一种变电站操作回路监测与故障分析方法技术

本发明专利技术公开了一种变电站操作回路监测与故障分析方法，应用于实现变电站内继电保护装置操作回路的实时监测与故障区域、故障类型智能判断，将整个操作回路分割成若干部分，并选取各部分重要接点电压作为实时监测信号，通过比较正常运行及故障不同状况时各部分两端电压实时监测数据后自动判断各部分接点是否正常动作、操作回路是否完整。通过对本发明专利技术技术方案的应用，继电保护专业工作人员根据装置实时监测数据及告警状态判断操作回路运行工况，同时装置给出的操作回路故障区域、故障类型逻辑判断结果，能够帮助检修人员快速定位故障位置，大大提高了操作回路控制回路断线缺陷处理效率，降低了停电时长，具有一定推广应用价值。具有一定推广应用价值。具有一定推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站操作回路监测与故障分析方法


[0001]本专利技术涉及变电站领域，具体涉及一种变电站操作回路监测与故障分析方法。

技术介绍

[0002]操作回路由保护动作接点、继电器以及连接接点与继电器的电缆组成。操作回路完整性很大程度上由各种接点是否动作、控制电缆有无损坏决定。当电网设备如输电线路、变压器等发生短路故障时，继电保护装置采集短路电流并经逻辑判断后即出口跳闸。操作回路存在断线情况时，保护装置虽然动作仍无法跳开断路器隔离故障。因此，继电保护装置对操作回路完整性具有很大的依赖性，应保证操作回路实时完整性。为此，继电保护装置设置了专门的“控制回路断线”信号实时监测操作回路的完整性。但该监测回路只能监测整个回路，无法分析具体是哪一段或某一部分回路状况，无法实现故障定位。
[0003]若能探索研究新技术与新方法，开发实时监测操作回路各部分运行情况的装置，从而自动智能判断接点是否正确闭合、跳合闸回路是否完整、跳合闸电压是否正常、回路是否有接地等状态，这对于配合二次设备状态检修、保证操作回路正常状态、确保电力系统安全稳定运行具有重要意义。

技术实现思路

[0004]根据现有技术的不足，本专利技术公开了一种变电站操作回路监测与故障分析方法，能够实时监测操作回路运行工况，且当操作回路出现故障时能够给出故障区域及故障类型，从而为提高检修工作质量与效率、降低电网设备停电时间提供决策支撑。
[0005]本专利技术按以下技术方案实现：
[0006]一种变电站操作回路监测与故障分析方法，应用于实现变电站内继电保护装置操作回路的实时监测与故障区域、故障类型智能判断，将整个操作回路分割成若干部分，并选取各部分重要接点电压作为实时监测信号，通过比较正常运行及故障不同状况时各部分两端电压实时监测数据后自动判断各部分接点是否正常动作、操作回路是否完整。
[0007]具体的方案：通过选取三个监测点将整个操作回路分成三个区域和一个保护动作接点；其中，区域1为操作正电源到监测装置之间，区域2为监测装置出口到操作箱出口之间，区域3为操作箱出口至操作负电源之间；监测装置采集监测点电压并进行逻辑判断，从而给出不同故障区域及故障类型结果，实现对操作回路的实时监测与故障状态告警。
[0008]具体的方案：所述监测装置主要由电压采集单元、处理器、电压变送器、电源模块组成；其中，所述电压变送器与监测点电压相连，用于将高压转换成低压，所述处理器通过电压采集单元与电压变送器相连，电压采集单元将电压变速器输入的模拟信号转换成数字信号传递给处理器。
[0009]优选的方案：所述电压变送器选用WS1521直流传感器进行操作回路电压的转换，将0
‑
300V的直流电压转换成直流0
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5V电压。
[0010]优选的方案：所述处理器采用Arduino控制板，Arduino控制板具有14个数字引脚，
6个模拟输入引脚，监测点电压通过电压变换器后转化为0
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5V之间、电流不大于40mA且可供Arduino输入的小电压；Arduino控制板取两个数字引脚分别采样开关位置和保护合闸命令，另取8个引脚作为8种状态点亮LED灯，对应8种故障状态。
[0011]具体的方案：监测装置将所有故障状态分为8种情况，即：正常状态、正接地、负接地、区域1故障、区域2故障、区域3故障、保护动作接点异常以及多种情况下的复杂故障。
[0012]具体的方案：监测装置按如下规则进行电压变换：
[0013]监测节点电压能够分为正电位、负电位、零电位三种情况；
[0014]最低电压不应低于额定电压的85％，最高电压不应高于额定电压的110％；
[0015]对采样正电规定为93.5V～121V，采样为负规定为
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126.5V～
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99V，零电位规定为
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99V～93.5V，直流正极接地时电压规定为
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220V～
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126.5V，直流负极接地时电压规定为121V～220V。
[0016]具体的方案：监测装置按如下规则进行断路器为跳闸位置时的故障逻辑判断：
[0017]控制命令K为合闸节点的开入，K＝1表示保护发出合闸命令，K＝0表示非跳合闸的正常状态；
[0018]当断路器在跳闸位置且K＝1时，三个监测点电压都为+，说明合闸节点正常；否则只要监测点2电压非正，表示合闸节点有故障；
[0019]当断路器在跳闸位置且K＝0时，将所有可能情况进行统计分析，以全面反应操作回路不同区域的断线及接地故障；
[0020]状态3为监测点2非0，说明区域2故障，很大可能为二级管击穿，可以量到负电压；
[0021]状态4表示区域3内有断路的情况，正常情况下监测点3是负电，量到正电说明断路器机构内部有开路情况；
[0022]状态5为合闸回路在断路器分位时的正常状态；
[0023]状态6为复杂故障，可能为区域2和区域3同时发生断线；
[0024]状态7为区域1故障，即操作正电源到保护装置回路回路断线；
[0025]状态8为区域1故障；
[0026]状态9如果监测点1正电压抬高到121V以上，则为负接地；
[0027]状态10，如果监测点3负电压降低，低于
‑
126.50V，则判为正接地；
[0028]其余状态为多点故障复杂状态。
[0029]具体的方案：监测装置按如下规则进行断路器为合闸位置时的故障逻辑判断：
[0030]断路器在合闸位置时，如合闸节点有开入，则说明节点或保护装置有故障；
[0031]状态2表示只要监测点2不是零电位，区域2有故障，很可能为二级管击穿的故障；
[0032]状态3一般为正常状态，如果正电压抬高则为负接地；
[0033]状态4表示断路器机构内部可能有故障；
[0034]状态5表示区域2有故障，很可能是TWJ监视回路的问题；
[0035]状态6说明区域1发生了断线的故障；
[0036]状态7可能为区域1、区域2同时故障，也有可能为正接地；
[0037]状态8监视节点1正电压抬高，为负接地；
[0038]状态9、状态10为多点故障复杂故障。
[0039]具体的方案：监测装置对断路器为跳闸回路的分析方法与断路器为合闸回路分析
方法相同，实现对断路器全回路、全工况、全状态的监测。
[0040]本专利技术有益效果：
[0041]通过对本专利技术技术方案的应用，继电保护专业工作人员根据装置实时监测数据及告警状态判断操作回路运行工况，同时装置给出的操作回路故障区域、故障类型逻辑判断结果，能够帮助检修人员快速定位故障位置，大大提高了操作回路控制回路断线缺陷处理效率，降低了停电时长，具有独立应用性良好、可操作性强、不引入寄生回路等特点，具有一定推广应用价值。
附图说明
[0042]附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变电站操作回路监测与故障分析方法，应用于实现变电站内继电保护装置操作回路的实时监测与故障区域、故障类型智能判断，其特征在于：将整个操作回路分割成若干部分，并选取各部分重要接点电压作为实时监测信号，通过比较正常运行及故障不同状况时各部分两端电压实时监测数据后自动判断各部分接点是否正常动作、操作回路是否完整。2.根据权利要求1所述的一种变电站操作回路监测与故障分析方法，其特征在于：通过选取三个监测点将整个操作回路分成三个区域和一个保护动作接点；其中，区域1为操作正电源到监测装置之间，区域2为监测装置出口到操作箱出口之间，区域3为操作箱出口至操作负电源之间；监测装置采集监测点电压并进行逻辑判断，从而给出不同故障区域及故障类型结果，实现对操作回路的实时监测与故障状态告警。3.根据权利要求1所述的一种变电站操作回路监测与故障分析方法，其特征在于：所述监测装置主要由电压采集单元、处理器、电压变送器、电源模块组成；其中，所述电压变送器与监测点电压相连，用于将高压转换成低压，所述处理器通过电压采集单元与电压变送器相连，电压采集单元将电压变速器输入的模拟信号转换成数字信号传递给处理器。4.根据权利要求3所述的一种变电站操作回路监测与故障分析方法，其特征在于：所述电压变送器选用WS1521直流传感器进行操作回路电压的转换，将0
‑
300V的直流电压转换成直流0
‑
5V电压。5.根据权利要求3所述的一种变电站操作回路监测与故障分析方法，其特征在于：所述处理器采用Arduino控制板，Arduino控制板具有14个数字引脚，6个模拟输入引脚，监测点电压通过电压变换器后转化为0
‑
5V之间、电流不大于40mA且可供Arduino输入的小电压；Arduino控制板取两个数字引脚分别采样开关位置和保护合闸命令，另取8个引脚作为8种状态点亮LED灯，对应8种故障状态。6.根据权利要求1所述的一种变电站操作回路监测与故障分析方法，其特征在于：监测装置将所有故障状态分为8种情况，即：正常状态、正接地、负接地、区域1故障、区域2故障、区域3故障、保护动作接点异常以及多种情况下的复杂故障。7.根据权利要求1所述的一种变电站操作回路监测与故障分析方法，其特征在于：监测装置按如下规则进行电压变换：监测节点电压能够分为正电位、负电位、零电位三种情况；最低电压不应低于额定电压的85%，最高电压不应高于额定电压的110%...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛远，王晨麟，王恒，梁智，厉娜，赵正，梅海，高扬，刘璇，朱春莉，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司，
类型：发明
国别省市：