duì)應(yīng)。若對(duì)應(yīng)，則數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試正確，反之，同步性能不正確。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明彌補(bǔ)了目前沒有數(shù)字式繼電保護(hù)裝置同步性能測(cè)試方法的空白，不需要升流器、調(diào)壓器等一次設(shè)備，節(jié)省了大量的人力、物力，節(jié)約了調(diào)試時(shí)間。
文檔編號(hào)G01R19/00GK102495322SQ20111043565
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者井俊雙, 井雨剛, 劉延華, 唐新建, 孫運(yùn)濤, 張國(guó)輝, 王昕 申請(qǐng)人:山東電力研究院