CN103308795B - 主变保护装置测试方法及便携式运算设备 - Google Patents

主变保护装置测试方法及便携式运算设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了主变保护装置测试方法及便携式运算设备。在本发明实施例中，在便携式运算设备预先存储不同厂家不同型号的保护装置对应的各计算方程，测试人员仅需要设定厂家、保护装置型号、保护装置参数值，测试的电流相别与制动电流大小，便携式运算设备就能够自动计算出主变压器各侧所需电流量，并能自动计算出误差。依照本发明实施例所提供的技术方案，不需要测试人员正确理解保护原理和公式就能完成测试，由于不受人记忆的影响，从而提高了测试精确度，并且，由便携式运算设备自动完成各种计算，与人工计算方式相比，减少了测试时间。

Description

主变保护装置测试方法及便携式运算设备
技术领域
本发明涉及测试技术领域，更具体的说，涉及主变保护装置测试方法及便携式运算设备。
背景技术
在电力系统继电保护的日常技术改造、保护预试及缺陷消除等工作中，经常需要对主变压器（简称主变）保护装置比例制动差动进行测试校验。在测试中，不同厂家不同型号的保护装置所使用的保护原理和公式不尽相同，并且公式繁杂。需要测试人员正确理解保护原理和公式才能完成，无法保证测试精确度。此外，繁琐的计算，导致了测试过程占用时间过长。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了主变保护装置测试方法及便携式运算设备，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种主变保护装置测试方法，至少基于便携式运算设备，所述便携式运算设备中至少存储有不同厂家不同型号的保护装置的动作方程，高压侧、低压侧参考电流量计算方程，以及误差比计算方程；
所述方法包括：
便携式运算设备接收用户输入的厂家，将用户输入的厂家作为目标厂家，并提供所述目标厂家对应的各种型号；
便携式运算设备接收用户输入的型号作为目标型号，将所述目标厂家、目标型号对应的各个方程分别作为目标动作方程，目标高压侧、低压侧参考电流量计算方程，以及目标误差比计算方程；
便携式运算设备提供保护装置参数列表，以供用户输入保护装置参数值；
便携式运算设备接收用户输入的保护装置参数值，将所述保护装置参数值代入所述目标动作方程，生成比率制动折线；
便携式运算设备接收用户指定的制动电流值和电流相别；
便携式运算设备根据所述比率制动折线以及目标高压侧、低压侧参考电流量计算方程，计算并展示，在所述指定电流相别下高压侧电流量参考值和低压侧电流量参考值；
便携式运算设备接收用户输入的低压侧电流量实际值；
便携式运算设备将低压侧电流量参考值和低压侧电流量实际值代入所述目标误差比计算方程，得出误差比；
所述低压侧电流量实际值通过以下方式获得：
向待测保护装置所保护的主变压器的高压侧输入所述高压侧电流量参考值作为高压侧电流量实际值；
获取所述待测保护装置发生保护动作时，所述主变压器低压侧电流量值作为低压侧电流量实际值。
一种便携式运算设备，包括：
存储单元，用于至少存储有不同厂家不同型号的保护装置的动作方程，高压侧、低压侧参考电流量计算方程，以及误差比计算方程；
第一接收单元，用于接收用户输入的厂家，将用户输入的厂家作为目标厂家，并提供所述目标厂家对应的各种型号；
第二接收单元，用于接收用户输入的型号作为目标型号，将所述目标厂家、目标型号对应的各个方程分别作为目标动作方程，目标高压侧、低压侧参考电流量计算方程，以及目标误差比计算方程；
参数列表提供单元，用于提供保护装置参数列表，以供用户输入保护装置参数值；
折线生成单元，用于接收用户输入的保护装置参数值，将所述保护装置参数值代入所述目标动作方程，生成比率制动折线；
第三接收单元，用于接收用户指定的制动电流值和电流相别；
第一计算单元，用于根据所述比率制动折线以及目标高压侧、低压侧参考电流量计算方程，计算并展示在所述指定电流相别下高压侧电流量参考值和低压侧电流量参考值；
第四接收单元，用于接收用户输入的低压侧电流量实际值；所述低压侧电流量实际值通过以下方式获得：向待测保护装置所保护的主变压器的高压侧输入所述高压侧电流量参考值作为高压侧电流量实际值；获取所述待测保护装置发生保护动作时，所述主变压器低压侧电流量值作为低压侧电流量实际值；
第二计算单元，用于将低压侧电流量参考值和低压侧电流量实际值代入所述目标误差比计算方程，得出误差比。
经由上述的技术方案可知，在本发明实施例中，在便携式运算设备预先存储不同厂家不同型号的保护装置对应的各计算方程，测试人员仅需要设定厂家、保护装置型号、保护装置参数值，测试的电流相别与制动电流大小，便携式运算设备就能够自动计算出主变压器各侧所需电流量，并能自动计算出误差。依照本发明实施例所提供的技术方案，不需要测试人员正确理解保护原理和公式就能完成测试，由于不受人记忆的影响，从而提高了测试精确度，并且，由便携式运算设备自动完成各种计算，与人工计算方式相比，减少了测试时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的主变压器保护装置测试方法流程图；
图2为本发明实施例提供的双折线式比率制动折线示意图；
图3为本发明实施例提供的三折线式比率制动折线示意图；
图4为本发明实施例提供的主变压器保护装置测试方法另一流程图；
图5为本发明实施例提供的选择界面示意图；
图6为本发明实施例提供的保护装置参数列表及参数值示意图；
图7为本发明实施例提供的比率制动折线示意图；
图8为本发明实施例提供的电流相别与相位提示示意图；
图9为本发明实施例提供的描点及误差比示意图；
图10为本发明实施例提供的便携式运算设备结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例所提供的主变保护装置测试方法，至少基于便携式运算设备，例如智能手机、笔记本电脑等，以提供便携性。并且，智能手机具有通用易操作的优点，在电力行业易于推广普及。
为上述方法得以实施，便携式设备中至少需要存储不同厂家不同型号的保护装置的动作方程，高压侧、低压侧参考电流量计算方程，以及误差比计算方程。
请参见图1，上述测试方法具体包括：
S1、便携式运算设备接收用户输入的厂家，将用户输入的厂家作为目标厂家，并提供目标厂家对应的各种型号。
更具体的，便携式运算设备可在用户输入厂家后，弹出一对话框，该对话框中具有该厂家对应的各种型号可供用户选择。
S2、便携式运算设备接收用户输入（选择）的型号作为目标型号，将目标厂家、目标型号对应的各个方程分别作为目标动作方程，目标高压侧、低压侧参考电流量计算方程，以及目标误差比计算方程。
S3、便携式运算设备提供保护装置参数列表，以供用户输入保护装置参数值；
更具体的，便携式运算设备可在用户输入型号后，弹出一对话框，该对话框中具有保护装置参数列表可供用户输入参数值。
其中，保护装置参数可包括主变压器容量、高压侧额定电压、低压侧额定电压、高压侧电流互感器（CT）变比、低压侧电流互感器变比、差动电流启动定值和制动斜率（也可称为比率差动制动系数）等，本文后续还将做更具体的介绍。
S4、便携式运算设备接收用户输入的保护装置参数值，将保护装置参数值代入目标动作方程，生成比率制动折线。
需要说明的，比率制动折线主要分为双折线式和三折线式两种。图2是双折线式，图3是三折线式。
双折线式对应的动作方程为：
I d ≥ I d 0 , I r ≤ I r 0 I d ≥ K ( I r - I r 0 ) + I d 0 , I r > I r 0 ,
其中Id为差动电流，Id0为差动电流启动定值，也是最小动作电流，Ir为制动电流，Ir0为制动电流的第一拐点电流，也是出现制动作用的最小制动电流，K为制动斜率。
三折线式对应的动作方程为：
I d ≥ I d 0 , I r ≤ I r 0 I d ≥ K 1 ( I r - I r 0 ) + I d 0 , I r 1 > I r > I r 0 I d ≥ K 2 ( I r - I r 1 ) + K 1 ( I r 1 - I r 0 ) + I d 0 , I r > I r 1
其中，Ir0为制动电流的第一拐点电流，Ir1为制动电流的第二拐点电流，K1为第一制动斜率，K2为第二制动斜率（也即，在三折线式动作方程中，制动斜率包括第一制动斜率和第二制动斜率）。
用户输入的保护装置参数值，相当于对双折线或三折线保护方程中的Id0、K、K1、K2这些变量赋于具体的值，这样，就可以根据赋值后的保护方程生成具体的比率制动折线。需要说明的是，用户不需要输入Ir0、Ir1的具体取值，这是因为，Ir0、Ir1由厂家确定，选定型号后Ir0、Ir1的取值随之确定。
S5、便携式运算设备接收用户指定的制动电流值和电流相别；
S6、便携式运算设备根据比率制动折线以及目标高压侧、低压侧参考电流量计算方程，计算并展示，在指定电流相别下高压侧电流量参考值和低压侧电流量参考值。
需要说明的是，差动电流Id代表主变压器高压侧电流与低压侧电流的矢量和的绝对值，即用于表征变压器两侧CT之间出现故障的严重程度。而制动电流根据不同的厂家有不同的定义，主要为或，用于表征系统不平衡度的大小。
因此，计算高压侧电流量参考值和低压侧电流量参考值可包括：
根据比率制动折线，确定出在指定电流相别下，用户指定的制动电流值Ir所对应的差动电流值Id；
根据公式 I d = | I · H + I · L | 和 I r = 1 2 ( | I · H | + | I · L | ) （或 I r = max ( | I · H | , | I · L | ) ）计算在指定电流相别下高压侧电流量参考值和低压侧电流量参考值
S7、便携式运算设备接收用户输入的低压侧电流量实际值；
S8、便携式运算设备将低压侧电流量参考值和低压侧电流量实际值代入目标误差比计算方程，得出误差比。
可见，在本发明实施例中，在便携式运算设备预先存储不同厂家不同型号的保护装置对应的各计算方程，测试人员仅需要设定厂家、保护装置型号、保护装置参数值，测试的电流相别与制动电流大小，便携式运算设备就能够自动计算出主变压器各侧所需电流量，并能自动计算出误差。依照本发明实施例所提供的技术方案，不需要测试人员正确理解保护原理和公式就能完成测试，由于不受人记忆的影响，从而提高了测试精确度，并且，由便携式运算设备自动完成各种计算，与人工计算方式相比，减少了测试时间。
在本发明其他实施例中，上述方法在步骤S6后，还可包括如下步骤：
便携式运算设备在比率制动折线上绘制实际动作边界点。
步骤S7中用户输入的“低压侧电流量实际值”可通过以下方式获得：
向待测保护装置所保护的主变压器的高压侧输入高压侧电流量参考值作为高压侧电流量实际值；
获取待测保护装置发生保护动作时主变压器的低压侧电流量值，作为低压侧电流量实际值。
更具体的，上述“获取待测保护装置发生保护动作时主变压器的低压侧的电流量值”的一种实现方式可包括：
以高于低压侧电流量参考值的电流量值作为起点，逐渐降低低压侧电流量值，直至待测保护装置发生保护动作，记录主变压器当前的低压侧电流量值作为低压侧电流量实际值。
在本发明其他实施例中，上述测试方法可被编写成可安装于智能手机上的主变压器保护装置测试辅助软件，该软件就能够在人机交互下，完成测试。
参见图4－9，下面将对本发明的技术方案所涉及的人机交互进行更详细的说明。
S401、测试人员（用户）选择需要测试的保护装置所属厂家。
S402、智能手机自动弹出软件数据库预先设定好的该厂家的主变保护装置型号。
S403、测试人员选择好型号后，按下一步。
在本实施例中，测试人员选择南瑞继保公司的RCS-9671型微机保护装置（请参见图5）。
S404、智能手机自动弹出保护装置参数列表，以供测试人员输入保护装置参数值。
S405、测试人员设定保护装置参数值（请参见图6），点击“下一步”。
S406、智能手机自动生成比率制动折线（请参见图7）。
S407、测试人员设定制动电流值和电流相别。
在本实施例中，测试人员设定制动电流Ir等于2le，并将电流相别设为A相。
S408、智能手机计算出主变各侧在指定电流相别下高压侧电流量参考值和低压侧电流量参考值，并且提示电流的相别与相位。
请参见图8，图8中所示的IHA=11.3∠0°（即）、ILa=5.37∠180°（即）和ILc=7.85∠0°分别代表保护装置的高压侧A相电流量参考值为11.3安培，低压侧A（a）相电流量参考值为反方向的5.37安培，C相需输入补偿电流为7.85安培。
S409、测试人员输入低压侧电流量实际值；
S410、智能手机在折线图上自动描出实际动作边界点（也即高压侧电流量参考值和低压侧电流量实际值对应的点），并且计算试验误差比（参见图9）。
与之相对应，本发明实施例还要求保护一种便携式运算设备，参见图10，其至少可包括：
存储单元1，用于至少存储有不同厂家不同型号的保护装置的动作方程，高压侧、低压侧参考电流量计算方程，以及误差比计算方程；
第一接收单元2，用于接收用户输入的厂家，将用户输入的厂家作为目标厂家，并提供目标厂家对应的各种型号；
第二接收单元3，用于接收用户输入的型号作为目标型号，将目标厂家、目标型号对应的各个方程分别作为目标动作方程，目标高压侧、低压侧参考电流量计算方程，以及目标误差比计算方程；
参数列表提供单元4，用于提供保护装置参数列表，以供用户输入保护装置参数值；
折线生成单元5，用于接收用户输入的保护装置参数值，将保护装置参数值代入目标动作方程，生成比率制动折线；
第三接收单元6，用于接收用户指定的制动电流值和电流相别；
第一计算单元7，用于根据比率制动折线以及目标高压侧、低压侧参考电流量计算方程，计算并展示在指定电流相别下高压侧电流量参考值和低压侧电流量参考值；
第四接收单元8，用于接收用户输入的低压侧电流量实际值；低压侧电流量实际值通过以下方式获得：向待测保护装置所保护的主变压器的高压侧输入高压侧电流量参考值作为高压侧电流量实际值；获取待测保护装置发生保护动作时，主变压器低压侧电流量值作为低压侧电流量实际值；
第二计算单元9，用于将低压侧电流量参考值和低压侧电流量实际值代入目标误差比计算方程，得出误差比。
在本发明其他实施例中，上述便携式运算设备还可包括绘制单元，用于在比率制动折线上绘制实际动作边界点。
具体细节请参见本文前述方法的记载，在此不作赘述。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种主变保护装置测试方法，其特征在于，至少基于便携式运算设备，所述便携式运算设备中至少存储有不同厂家不同型号的保护装置的动作方程，高压侧、低压侧参考电流量计算方程，以及误差比计算方程；
所述方法包括：
便携式运算设备接收用户输入的厂家，将用户输入的厂家作为目标厂家，并提供所述目标厂家对应的各种型号；
便携式运算设备接收用户输入的型号作为目标型号，将所述目标厂家、目标型号对应的各个方程分别作为目标动作方程，目标高压侧、低压侧参考电流量计算方程，以及目标误差比计算方程；
便携式运算设备提供保护装置参数列表，以供用户输入保护装置参数值；
便携式运算设备接收用户输入的保护装置参数值，将所述保护装置参数值代入所述目标动作方程，生成比率制动折线；
便携式运算设备接收用户指定的制动电流值和电流相别；
便携式运算设备根据所述比率制动折线以及目标高压侧、低压侧参考电流量计算方程，计算并展示，在所述指定电流相别下高压侧电流量参考值和低压侧电流量参考值；
便携式运算设备接收用户输入的低压侧电流量实际值；
便携式运算设备将低压侧电流量参考值和低压侧电流量实际值代入所述目标误差比计算方程，得出误差比；
所述低压侧电流量实际值通过以下方式获得：
向待测保护装置所保护的主变压器的高压侧输入所述高压侧电流量参考值作为高压侧电流量实际值；
获取所述待测保护装置发生保护动作时所述主变压器的低压侧电流量值，作为低压侧电流量实际值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述便携式运算设备具体为智能手机。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述保护装置参数包括主变压器容量、高压侧额定电压、低压侧额定电压、高压侧电流互感器变比、低压侧电流互感器变比、差动电流启动定值和比率差动制动系数。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
便携式运算设备在所述比率制动折线上绘制实际动作边界点。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取所述待测保护装置发生保护动作时，所述主变压器低压侧的电流量值包括：
以高于所述低压侧电流量参考值的电流量值作为起点，逐渐降低低压侧电流量值，直至所述待测保护装置发生保护动作，记录所述主变压器当前的低压侧电流量值作为低压侧电流量实际值。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，计算高压侧电流量参考值和低压侧电流量参考值包括：
根据所述比率制动折线，确定出在所述指定电流相别下，用户指定的制动电流值Ir所对应的差动电流值Id；
根据公式和计算在所述指定电流相别下高压侧电流量参考值和低压侧电流量参考值
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，计算高压侧电流量参考值和低压侧电流量参考值包括：
根据所述比率制动折线，确定出在所述指定电流相别下，用户指定的制动电流值Ir所对应的差动电流值Id；
根据公式和计算在所述指定电流相别下高压侧电流量参考值和低压侧电流量参考值
8.一种便携式运算设备，其特征在于，包括：
存储单元，用于至少存储有不同厂家不同型号的保护装置的动作方程，高压侧、低压侧参考电流量计算方程，以及误差比计算方程；
第一接收单元，用于接收用户输入的厂家，将用户输入的厂家作为目标厂家，并提供所述目标厂家对应的各种型号；
第二接收单元，用于接收用户输入的型号作为目标型号，将所述目标厂家、目标型号对应的各个方程分别作为目标动作方程，目标高压侧、低压侧参考电流量计算方程，以及目标误差比计算方程；
参数列表提供单元，用于提供保护装置参数列表，以供用户输入保护装置参数值；
折线生成单元，用于接收用户输入的保护装置参数值，将所述保护装置参数值代入所述目标动作方程，生成比率制动折线；
第三接收单元，用于接收用户指定的制动电流值和电流相别；
第一计算单元，用于根据所述比率制动折线以及目标高压侧、低压侧参考电流量计算方程，计算并展示在所述指定电流相别下高压侧电流量参考值和低压侧电流量参考值；
第四接收单元，用于接收用户输入的低压侧电流量实际值；所述低压侧电流量实际值通过以下方式获得：向待测保护装置所保护的主变压器的高压侧输入所述高压侧电流量参考值作为高压侧电流量实际值；获取所述待测保护装置发生保护动作时，所述主变压器低压侧电流量值作为低压侧电流量实际值；
第二计算单元，用于将低压侧电流量参考值和低压侧电流量实际值代入所述目标误差比计算方程，得出误差比。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，还包括：
绘制单元，用于在所述比率制动折线上绘制实际动作边界点。
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