一种智能变电站二次回路延时特性的分析方法技术

一种智能变电站二次回路延时特性分析方法，所述分析方法包括根据二次回路中传输的信息差异，将二次回路延时检测分为二次值传输延时和间隔内动作延时两类，分别检测这两部分延时，计算得到智能变电站二次回路的总延时。本申请充分考虑智能变电站二次回路整组延时的测试及延时对继电保护影响，能够切实地测量二次回路中单个装置的延时以及回路整体延时，供工作人员从整体把握智能变电站运行维护。本申请适用于智能变电站二次回路延时测试。本申请技术成熟、可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种智能变电站二次回路延时特性的分析方法
本专利技术属于电气工程，尤其是智能电网
，涉及一种智能变电站二次回路延时特性的分析方法，以智能变电站二次回路的整组性能为研究对象，从电子式互感器或传统互感器采集，经合并单元、保护装置、智能终端等装置传输，到断路器跳闸的数据流进行分析，从而得出每个环节的延时特性以及二次回路的整组性能。
技术介绍
智能变电站相对传统式变电站，其二次回路结构复杂、装置增多，跳闸回路的延时环节相应增加，以及组网的通讯模式，使二次回路中的延时不确定性增加，这些因素对继电保护产生着不可忽视的影响。智能变电站是统一坚强智能电网的重要组成部分和关键环节，采用先进的传感、信息、通信、控制、人工智能等技术，建立全站所有信息采集、传输、分析、处理的数字化统一应用的平台，实现变电站的信息化、自动化、互动化。相对于传统变电站二次回路一对一的信号传输模式，智能变电站二次回路的传输环节增多、网络资源竞争和信息分布采样的特点反而降低了其综合性能。目前，对智能变电站二次回路的测试多面向单个的智能装置，而对智能变电站二次回路整组延时的测试却相对较少，延时对继电保护影响的研究就更少了。本申请首先分析智能变电站二次回路中所存在的延时环节，再针对二次回路中信息传输的形式提出对整个回路延时的检测方法和实验方案。该实验方案不仅可以实现对二次回路整体延时特性的测试，还能完成对单个装置的检测，且测试仪器利用GPS同步时钟校时，不依赖站内时钟，时钟精度高，测量准确。最后给出一组采用本申请实验方法的测试仪器的测量结果，实验表明测试仪器能够完成对智能变电站内单个装置、多个装置以整条回路的精密测量。本申请提出的二次回路延时检测方案，测量精度高、操作简单、易于实现，对二次回路中装置的运行维护具有一定的指导意义。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述问题，本申请以智能变电站二次回路的整组性能为研究对象，提出对智能变电站二次回路延时问题的测试方案。该方案将从电子式互感器或传统互感器采集，经合并单元、保护装置、智能终端等装置传输，到断路器跳闸的数据流进行分析，从而得出每个环节的延时特性以及二次回路的整组性能。为实现上述专利技术目的，本申请的技术方案如下：一种智能变电站二次回路延时特性分析方法，其特征在于：所述分析方法包括根据二次回路中传输的信息差异，将二次回路延时检测分为二次值传输延时和间隔内动作延时两类，分别检测这两部分延时，并通过应用测试来验证其可行性。根据权利要求1所述的智能变电站二次回路延时特性分析方法，其特征在于，所述智能变电站二次回路延时特性分析方法包括以下步骤：步骤1：监测二次值在二次回路中的传输延时；在二次回路中，对模拟量的采集和对数字报文的接收后，各个环节中二次值均为带有时间信息的离散值，按时间顺序将其电流/电压波形进行还原，再比较回路中各处电流/电压波形的相位差，计算出二次回路中传输延时；步骤2：监测二次回路在间隔内的动作延时；对于间隔内的动作延时，通过互感器测试仪给电子式互感器加故障量或通过光数字继电保护测试仪给合并单元或保护装置发送故障报文，对模拟量或报文中故障点时刻和开关量或报文中断路器状态跳变时刻进行比较，从而得出回路中各处动作的时延；步骤3：当电子式互感器接收到合并单元(MU)的同步采样信号，经调理和A/D转换后将采样值数据发送至合并单元，合并单元接收多路同步采样值并进行相位差补偿、内同步以及打时标处理，最后按报文格式将数据组帧发往交换机，采样值报文经交换机处理并按照通信规约在网络中传播，保护装置从网络上获得数据包并进行解包操作及数据分析，再将含有跳闸命令的GOOSE报文发给交换机，最终智能终端从交换机网络中获取所需的含动作命令的GOOSE报文。本专利技术进一步包括以下优选方案：在步骤1中，二次值以模拟量和数字报文的形式在二次回路的不同环节中传输；其中，模拟量为电网中连续的工频正弦电流/电压信号，而数字报文包括FT3报文、SV报文，为一连串离散的采样值报文，在每一帧采样值报文中记录着同一时间断面的多路电流/电压采样值，每路采样值是通过电子式互感器或合并单元对电网中工频的交流模拟量信号进行等时间间隔的采集、A/D转换得到的数字量。在步骤2中，对于间隔内的动作延时，通过互感器测试仪给电子式互感器加故障量或通过光数字继电保护测试仪给合并单元或保护装置发送故障报文，对模拟量或报文中故障点时刻和开关量或报文中断路器状态跳变时刻进行比较，从而得出回路中各处动作的时延。本申请的有益效果如下：1、首先分析智能变电站二次回路中所存在的延时环节，再针对二次回路中信息传输的形式提出对整个回路延时的检测方法和实验方案。2、该实验方案不仅可以实现对二次回路整体延时特性的测试，还能完成对单个装置的检测，且测试仪器利用GPS同步时钟校时，不依赖站内时钟，时钟精度高，测量准确。3、本申请提出的二次回路延时检测方案，技术成熟、可靠性高，对二次回路中装置的运行维护具有一定的指导意义。附图说明图1为传统变电站二次回路示意图；图2为智能变电站二次回路示意图；图3为本申请智能变电站二次回路延时特性分析方法流程示意图；图4为本申请智能变电站二次回路延时特性分析方法中的相位差延时计算原理；图5为零号包延时计算原理图；图6为间隔内动作信号延时计算原理图；图7为本专利技术二次回路延时测试装置的原理结构框图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。传统变电站采用电磁式互感器输出的模拟量采样值经电缆直接并行送入二次设备，如附图1所示，由保护设备完成多路模拟量的同步采样，采样值传输延时固定且数值很小。智能变电站采用电子式互感器，其输出为数字采样值，二次回路从信号采样到智能终端(IED)接收到动作信号，其数据流所要经历的环节如下：当电子式互感器接收到合并单元(MU)的同步采样信号，经调理和A/D转换后将采样值数据发送至合并单元，合并单元接收多路同步采样值并进行相位差补偿、内同步以及打时标等处理，最后按报文格式将数据组帧发往交换机，采样值(SampledValue，SV)报文经交换机处理并按照通信规约在网络中传播，保护装置从网络上获得数据包并进行解包操作及数据分析，再将含有跳闸命令的GOOSE报文发给交换机，最终智能终端从交换机网络中获取所需的含动作命令的GOOSE报文。智能变电站二次回路结构如附图2所示：与传统变电站相比，智能变电站二次回路中增加了很多数据转换和信息传输的环节，这在实现信息共享的同时牺牲了信息传输的实时性。A/D转换、光电信号转换、以太网信息交换的竞争等待、报文的编码与解码、交换机的报文接收与转发都存在着一定的延时。此外，交换机网络的竞争机制导致了信息传输延时的不确定性。特别是在电网故障或系统规模扩大时，交换机网络的负载率过高，将会出现报文超时到达，甚至报文丢失，不能保证时延的确定性。破坏电力系统正常运行的最常见的原因就是各种类型的短路故障。在发生短路时，故障点的阻抗变得很小，电流在瞬间升高，产生很本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能变电站二次回路延时特性分析方法，其特征在于：所述分析方法包括根据二次回路中传输的信息差异，将二次回路延时检测分为二次值传输延时和间隔内动作延时两类，分别检测这两部分延时，并通过应用测试来验证其可行性。

【技术特征摘要】
1.一种智能变电站二次回路延时特性分析方法，其特征在于：所述分析方法包括根据二次回路中传输的信息差异，将二次回路延时检测分为二次值传输延时和间隔内动作延时两类，分别检测这两部分延时，并通过应用测试来验证其可行性。2.根据权利要求1所述的智能变电站二次回路延时特性分析方法，其特征在于，所述智能变电站二次回路延时特性分析方法包括以下步骤：步骤1：监测二次值在二次回路中的传输延时；在二次回路中，对模拟量的采集和对数字报文的接收后，各个环节中二次值均为带有时间信息的离散值，按时间顺序将其电流/电压波形进行还原，再比较回路中各处电流/电压波形的相位差，计算出二次回路中传输延时；步骤2：监测二次回路在间隔内的动作延时；对于间隔内的动作延时，通过互感器测试仪给电子式互感器加故障量或通过光数字继电保护测试仪给合并单元或保护装置发送故障报文，对模拟量或报文中故障点时刻和开关量或报文中断路器状态跳变时刻进行比较，从而得出回路中各处动作的时延；步骤3：当电子式互感器接收到合并单元(MU)的同步采样信号，经调理和A/D转换后将采样值数据发送至合并单元，合并单元接收多路同步采样值并进行相位差补偿、内同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚庆华，董林会，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司唐山供电公司，
类型：发明
国别省市：河北,13