CN103149547A - 变电站计量回路在线监测系统及状态检修方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能变电站计量回路在线监测系统及状态检修方法，属于电力系统计量设备状态检修技术领域；智能变电站计量回路在线监测系统包括电子式互感器、合并单元、交换机、数字式电能表和计量设备状态监测中心。合并单元和数字式电能表通过光纤传输电流电压采样值，数字式电能表按照N+1数量冗余配置，其中N块数字式电能表用于本间隔电量的实时计量，另外一块数字式电能表为检测专用表。本发明可以实现对智能变电站计量回路设备有效的在线检测，对计量设备的实时结果进行采集对比，评估计量设备的计量精度，给出检修意见。可有效减少校验工作量，提高可靠性和工作效率。

Description

变电站计量回路在线监测系统及状态检修方法

技术领域

本发明涉及变电站计量回路在线监测系统及状态检修方法，属于电力系统状态检修技术领域。

背景技术

智能变电站大力推广建设，在传统一次和二次设备及变电站构架上都取得了很大的突破和发展，尤其是电子式互感器和网络设备的应用，对数字化二次系统带来了深刻的变革。计量设备也由传统的电能表发展到目前普遍应用的全光纤数字化电能表。随着国民经济及电网规模的快速发展，电网安全运行对变电站二次设备的安全性和稳定性要求越来越高，实现包括计量设备在内的二次设备状态检修，是未来智能变电站检修的趋势。

开展计量设备状态监测系统就是利用合并单元、数字化电能表等智能设备本身数据采集、上送、网络通讯能功能，建立一套确定计量设备实际状况的监控系统，来实时评估计量设备的计量精度，用以诊断计量回路是否存在异常需要检修。开展计量回路的状态检修是电网、经济发展的必然要求，提高供电可靠性，有针对性的检修可以提高设备的可用率。

发明内容

本发明的目的是提供一种变电站计量回路在线监测系统及检修方法，以提高设备利用率和运行可靠性，降低检修成本。

为实现上述目的，本发明的变电站计量回路在线监测系统包括；电子式互感器、合并单元、交换机、数字式电能表和计量设备状态监测中心；

所述的电子式互感器、合并单元用于电力系统电气量传变，将一次电流电压值转换为二次值，以数字报文的形式发送到网络交换机上；

所述的数字式电能表按照N+1数量冗余配置，其中N块数字式电能表用于实时采集本间隔的电量信息和，对有功功率和无功功率进行计量，将计量结果上送至计量设备状态监测中心；另外一块数字式电能表为检测专用电能表，该检测专用电能表用于分时接入某一合并单元的采样值报文，自动识别间隔信息，循环切换，对采样报文进行解析运算，计量有功功率和无功功率，将计量结果、间隔信息上送计量设备状态检测中心；

所述的计量设备状态监测中心，用于获取全站各数字式电能表实时数据采集和运算结果，并对获得的数据进行对比、分析、处理，给出分析结果；该计量设备状态监测中心将检测专用电能表的计量结果和被检测间隔数字式电能表数据相对比，判断数据差值是否在规定误差范围内；

所述电子式互感器、合并单元按照智能变电站过程层组网方案接入系统，站内数字化电能表和合并单元点对点链接，或者从间隔交换机上获取采样值报文，检测专用电能表连接至主干网交换机，根据检测需要从该交换机上获取某一间隔的采样值报文。

所述的检测专用表包含数据采集模块、通道切换模块、计量运算模块、数据上传模块；所述的通道切换模块用于根据状态监测中心指令分时接入指定间隔合并单元发出的采样值报文；数据采集模块完成遵循IEC 61850标准的采样值报文接收解析和采样值提取；计量运算模块根据从报文中提取的采样值实时计算本间隔有功功率和无功功率；数据上传模块将计算结果通过以太网数据上送至计量设备状态监测中心。

在计量设备状态监测中心，将检测专用电能表上送的运算结果和本间隔运行电能表进行对比，从而检测计量回路是否存在异常。

本发明的变电站计量回路状态检修方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1、每块数字式电能表接入前端合并器的电流电压采样值，计量运算后上送电流电压功率值到状态监测中心；

2、检测专用电能表，从主干网交换机接入，内部通道切换模块控制数据采集模块分时切换采集通道，分时段接入各间隔MU的采样值报文，进行计量运算，将间隔标示、采样值、功率值全部上送状态监测中心；

3、状态监测中心收集来自全站运行数字式电能表和检测专用电能表的数据，实时对比判断，分析计量回路是否存在异常。

所述的分析计量回路是否存在异常的判据为：

|P_N-P_B|≥0.002P_B

|Q_N-Q_B|≥0.002Q_B

式中：P_B、Q_B为检测专用电能表计量的有功功率、无功功率，P_N、Q_N分别为被检测数字式电能表计量的有功功率、无功功率。

本发明的计量设备检修系统及检修方法，是在变电站自动化系统的基础上，增加一块检测专用的数字式电能表，构建变电站计量回路状态监测系统。全站电能表采集的电流电压量值、保护测控装置的采样值、开关量在状态监测中心汇总，然后对比分析全站信息，判断计量回路是否存在异常。本发明可以有效减少人工定检项目，甚至免除人工检验，可以降低设备的检修停电时间，提高可靠性和工作效率。

附图说明

图1是本发明变电站计量回路在线监测系统示意图；

图2是检测专用电能表功能模块图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，本发明的计量回路检测系统，包括电子式互感器、合并单元、交换机、数字式电能表和计量设备状态监测中心。

所述的电子式互感器包括电流互感器和电压互感器。电子式互感器、合并单元用于电力系统电气量传变，将一次电流电压值转换为二次值，以数字报文的形式发送到本间隔交换机上。数字式电能表按照N+1数量冗余配置，在间隔1交换机、间隔2交换机、……间隔N交换机上分别配置一块数字式电能表，在主网交换机上另外配置一块数字式电能表，主网交换机上配置的数字式电能表为检测专用电能表。

所述的计量设备状态监测中心，用于获取全站各数字式电能表实时数据采集和运算结果，并对获得的数据进行对比、分析、处理，给出分析结果；该计量设备状态监测中心将检测专用表的计量结果和被检测间隔数字式电能表数据相对比，判断数据差值是否在规定误差范围内。接入全站数字式电能表的计量数据，在计量设备状态监测中心将检测专用电能表计量结果和被检间隔电能表数据相对比，两者数据差值在规定误范围内，评估被检间隔计量回路正常；差值超出规定范围，告警。

所述电子式互感器、合并单元按照智能变电站过程层组网方案接入系统，站内数字式电能表和合并单元点对点链接，合并单元和数字式电能表通过光纤传输电流电压采样值，或者从间隔交换机上获取采样值报文，检测专用电能表连接至主干网交换机，根据检测需要从该交换机上获取某一间隔的采样值报文。

如图2所示，检测专用电能表，包含数据采集模块、通道切换模块、计量运算模块、数据上传模块；所述的通道切换模块用于根据状态监测中心指令分时接入指定间隔合并单元发出的采样值报文；数据采集模块完成遵循IEC61850标准的采样值报文接收解析和采样值提取；计量运算模块根据从报文中提取的采样值实时计算本间隔有功功率和无功功率；数据上传模块将计算结果通过以太网数据上送至计量设备状态监测中心。在工作时，主交换机中的报文数据输入检测专用电能表的通道切换模块，经过检测专用电能表处理后由数据上传单元发给主机交换机，最后传递给计量设备监测中心。在计量设备状态监测中心，将检测专用电能表上送的运算结果和本间隔运行电能表进行对比，从而检测计量回路是否存在异常。

一种变电站计量回路状态检修方法，该方法包括以下步骤：

(1)每块数字式电能表接入前端合并器的电流电压采样值，计量运算后上送电流电压功率值到状态监测中心；

(2)检测专用电能表，从主干网交换机接入，内部通道切换模块控制数据采集模块分时切换采集通道，分时段接入各间隔MU的采样值报文，进行计量运算，将间隔标示、采样值、功率值全部上送计量设备状态监测中心；

(3)状态监测中心收集来自全站运行数字式电能表和检测专用电能表的数据，实时对比判断，分析计量回路是否存在异常，量回路是否存在异常的判据为：

|P_N-P_B|≥0.002P_B

|Q_N-Q_B|≥0.002Q_B

式中：P_B、Q_B为检测专用表计量的有功功率、无功功率，P_N、Q_N分别为被检测数字式电能表计量的有功功率、无功功率。在状态监测中心，判断检测专用电能表目前工作间隔，比如为第n间隔，那么将检测专用电能表和本间隔电能表的计量结果进行误差运算，大于告警门限即认为第n间隔计量回路异常。

本发明涉及智能变电站计量回路在线监测系统的设计方法，属于电力系统计量设备状态检修技术领域；计量回路在线监测系统包括电子式互感器、合并单元、交换机、数字式电能表和计量设备状态监测中心。所述合并单元和数字化电能表通过光纤传输电流电压采样值，数字化电能表按照N+1数量冗余配置，其中N块电能表用于本间隔电量的实时计量，另外一块电能表为检测专用表。所述实时计量电能表和检测专用电能表通过网络与计量设备状态监测中心相连。本发明可以实现对智能变电站计量回路设备有效的在线检测，对计量设备的实时结果进行采集对比，评估计量设备的计量精度，给出检修意见。可有效减少校验工作量，提高可靠性和工作效率。

Claims (4)

1.一种变电站计量回路在线监测系统，其特征在于，包括；电子式互感器、合并单元、交换机、数字式电能表和计量设备状态监测中心；

所述的电子式互感器、合并单元用于电力系统电气量传变，将一次电流电压值转换为二次值，以数字报文的形式发送到网络交换机上；

所述的数字式电能表按照N+1数量冗余配置，其中N块数字式电能表用于实时对本间隔的电量信息，对有功功率和无功功率计量，并将计量信息上送至计量设备状态监测中心；另外一块数字式电能表为检测专用电能表，该检测专用电能表用于分时接入某一合并单元的采样值报文，自动识别间隔信息，循环切换，对采样报文进行解析运算，计量有功功率和无功功率，将计量结果、间隔信息等上送至计量设备状态检测中心；

所述的计量设备状态监测中心，用于获取全站各数字式电能表实时数据采集和运算结果，并对获得的数据进行对比、分析、处理，给出分析结果；该计量设备状态监测中心将检测专用电能表计量的结果和被检测间隔数字式电能表数据相对比，判断数据差值是否在规定误差范围内；

所述电子式互感器、合并单元按照智能变电站过程层组网方案接入系统，站内数字式电能表和合并单元点对点链接，或者从间隔交换机上获取采样值报文，检测专用电能表连接至主干网交换机，根据检测需要从该交换机上获取某一间隔的采样值报文。

2.根据权利要求1所述的变电站计量回路在线监测系统，其特征在于：所述的检测专用电能表包含通道切换模块、数据采集模块、计量运算模块、数据上传模块，所述的通道切换模块用于根据状态监测中心指令分时接入指定间隔合并单元发出的采样值报文；数据采集模块完成遵循IEC 61850标准的采样值报文接收解析和采样值提取；计量运算模块根据从报文中提取的采样值实时计算本间隔有功功率和无功功率；数据上传模块将计算结果通过以太网数据上送至计量设备状态监测中心。

3.一种变电站计量回路状态检修方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)每块数字式电能表接入前端合并器的电流电压采样值，计量运算后上送电流电压功率值到计量设备状态监测中心；

(2)检测专用电能表，从主干网交换机接入，内部通道切换模块控制数据采集模块分时切换采集通道，分时段接入各间隔MU的采样值报文，进行计量运算，将间隔标识、采样值、功率值全部上送状态监测中心；

(3)计量设备状态监测中心收集来自全站运行的数字式电能表和检测专用电能表的数据，实时对比判断，分析计量回路是否存在异常。

4.根据权利要求4所述的变电站计量回路状态检修方法，其特征在于，所述的分析计量回路是否存在异常的判据为：

|P_N-P_B|≥0.002P_B

|Q_N-Q_B|≥0.002Q_B

式中：P_B、Q_B为检测专用电能表计量的有功功率、无功功率，P_N、Q_N分别为被检测数字式电能表计量的有功功率、无功功率。

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