CN101980418A

CN101980418A - 变电站继电保护系统二次接线在线检测系统

Info

Publication number: CN101980418A
Application number: CN 201010539272
Authority: CN
Inventors: 桑仲庆; 刘韶俊
Original assignee: SHANGHAI SIEYUAN HONGRUI AUTOMATION CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI SIEYUAN HONGRUI AUTOMATION CO Ltd
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2030-11-11
Also published as: CN101980418B

Abstract

一种电力系统技术领域的变电站继电保护系统二次接线在线检测系统，包括：光纤通信模块、控制器、开关量处理模块、保护出口回路检测模块和保护输入回路检测模块，控制器通过光纤通信模块与站控层网络交换MMS报文信息，控制器分别与保护出口回路检测模块以及保护输入回路检测模块相连以执行二次回路接线检测控制并获取检测结果，开关量处理模块通过光纤通信模块分别与过程层网络、站控层网络相连交换GOOSE信息，保护出口回路检测模块以及保护输入回路检测模块分别与开关量处理模块相连获取开关量状态并输出检测命令。本发明能够自动判别一次设备是否退出运行，为实现整个电力系统二次回路的检测创造了必要的条件。

Description

变电站继电保护系统二次接线在线检测系统

技术领域

本发明涉及的是一种电力系统技术领域的装置，具体是一种变电站继电保护系统二次接线在线检测系统。

背景技术

变电站继电保护二次接线是连接继电保护装置与操作回路，完成对电气一次设备进行操作控制，是电力系统变电站继电保护系统的一个重要组成部分。在智能变电站开始应用的今天，在变电站二次保护设备要求进行状态检修的形势下，作为继电保护装置与操作回路的连接电路，现对继电保护二次接线的正确性普遍只能人工检测，因检测效果不理想，不具备自动检测、数据远传等功能，显然已不能满足要求。

继电保护二次回路在初次接线错误、长时间运行或其它原因，回路中有可能出现断线或短接的异常情况。这种异常情况的及时准确诊断，对于继电保护系统的正确运行而言是极为重要的。然而据了解在国内变电站中尚没有对传统继电保护二次回路接线的在线自动检测方法，只能手动检测，现有的这种检测方法，需要人工在现场操作，效率低下，而且检测周期比较长、效果不理想。

经过对现有技术的检索发现：《PCS-222B智能操作箱技术和使用说明书》记载了一种功能全面的智能微机型操作箱及其实现方法。PCS-222B智能操作箱实现了断路器状态监视、控制回路检查、断路器跳合闸操作等功能，实现了断路器状态监视、控制回路检查等对操作回路的在线检测，支持GOOSE(面向通用对象的变电站事件)报文。《WXH-803A微机线路保护使用说明书》记载了一种传统继电保护装置出口回路的检测模式。WXH-803A微机线路保护装置中实现了出口弱电回路粘连、出口弱电回路断线在线检测等功能。

但是该现有技术不具备对继电保护二次接线自检能力，无法实现继电保护系统二次回路完整的状态检测。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种变电站继电保护系统二次接线在线检测系统，能够自动判别一次设备是否退出运行，在一次设备正常运行时，不检测。在一次设备退出运行时，自动对继电保护系统二次接线进行检测。解决了变电站继电保护二次接线检测问题，从而为实现整个电力系统二次回路的检测创造了必要的条件。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：光纤通信模块、控制器、开关量处理模块、保护出口回路检测模块和保护输入回路检测模块，其中：控制器通过光纤通信模块与站控层网络交换MMS报文信息，控制器分别与保护出口回路检测模块以及保护输入回路检测模块相连以执行二次回路接线检测控制并获取检测结果，开关量处理模块通过光纤通信模块分别与过程层网络、站控层网络相连交换GOOSE信息，保护出口回路检测模块以及保护输入回路检测模块分别与开关量处理模块相连获取开关量状态并输出检测命令。

所述的控制器完成二次接线检测的启动及检测结果正确性判别，该控制器通过光纤通信模块与站控层网络连接并接收监控系统下发的启动命令或通过人机接口下发的启动命令实现二次接线检测的启动；

所述的检测结果正确性判别是指：在一个检测周期内，判断是否通过GOOSE信息收到相应回路接点闭合的检测反馈信息：当不能收到反馈的GOOSE信息，则认为回路断线；当同时收到多个回路的反馈信息，则认为回路中有粘连或寄生回路存在；控制器将判别后的检测结果输出至站控层网络，通过现在电力系统常用的监控系统可以形象的显示出回路的检测结果。

所述的保护出口回路检测模块由多个相同的独立出口接线判别逻辑单元组成，该独立出口接线判别逻辑单元接收来自控制器的检测启动命令，在断路器分闸状态，且当前无回路检测异常时，将各回路检测命令依次顺序输出至开关量处理模块、光纤通信模块与站控层网络交换GOOSE信息，用于驱动继电保护装置的出口回路开出接点，同时独立出口接线判别逻辑单元从过程层网络获得智能操作箱的反馈信息，根据获得检测反馈信息，进行检测结果逻辑判别，并将结果送到控制器模块。

所述的保护输入回路检测模块由多个相同的独立输入接线判别逻辑单元组成，该独立输入接线判别逻辑单元完成输入接线正确性判别，在断路器分闸状态，且当前无回路检测异常时，将各回路检测命令依次顺序输出至开关量处理模块、光纤通信模块与过程层网络交换GOOSE信息，用于驱动智能操作箱的位置回路开出接点，同时独立输入接线判别逻辑单元从站控层网络获得继电保护装置的的位置反馈信息，根据获得检测反馈信息，进行检测结果逻辑判别，并将结果送到控制器模块。

所述的开关量处理模块采用兼容IEC 61850标准的智能变电站二次间隔层装置的开关量处理模块，该开关量处理模块采用GOOSE报文方式采集各种状态信息，例如：各相的跳闸信息、各相的位置信息、闭锁重合信息、合后位置信息、非全相信息等状态信息；采用GOOSE报文将保护出口回路检测模块、保护输入回路检测模块判别状态结果送出。

所述的光纤通信接口采用兼容IEC61850光纤通信接口，可接收站控层网络下发的各种GOOSE命令，设置各种软件标志反映收到命令的状态；采用GOOSE报文将各种状态信息上送到网络。

本发明具体工作过程如下：

1)继电保护系统二次回路接线检测的前提条件判别：只在一次设备退出运行时，才执行继电保护装置出口回路检测的后续步骤。判别条件如下：

■断路器位置为分位；

■电流低于无流门槛；

控制器在同时满足上述两个条件，则判别为继电保护系统二次回路接线检测条件满足，在通过MMS报文收到监控系统的启动命令或通过人机接口收到启动命令后，“检测启动”标志置“1”，发送检测启动GOOSE报文到站控层和过程层网络。转到步骤2)继续执行；

否则，判别检测条件不满足，停止自检直接返回。

2)保护出口回路检测模块中，判别条件如下：

■断路器位置为分位；

■电流低于无流门槛；

■“检测启动”标志为“1”；

在设定的时间内，同时满足以上三个条件，发GOOSE报文到站控层网络，用于驱动继电保护装置的一个出口接点闭合，转到步骤3)继续执行。

否则，在设定的时间后，判别检测条件不满足，停止自检直接返回。

3)在开关量处理模块中，通过光纤通信模块与过程层网络连接，接收智能操作箱反馈的继电保护装置的一个出口接点的位置信息，并在保护出口回路检测模块进行反馈信息正确性判别。

若判别结果正确，则重复执行2)～3)步，直至将所有的保护出口回路接线检测完成，转到步骤4)继续执行。

4)保护输入回路检测模块，判别条件如下：

■断路器位置为分位；

■电流低于无流门槛；

在设定的时间内，同时满足以上两个条件，发GOOSE报文到过程层网络，用于驱动智能操作箱的一个位置回路接点闭合，转到步骤5)继续执行。

5)在开关量处理模块中，通过光纤通信模块与站控层网络连接，接收继电保护装置反馈的智能操作箱的一个位置接点的信息，并在保护输入回路检测模块进行反馈信息正确性判别。

若判别结果正确，则重复执行4)～5)步，直至将所有的保护输入回路接线检测完成，转到步骤6)继续执行。

6)可判定继电保护系统的二次回路接线无异常，检测结果以MMS报文模式上传站控层网络。

至此，完成一次继电保护系统的二次回路接线智能检测的全部步骤。

本发明对传统继电保护二次回路的跳闸出口、合闸出口、失灵启动出口、闭锁重合以及断路器位置、非全相位置、KK合后位置等所有可以进行传动操作的出口接点和位置接点回路接线，能够快速准确的自检，而且检测步骤合理有效，完全满足《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》的要求。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例包括：光纤通信模块、控制器、开关量处理模块、保护出口回路检测模块、保护输入回路检测模块，其中：控制器通过光纤通信模块与站控层网络交换MMS报文信息，控制器分别与保护出口回路检测模块以及保护输入回路检测模块相连以执行二次回路接线检测控制并获取检测结果，开关量处理模块通过光纤通信模块分别与过程层网络、站控层网络相连交换GOOSE信息，保护出口回路检测模块以及保护输入回路检测模块分别与开关量处理模块相连获取开关量状态并输出检测命令。

本实施案例通过以下步骤实现涉及的自动检测：

第一步，执行保护出口回路接线检测，顺序执行以下步骤：

1.1)继电保护系统二次回路接线检测的前提条件判别：只在一次设备退出运行时，才执行继电保护装置出口回路检测的后续步骤。判别条件如下：

■断路器位置为分位；

■电流低于无流门槛；

■有监控启动或就地启动检测命令

控制器在同时满足上述三个条件，则判别为继电保护系统二次回路接线检测条件满足，“检测启动”标志置“1”，发送检测启动GOOSE报文到站控层和过程层网络，用于继电保护装置及智能操作箱检修状态逻辑判别。转到步骤1.2)继续执行；

否则，判别检测条件不满足，停止自检直接返回。

1.2)保护出口回路检测模块中，判别条件如下：

■断路器位置为分位；

■电流低于无流门槛；

■“检测启动”标志为“1”；

在设定的200ms时间内，同时满足以上三个条件，发A相跳闸出口接点闭合命令GOOSE报文到站控层网络，用于驱动继电保护装置的相应出口接点闭合，转到步骤1.3)继续执行。

否则，在设定的200ms时间后，判别检测条件不满足，停止自检直接返回。

1.3)在开关量处理模块中，通过光纤通信模块与过程层网络连接，接收智能操作箱反馈的继电保护装置的相应出口接点闭合的信息，在设定的2s时间内，若有且仅有相对应的出口接点闭合的反馈信息，则认为此出口回路二次接线正确，转到步骤1.4)机箱执行。

否则，在设定的2s时间后，判别检测条件不满足，停止自检直接返回。

1.4)按1.2)～1.3)的A相出口回路检测逻辑，顺序执行检测B相跳闸出口、C相跳闸出口、三相跳闸出口、永跳出口、重合出口二次接线检测。若检测结果均正确，则转到第二步继续执行，并将出口回路检测结果上送站控层网络。

否则，判别检测条件不满足，停止自检直接返回。

第二步，在保护出口回路接线检测完成，且结果正确的条件下，执行保护输入回路接线检测，顺序执行以下步骤：

2.1)保护输入回路检测模块，判别条件如下：

■断路器位置为分位；

■电流低于无流门槛；

■“检测启动”标志为“1”；

在设定的200ms时间内，同时满足以上三个条件，发A相位置接点闭合命令GOOSE报文到过程层网络，用于驱动智能操作箱的相应位置回路接点闭合，转到步骤2.2)继续执行。

2.2)在开关量处理模块中，通过光纤通信模块与站控层网络连接，接收继电保护装置反馈的智能操作箱相应的位置接点闭合的信息，在设定的2s时间内，若有且仅有相对应的位置接点闭合的反馈信息，则认为此输入位置回路二次接线正确，转到步骤2.3)机箱执行。

2.3)按2.1)～2.2)的A相位置回路检测逻辑，顺序执行断路器B相跳位、断路器C相跳位、闭锁重合位置、KK合后位置、非全相位置、停信位置二次接线检测。若检测结果均正确，则转到2.4)继续执行，并将输入回路检测结果上送站控层网络。

否则，判别检测条件不满足，停止自检直接返回。

2.4)可判定继电保护系统的二次回路接线无异常，检测结果以MMS报文模式上传站控层网络。

至此，完成一次继电保护系统二次回路接线的智能检测的全部步骤。

本实施案例中，可以有效完成一个变电站线路间隔的二次回路接线检测，包括A相跳闸出口、B相跳闸出口、C相跳闸出口、三相跳闸出口、永跳出口、重合出口等六个出口回路检测，以及断路器A相跳位、断路器B相跳位、断路器C相跳位、闭锁重合位置、KK合后位置、非全相位置、停信位置等7个位置回路的检测，总共13条二次接线，共有8192种接线方式，其中只有1种接线方式是正确的，按发明技术方案，可有效的检测出可能出现的8191种变电站二次系统回路接线错误。

本实施案例与现有技术相比，在一次设备退出运行后，可远程或就地对变电站继电保护系统二次回路接线进行完整的自动状态检测，使得继电保护系统二次回路接线的任何异常情况都能被及时发现，解决现有技术中回路检测中的死区，有效避免和预防因二次回路接线问题而引起的不正确动作，促进电网的稳定运行。

Claims

1.一种变电站继电保护系统二次接线在线检测系统，其特征在于，包括：光纤通信模块、控制器、开关量处理模块、保护出口回路检测模块和保护输入回路检测模块，其中：控制器通过光纤通信模块与站控层网络交换MMS报文信息，控制器分别与保护出口回路检测模块以及保护输入回路检测模块相连以执行二次回路接线检测控制并获取检测结果，开关量处理模块通过光纤通信模块分别与过程层网络、站控层网络相连交换GOOSE信息，保护出口回路检测模块以及保护输入回路检测模块分别与开关量处理模块相连获取开关量状态并输出检测命令。

2.根据权利要求1所述的变电站继电保护系统二次接线在线检测系统，其特征是，所述的控制器完成二次接线检测的启动及检测结果正确性判别，该控制器通过光纤通信模块与站控层网络连接并接收监控系统下发的启动命令或通过人机接口下发的启动命令实现二次接线检测的启动。

3.根据权利要求2所述的变电站继电保护系统二次接线在线检测系统，其特征是，所述的检测结果正确性判别是指：在一个检测周期内，判断是否通过GOOSE信息收到相应回路接点闭合的检测反馈信息：当不能收到反馈的GOOSE信息，则认为回路断线；当同时收到多个回路的反馈信息，则认为回路中有粘连或寄生回路存在；控制器将判别后的检测结果输出至站控层网络，通过现在电力系统常用的监控系统可以形象的显示出回路的检测结果。

4.根据权利要求1所述的变电站继电保护系统二次接线在线检测系统，其特征是，所述的保护出口回路检测模块由多个相同的独立出口接线判别逻辑单元组成，该独立出口接线判别逻辑单元接收来自控制器的检测启动命令，在断路器分闸状态且当前无回路检测异常时，将各回路检测命令依次顺序输出至开关量处理模块、光纤通信模块与站控层网络交换GOOSE信息，用于驱动继电保护装置的出口回路开出接点，同时独立出口接线判别逻辑单元从过程层网络获得智能操作箱的反馈信息，根据获得检测反馈信息，进行检测结果逻辑判别，并将结果送到控制器模块。

5.根据权利要求1所述的变电站继电保护系统二次接线在线检测系统，其特征是，所述的保护输入回路检测模块由多个相同的独立输入接线判别逻辑单元组成，该独立输入接线判别逻辑单元完成输入接线正确性判别，在断路器分闸状态且当前无回路检测异常时，将各回路检测命令依次顺序输出至开关量处理模块、光纤通信模块与过程层网络交换GOOSE信息，用于驱动智能操作箱的位置回路开出接点，同时独立输入接线判别逻辑单元从站控层网络获得继电保护装置的的位置反馈信息，根据获得检测反馈信息，进行检测结果逻辑判别，并将结果送到控制器模块。

6.根据权利要求1所述的变电站继电保护系统二次接线在线检测系统，其特征是，所述的开关量处理模块采用兼容IEC 61850标准的智能变电站二次间隔层装置的开关量处理模块，该开关量处理模块采用GOOSE报文方式采集各相的跳闸信息、各相的位置信息、闭锁重合信息、合后位置信息、非全相信息等状态信息，并采用GOOSE报文将保护出口回路检测模块、保护输入回路检测模块判别状态结果送出。

7.根据权利要求1所述的变电站继电保护系统二次接线在线检测系统，其特征是，所述的光纤通信接口采用兼容IEC61850光纤通信接口，该光纤通信接口接收站控层网络下发的各种GOOSE命令，设置各种软件标志反映收到命令的状态；采用GOOSE报文将各种状态信息上送到网络。