CN105527528A - 一种智能变电站闭环测试方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种智能变电站闭环测试方法及***，其中，所述方法包括，实时获取变电站线路上的电压信号、与电压信号对应的电压信号时域图以及智能断路器的开关状态；判断电压信号对应的电压值是否超过预设电压阈值以及智能断路器的开关状态是否处于合闸状态；当电压值超过预设电压阈值、且智能断路器的开关状态处于合闸状态时，发送开闸控制信号至智能断路器；获取开闸控制信号以及与所述开闸控制信号对应的开闸控制信号时域图；对比电压信号时域图与开闸控制信号时域图，确定智能变电站的故障响应时间。本发明公开的方法将故障信号和响应控制信号实时显示在时域图中，不仅显示了智能变电站能否对故障响应，同时解决了故障响应时效性。

Description

一种智能变电站闭环测试方法及***

技术领域

本发明涉及智能变电站技术领域，特别是涉及一种智能变电站闭环测试方法及***。

背景技术

变电站是电力***中变换电压、接收和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过变压器将各级电压的电网联系起来。变电站故障威胁人身和设备的安全，因此及时发现变电器故障以及响应故障的时效性对于变电站安全运行起到很重要的作用。

现有技术中，通过监测智能断路器的状态来测量变电站的智能保护机制。智能变电站设备状态在线监测***对断路器的运行状态进行持续稳定的在线监测，通过实时监测的状态量以及相关历史数据，诊断断路器当前的运行状态，并及时对断路器可能发生的故障和运行异常进行预警。

但是，这种监测方法智能评估智能变电站是否响应了故障，对故障的响应时间的时效性不能体现出来。

发明内容

本发明实施例中提供了一种智能变电站闭环测试方法及***，以解决现有技术中的无法体现智能变电站对故障响应时间的时效性问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

本发明公开了一种智能变电站闭环测试方法，包括：

实时获取变电站线路上的电压信号、与所述电压信号对应的电压信号时域图以及智能断路器的开关状态；

判断所述电压信号对应的电压值是否超过预设电压阈值以及所述智能断路器的开关状态是否处于合闸状态；

当所述电压值超过预设电压阈值、且所述智能断路器的开关状态处于合闸状态时，发送开闸控制信号至所述智能断路器；

获取所述开闸控制信号以及与所述开闸控制信号对应的开闸控制信号时域图；

对比所述电压信号时域图与开闸控制信号时域图，确定所述智能变电站的故障响应时间。

优选地，所述对比所述电压信号时域图与开闸控制信号时域图，确定所述智能变电站的故障响应时间，包括：

查找所述开闸控制信号时域图内产生开闸控制信号的第一时间点；

查找所述电压信号时域图中与所述第一时间点相对应的第二时间点，所述第二时间点为所述电压值超过预设电压阈值范围时的时间点；

计算所述第一时间点和第二时间点之间的差值，所述差值为所述智能变电站的故障响应时间。

优选地，所述查找所述电压信号时域图中与所述第一时间点相对应的第二时间点，包括：

确定所述电压信号时域图中与所述第一时间点对应时间值相同的第三时间点；

查找第三时间点之前的时间段中与所述第三时间点距离最近的、所述电压值超过预设电压阈值范围时的第二时间点。

优选地，所述方法还包括：

当所述智能断路器处于开闸状态时，以频率指数递减的方式实时获取所述智能断路器的开关状态。

本发明还公开了一种智能变电站闭环测试***，包括信息采集器、判断器、控制器和监测计算器；

所述信息采集器分别电连接至所述判断器和监测计算器，用于采集变电站线路上的电压信号；

所述判断器电连接至所述控制器，用于接收智能断路器开关状态信号，并判断电压信号的电压值是否超过电压阈值范围，以及所述智能断路器的开关状态；

所述控制器的输出端与所述监测计算器的输入端电连接。

优选地，所述测试装置还包括显示器，所述显示器与所述监测计算器电连接。

优选地，所述监测计算器包括时域测量器，所述时域测量器与所述信息采集器和控制器电连接。

由以上技术方案可见，本发明实施例提供的方法同时测量故障信号，即电压信号，和响应信号，即开闸控制信号，并将信号实时显示在对应的时域图中，通过两者的时域图计算故障响应时间，不仅能显示出智能变电站是否对故障响应，而且，通过故障响应时间能判断出故障响应的时效性。克服了传统上评估智能变电站故障响应缺点，同时完善了智能变电站故障响应监测机制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种智能变电站闭环测试方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的步骤S500流程示意图；

图3为本发明实施例提供的步骤S502流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种智能变电站闭环测试***结构示意图；

图1-4中，符号表示：

1-信息采集器，2-判断器，3-控制器，4-监测计算器，5-显示器。

具体实施方式

本发明实施例提供一种智能变电站闭环测试方法及***，为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。

首先对本发明实施例的智能变电站闭环测试方法进行说明，参见图1，图1为本发明实施例提供的一种智能变电站闭环测试方法的流程示意图。

在步骤S100中，实时获取变电站线路上的电压信号、与所述电压信号对应的电压信号时域图以及智能断路器的开关状态；

本方法用于测量智能变店长故障响应时间的时效性，应用于智能变电站自动化***中，结合智能电网和以及智能硬件设备实现变电站全面自动化智能控制。智能变电站采用站控层、间隔层、过程层的三层结构，应用智能设备以及高速以太网、IEC61850通信协议、GOOSE通信机制等先进的技术，实现设备之间的智能化控制。

在现实测试中，通过电压传感器采集智能变电站线路上的电压信号，将电压信号以SV报文形式将电压信号由间隔层的时域测量器将信号传输到站控层进行分析。本方法中还需同时获取智能断路器的开关状态，智能断路器将断路器开关状态信号以GOOSE报文形式将开关状态信号传输到判断器中进行判断分析。

在步骤S200中，判断所述电压信号对应的电压值是否超过预设电压阈值范围以及所述智能断路器的开关状态是否处于合闸状态；

接收到电压信号和智能断路器开关状态信号时，分析电压信号的电压值是否超过电压阈值，此时电压阈值指使智能变电站出现电压跳变的电压阈值，此阈值范围符合IEC61850规定标准。智能断路器用于控制和保护低压配电网络，是在现有断路器的基础上引入智能控制单元，由数据采集、智能识别和调节装置等基本模块组成。智能识别模块可智能识别断路器的开关状态，并将识别到的开关状态信号由通信模块发送至其他装置。

在步骤S300中，当所述电压值超过预设电压阈值、且所述智能断路器的开关状态处于合闸状态时，发送开闸控制信号至所述智能断路器；

通过步骤S200中获取到的电压信号时域图判断电压值是否超过预设电压阈值，具体可通过判断电压信号幅值判断电压值是否超过电压阈值。同时，判断智能断路器的开关状态。当电压值超过预设电压阈值，同时智能断路器处于合闸状态时，发送开闸控制信号至智能断路器，智能断路器上的调节装置控制断路器开闸。

在步骤S400中，获取所述开闸控制信号以及与所述开闸控制信号对应的开闸控制信号时域图；

开闸控制信号时域图可以显示出发出开闸控制信号的时间点，当开闸控制信号时域图出现脉冲上升沿时，说明控制器发出了开闸控制信号。发送开闸控制信号之前需要确定开闸控制信号是否符合防误闭锁逻辑，以免产生错误操作。当开闸控制信号符合防误闭锁逻辑时，智能断路器接收开闸控制信号，并控制智能断路器进行开闸操作。

在步骤S500中，对比所述电压信号时域图与开闸时域图，确定所述智能变电站的故障响应时间。

故障响应时间指当智能变电站发生故障时，即智能变电站线路上的电压值超过预设电压阈值时，智能断路器的响应时间，开闸控制信号发出的时间与电压值超过预电压阈值的时间差。故障响应时间能反应出智能断路器响应故障的灵敏性或时效性，故障响应时间越快，对智能变电站造成的危害越小。

如图2，为本发明实施例提供的步骤S500流程示意图，此实施例提供了一种对比电压信号时域图与开闸控制信号时域图，确定智能变电站的故障响应时间的方法。

在步骤S501中，查找所述开闸控制信号时域图内产生开闸控制信号的第一时间点；

此处的第一时间为产生开闸控制信号的时间点，在开闸控制信号时域图中，脉冲上升沿所对应的时标点即为产生开闸控制信号的时间点。时域图是描述连续时间内，信号随时间变化的波形，开闸控制信号时域图即为随着时间变化，开闸控制信号的变化，开闸控制信号中，当出现脉冲上升沿时，表示产生开闸控制信号。

在绘制开闸控制信号时域图时，可借助示波器将信号转换为时域图波形。

在步骤S502中，查找所述电压信号时域图中与所述第一时间点相对应的第二时间点，所述第二时间点为所述电压值超过预设电压阈值范围时的时间点；

根据开闸控制信号时域图中的第一时间点，在电压信号时域图中寻找电压值超过预设电压阈值的第二时间点。

电压信号在测量过程中有时候不稳定，会随着时间的变化而变化，而开展控制信号时域图中，只有当产生开闸控制信号时才会产生脉冲上升沿，因此可根据开闸控制信号时域图中产生开闸信号的第一时间点来确定电压信号时域图中电压值超过电压阈值时的第二时间点。

参见图3，图3为本发明实施例提供的步骤S502流程示意图，图3提供了一种查找第二时间点的实施例。

在步骤S5021中，确定所述电压信号时域图中与所述第一时间点对应时间值相同的第三时间点；

在电压信号时域图中查找与产生开闸控制信号对应的时间，也就是开闸控制信号产生时的时间值对应的电压信号时域图中对应的时间点，此时间点为第三时间点。

在步骤S5022中，查找第三时间点之前的时间段中与所述第三时间点距离最近的、所述电压值超过预设电压阈值范围时的第二时间点。

由于开闸控制信号是在监测到电压值超过预设电压阈值时才产生的，所以电压值超过预设电压阈值的时间早于产生开闸控制信号的时间，所以，第二时间点需要在第三时间点之前寻找。第二时间点对应的电压值超过预设电压阈值，且一定是在第三时间点之间离第三时间点最近的时间点。

在步骤S503中，计算所述第一时间点和第二时间点之间的差值，所述差值为所述智能变电站的故障响应时间。

查找到第一时间点和第二时间点后，第一时间点与第二时间点的差值即为智能变压器故障响应时间。差值越大，表示智能变压器故障响应时间越大，也就是说智能变压器对故障响应时效性越差；差值越小，表示智能变压器故障响应时间越小，也就是说智能变压器故障响应时效性越高。

根据测试到的智能变压器故障响应时间的时效性，可以响应的解决传统上评估智能变电站故障响应的缺点，不再是简单的评估智能变电站是否响应了故障，同时也可以评估故障响应时间的时效性，因此，可以用于完善智能变电站故障响应监测机制。

与本发明提供的智能变压器闭环测试方法实施例向对应，本发明还提供了一种智能变压器闭环测试***。

参见图4，为本发明实施例提供的一种智能变电站闭环测试***的结构示意图。

本实施例提供***包括信息采集器1、判断器2、控制器3和监测计算器4。其中信息采集器1分别电连接至判断器2和监测计算器4，信息采集器1用于采集变电站线路上的电压信号。信息采集器1中包括电压传感器，用于采集电压信号，然后信息采集器1经过放大处理后发送至监测计算器4。

判断器2用于判断电压信号对应的电压值是否超过电压阈值，同时接收并判断智能断路器的开关状态。判断器2电连接至控制器3，当判断器2判断电压值超过电压阈值，同时智能断路器的开关状态处于合闸状态时，判断器2将判断结果发送到控制器3中，由控制器3发送开闸控制信号，并将开闸控制信号与防误闭锁逻辑对比，判断此操作是否符合防误闭锁逻辑，当符合防误闭锁逻辑时，开闸控制信号控制智能断路器开闸。

控制器3电连接至监测计算器4，监测计算器4用于接收放大后的电压信号，并根据接收到的电压信号绘制电压信号时域图，同时监测器接收控制器3发出的开闸控制信号，并绘制开闸控制信号时域图。监测计算器4中设置有时域测量器，时域测量器可选择示波器，示波器将绘制的信号波转换为时域图。

监测计算器4将绘制的电压信号时域图和开闸控制信号时域图发送到显示器5中显示出来，由人工通过观察计算出故障响应时间，从而判断变压器故障响应时间时效性；另外也可由监测计算器4自动计算出故障响应时间后显示在显示器5上。

上述实施例只是本发明公开方法实施例的其中一种实施方式，但是并不应当将其作为本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据实际情况可选择其他实施方式，其均应当落入本发明的保护范围之内。

由上述实施例可见，办发明提供的智能变电站闭环测试***可有效测试出故障响应时间，为本发明公开的方法提供了硬件平台。

通过本实施例公开的***，信息采集器1可采集变电站线路上的电压信号，并将电压信号经过放大处理，方便监测计算器4对电压信号时域图进行绘制。判断器2同时接收信息采集器1发送的电压信号和智能断路器发送的智能电路器开关状态信号，并将判断结果发送至控制器3中，由控制器3发出开闸控制信号。监测计算器4采集控制器3中发送出的开闸控制信号和信息采集器1中采集到的电压信号，并绘制电压信号时域图和开闸控制信号时域图。上述***的使用有效的体现出本发明公开的方法流程，因此可实现故障反应时间的监测和计算。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种智能变电站闭环测试方法，其特征在于，包括：

实时获取变电站线路上的电压信号、与所述电压信号对应的电压信号时域图以及智能断路器的开关状态；

判断所述电压信号对应的电压值是否超过预设电压阈值以及所述智能断路器的开关状态是否处于合闸状态；

当所述电压值超过预设电压阈值、且所述智能断路器的开关状态处于合闸状态时，发送开闸控制信号至所述智能断路器；

获取所述开闸控制信号以及与所述开闸控制信号对应的开闸控制信号时域图；

对比所述电压信号时域图与开闸控制信号时域图，确定所述智能变电站的故障响应时间。

2.根据权利要求1所述的智能变电站闭环测试方法，其特征在于，所述对比所述电压信号时域图与开闸控制信号时域图，确定所述智能变电站的故障响应时间，包括：

查找所述开闸控制信号时域图内产生开闸控制信号的第一时间点；

查找所述电压信号时域图中与所述第一时间点相对应的第二时间点，所述第二时间点为所述电压值超过预设电压阈值范围时的时间点；

计算所述第一时间点和第二时间点之间的差值，所述差值为所述智能变电站的故障响应时间。

3.根据权利要求2所述的智能变电站闭环测试方法，其特征在于，所述查找所述电压信号时域图中与所述第一时间点相对应的第二时间点，包括：

确定所述电压信号时域图中与所述第一时间点对应时间值相同的第三时间点；

查找第三时间点之前的时间段中与所述第三时间点距离最近的、所述电压值超过预设电压阈值范围时的第二时间点。

4.根据权利要求1所述的智能变电站闭环测试方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述智能断路器处于开闸状态时，以频率指数递减的方式实时获取所述智能断路器的开关状态。

5.一种智能变电站闭环测试***，其特征在于，包括信息采集器(1)、判断器(2)、控制器(3)和监测计算器(4)；

所述信息采集器(1)分别电连接至所述判断器(2)和监测计算器(4)，用于采集变电站线路上的电压信号；

所述判断器(2)电连接至所述控制器(3)，用于接收智能断路器开关状态信号，并判断电压信号的电压值是否超过电压阈值范围，以及所述智能断路器的开关状态；

所述控制器(3)的输出端与所述监测计算器(4)的输入端电连接。

6.根据权利要求5所述的智能变电站闭环测试***，其特征在于，所述测试装置还包括显示器(5)，所述显示器(5)与所述监测计算器(4)电连接。

7.根据权利要求5所述的智能变电站闭环测试***，其特征在于，所述监测计算器(4)包括时域测量器，所述时域测量器与所述信息采集器(1)和控制器(3)电连接。