CN103235277A - 智能化变电站容性设备在线监测系统集成化调试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能化变电站容性设备在线监测系统集成化调试装置，用于连接待调试在线监测系统，其特征在于，该调试装置包括标准源模拟发生器、标准测试仪、通信信号处理器和数据采集与处理模块，所述的标准源模拟发生器分别连接待调试在线监测系统和标准测试仪，所述的待调试在线监测系统和标准测试仪均与数据采集与处理模块连接，所述的通信信号处理器分别连接待调试在线监测系统和数据采集与处理模块。与现有技术相比，本发明具有调试集成化规范化、调试过程直观简便等优点。

Description

智能化变电站容性设备在线监测系统集成化调试装置

技术领域

本发明涉及智能化变电站领域，尤其是涉及一种智能化变电站容性设备在线监测系统集成化调试装置。

背景技术

智能化变电站是智能电网的重要组成部分，是以数字化变电站为依托，通过采用先进的传感、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平台。而设备状态的在线监测与诊断，作为智能化变电站的重要环节，目前仍存在不少故障或误报、漏报现象，使得在线监测系统并未全部被人们所接受。归纳其中的原因，一是在线监测系统不能准确反映设备状态，即数据采集准确度不够；二是在线监测设备自身的稳定性问题。这两个方面的问题，都应当在在线监测设备投入运行之前的交接试验中得到发现和解决。

智能化变电站中的容性设备，主要是指套管、避雷器、电容器等。由于其在结构和电气特性上有许多共同点，所以在监测量和监测方法上也有许多相通之处，这也为建立集成化的容性设备统一在线监测系统调试平台提供了可能。开展集成化的在线监测系统调试平台的研究，有助于在线监测系统投运前的交接试验顺利进行。

在现有技术中，通常在在线监测设备安装前仅仅由厂家进行针对单个独立监测设备和单元的准确度校验或通信功能的测试(单体调试)，且由于监测设备的生产厂商鱼龙混杂，难以形成统一、常态化的调试方案。例如在进行容性设备tanδ值在线监测有效性的核查方面，国内尚未见相关标准和规定。通常的做法是在容性设备末屏接地线上串接电阻，改变的大小，观察在线监测系统能否准确反映串接后tanδ的变化。但是这种方法的危险性在于，若末屏接地线意外断开，端口间的高压将严重威胁操作人员的人身安全，或是造成设备损坏。

因此，选取监测特征量进行标准源搭建，能够对在线监测设备进行“离线”的准确度测试，既方便调节不同的特征量输出，又能保证测试人员的人身安全，还减少了设备损坏的风险。

对于智能化变电站在线监测系统整体的调试方案，目前也未见有相关技术规范出台。在线监测系统的安装前调试与安装后变电站内运行和维护工作密切相关，所以开发集成化的变电站容性设备在线监测系统调试平台是十分迫切和必要的。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种调试集成化规范化、调试过程直观简便的智能化变电站容性设备在线监测系统集成化调试装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种智能化变电站容性设备在线监测系统集成化调试装置，用于连接待调试在线监测系统，该调试装置包括标准源模拟发生器、标准测试仪、通信信号处理器和数据采集与处理模块，所述的标准源模拟发生器分别连接待调试在线监测系统和标准测试仪，所述的待调试在线监测系统和标准测试仪均与数据采集与处理模块连接，所述的通信信号处理器分别连接待调试在线监测系统和数据采集与处理模块；

标准源模拟发生器模拟容性设备同时向待调试在线监测系统和标准测试仪输出标准化物理量，待调试在线监测系统和标准测试仪分别给出相应监测数据并传输到数据采集与处理模块，数据采集与处理模块比较标准测试仪输出的标准量值和待调试在线监测系统输出的量值，并接收通信信号处理器传送的通信调试结果，输出最终的调试报告。

所述的标准源模拟发生器输出的物理量包括绝缘材料介质损耗因数、泄漏电流、阻性电流和局部放电量。

所述的数据采集与处理模块包括自动化数据采集器、中心处理器、存储器和显示器，所述的中心处理器分别连接自动化数据采集器、存储器、显示器和通信信号处理器；

自动化数据采集器采集待调试在线监测系统和标准测试仪的监测数据并传输给中心处理器，中心处理器对其进行比对输出计算误差，中心处理器同时接收通信信号处理器传送的通信调试结果，并将其与存储器中存储的标准通信功能指标进行比较，最终输出调试报告，并显示在显示器的人机界面中。

所述的通信信号处理器上设有多个用于读取待调试在线监测系统数据的数据输入接口。

所述的通信信号处理器为集成有通信模拟软件的处理器。

所述的通信信号处理器对待调试在线监测系统进行数据传输速率整定检测和数据传送功能检测。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、充分利用了统一集成化调试平台的特点，实现了调试的规范化，可免除安装前厂家的现场调试，节省人力物力；

2、严格根据电网公司的相关导则规范，能够自动出具调试报告，包括对监测准确度的评价以及通信功能的测试结果，为现场安装与校核提供指导；

3、拥有良好的人机界面，调试过程直观、简便，可操作性强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明数据采集与处理模块的结构示意图；

图3为本发明通信信号处理器的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，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，一种智能化变电站容性设备在线监测系统集成化调试装置，用于连接待调试在线监测系统1，该调试装置包括标准源模拟发生器2、标准测试仪3、通信信号处理器4和数据采集与处理模块5，所述的标准源模拟发生器2分别连接待调试在线监测系统1和标准测试仪3，所述的待调试在线监测系统1和标准测试仪均3与数据采集与处理模块5连接，所述的通信信号处理器4分别连接待调试在线监测系统1和数据采集与处理模块5。标准源模拟发生器2模拟容性设备同时向待调试在线监测系统1和标准测试仪3输出标准化物理量，待调试在线监测系统1和标准测试仪3分别给出相应监测数据并传输到数据采集与处理模块5，数据采集与处理模块5比较标准测试仪输出的标准量值和待调试在线监测系统输出的量值，并接收通信信号处理器4传送的通信调试结果，给出评价，输出最终的调试报告。

如图2所示，所述的数据采集与处理模块5包括自动化数据采集器51、中心处理器52、存储器53和显示器54，所述的中心处理器52分别连接自动化数据采集器51、存储器53、显示器54和通信信号处理器4。自动化数据采集器51采集待调试在线监测系统1和标准测试仪3的监测数据并传输给中心处理器52，中心处理器52对其进行比对输出计算误差，中心处理器52同时接收通信信号处理器4传送的通信调试结果，并将其与存储器53中存储的标准通信功能指标进行比较，，给出评价最终输出调试报告，并显示在显示器54的人机界面中。

所述的标准源模拟发生器以具有代表性的、能够反映真实绝缘状况的参量作为监测量，在容性设备范围内，包括绝缘材料介质损耗因数、泄漏电流、阻性电流和局部放电量。标准源模拟发生器模拟实际容性设备对于这些物理量的输出，以进行容性设备在线监测系统的测量准确度校验。

数据采集与处理模块将被调试在线监测系统返回的监测量值进行采集整理，并与之前所设定的标准源模块所输出的标准被测量值进行比较，计算出误差、准确度、多次测量的方差等统计数据并储存，形成标准化调试报告中的准确度校核部分。另外，通信调试模块返回的通信调试结果也将汇集到该模块，与事先整定的通信功能指标进行比较并给出评价，形成调试报告中的通信功能校核部分。

所述的通信信号处理器4上设有多个用于读取待调试在线监测系统数据的数据输入接口，集成有通信模拟软件的处理器，按照现场配置方案与待调试在线监测系统相结合，以模拟实际智能化变电站的情况。运行上位机通信软件的计算机与待调试的监测系统的智能组件柜内的IED(Intelligent Electronic Device，智能电子设备)通过通信网络连接。网络搭建完成后，对RS485接口的通信功能、监测IED与站控层网络之间的通信功能进行测试，主要包括数据传输速率整定检测及数据传送功能检测。

对于完整的容性设备在线监测系统而言，通过上述集成化调试装置可以完成以下三个方面的验证工作：

(1)单体调试。对于单独的一个在线监测设备的监测准确性进行调试，验证其产品装配质量、功能完备性、装置运行稳定性及测量结果的准确度。同时验证设备硬件性能、通信性能、数据传输实时性、通信协议兼容性、电磁兼容性、温湿度适应性及稳定性是否满足设备技术规范要求。

(2)分系统调试。验证分系统通信功能、稳定性、数据采集、预警及软件功能等。

(3)系统调试。验证在线监测系统数据采集同步性、过程层网络性能、站控层网络性能、数据传输量、数据传输速度、数据一致性、规约一致性、高级应用功能及软件系统呈现功能。

以电容型设备/金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置作为待调试在线监测系统为例说明上述集成化调试装置的工作原理。将待测的电容型设备/金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置与标准源模拟发生器(状态参量标准模拟发生装置)连接，将标准测试仪(高精度介损电容量/全电流测试装置)接于同一个标准源模拟发生器，同时测得在多个测量点的介质损耗因数、电容量、全电流值及阻性电流。将两者在各测量点的测量值一一比较，以标准测试仪检测数据为基准，计算测量误差，电容型设备绝缘在线监测装置的测量误差需符合国家电网公司企业标准Q/GDW537-2010《电容型设备及金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置技术规范》中§4.4.1所规定的测量误差要求，金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置的测量误差需符合§4.4.2中测量误差要求。测量误差计算公式如下：

测量误差＝在线监测装置测量值-标准测试仪测量值

在被监测设备运行状态下，由程序控制自动对被调试装置进行72h连续通电试验，并进行测量数据稳定性检查，数据记录时间间隔不大于2h，或不少于12次/24h，平台自动检测并记录72h期间监测装置是否工作正常。在通电试验过程中同时进行在线监测装置测量结果准确性和重复性测试。

电容型设备绝缘在线监测装置各测量点的选取：在全电流的测量范围内选取包括最低检测限值、最高检测限值以及其它4个测量点在内的，共6个测量点。在每个测量点下对全电流、介质损耗因数及电容量进行误差测量。

金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置各测量点的选取：选取包括在线监测装置最小可测量电流值、最大可测量电流值以及其他4个电流值在内的，共计6个不同的电流值。在每个测量点下对全电流及阻性电流进行误差测量。

通信信号处理器4用于针对智能组件柜内的IED单元以及模拟上位机进行与IED连接网络的通信功能测试。

(1)对智能组件柜中的IED进行72h连续通电试验，以验证设备的通信可靠性。另外进行模型对点，对IED配置文件中所包含ICD(IED功能配置文件)、SCD(变电站配置文件)及CID(由SCD配置生成)三类文件测试。在测试中，校核装置厂家提供的ICD文件与装置实际能力是否一致，同时验证装置配置与SCD文件是否一致。

(2)模拟监测单元上位机进行各物理量监测单元与上位机之间数据传输网络功能测试。采用集成的DL/T860通信模拟软件对在线监测系统进行通信检测。分别进行数据传输量、数据召唤频度、数据一致性、数据传输延迟、初始化过程检测、实时数据传输速率整定检测、状态字正确性检测、否定性检测、数据传送功能检测。通过模拟站内最大数据量和最高数据召唤频度下进行数据传输的测试。

如图3所示为通信信号处理器对智能组件柜内的IED单元进行检验的连接示意图，其中，待调试在线监测系统包括泄漏电流监测装置、局部放电监测装置、介质损耗监测装置等，可完成以下功能的情况：

●实现远方修改定值及有关参数；

●上位机通信软件通过远方修改定值，要求被检装置能按照其说明书中规定的不同速率传输数据报文。

●装置能响应上位机召唤传送记录数据；

●断开装置的通信网络连接，能正确报出通信中断。

根据上述指标进行多次模拟测试后，集成式调试装置记录在测试过程中数据传输错误以及出现数据中断的情况，将结果发送给数据采集与处理模块，给出评价并储存，形成调试报告中的通信功能测试部分。

Claims (6)

1.一种智能化变电站容性设备在线监测系统集成化调试装置，用于连接待调试在线监测系统，其特征在于，该调试装置包括标准源模拟发生器、标准测试仪、通信信号处理器和数据采集与处理模块，所述的标准源模拟发生器分别连接待调试在线监测系统和标准测试仪，所述的待调试在线监测系统和标准测试仪均与数据采集与处理模块连接，所述的通信信号处理器分别连接待调试在线监测系统和数据采集与处理模块；

标准源模拟发生器模拟容性设备同时向待调试在线监测系统和标准测试仪输出标准化物理量，待调试在线监测系统和标准测试仪分别给出相应监测数据并传输到数据采集与处理模块，数据采集与处理模块比较标准测试仪输出的标准量值和待调试在线监测系统输出的量值，并接收通信信号处理器传送的通信调试结果，输出最终的调试报告。

2.根据权利要求1所述的一种智能化变电站容性设备在线监测系统集成化调试装置，其特征在于，所述的标准源模拟发生器输出的物理量包括绝缘材料介质损耗因数、泄漏电流、阻性电流和局部放电量。

3.根据权利要求1所述的一种智能化变电站容性设备在线监测系统集成化调试装置，其特征在于，所述的数据采集与处理模块包括自动化数据采集器、中心处理器、存储器和显示器，所述的中心处理器分别连接自动化数据采集器、存储器、显示器和通信信号处理器；

自动化数据采集器采集待调试在线监测系统和标准测试仪的监测数据并传输给中心处理器，中心处理器对其进行比对输出计算误差，中心处理器同时接收通信信号处理器传送的通信调试结果，并将其与存储器中存储的标准通信功能指标进行比较，最终输出调试报告，并显示在显示器的人机界面中。

4.根据权利要求1所述的一种智能化变电站容性设备在线监测系统集成化调试装置，其特征在于，所述的通信信号处理器上设有多个用于读取待调试在线监测系统数据的数据输入接口。

5.根据权利要求1所述的一种智能化变电站容性设备在线监测系统集成化调试装置，其特征在于，所述的通信信号处理器为集成有通信模拟软件的处理器。

6.根据权利要求1所述的一种智能化变电站容性设备在线监测系统集成化调试装置，其特征在于，所述的通信信号处理器对待调试在线监测系统进行数据传输速率整定检测和数据传送功能检测。

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