CN105319436B - 基于传统互感器的智能站3/2接线母线无功功率校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于传统互感器的智能站3/2接线母线无功功率校验方法，将间隔测量装置(4)通过合并单元(2)连接传统电流互感器(3)、传统电压互感器(1)的二次回路，从而获取该串支路的传统电流互感器(3)二次侧流入合并单元(2)的电流，及传统电压互感器(1)二次侧接入合并单元(2)的电压，并将数据通过WLAN接口传递给测量总台(5)。最后通过总台显示面板(9)，将WLAN接口发来的数据和从变电站的MMS网获取的数据进行对比。这种方法仅需要1至2人操作，最重要的是可以方便快捷的对保护小室内设置的母线测控装置的无功功率测量情况进行检查、校验，并保证母线各条支路的测量的同步性能。可应用于基于传统互感器的智能站的校验领域。

Description

基于传统互感器的智能站3/2接线母线无功功率校验方法

技术领域

本发明涉及一种母线无功功率校验方法，尤其涉及一种基于传统互感器的智能变电站3/2接线母线无功功率的校验方法。

背景技术

前电网发展到当前这个阶段后，电网的状态估计工作是一项非常有意义而且非常重要的工作。当前电网中超特高压智能变电站330kV、500kV部分或者1000kV部分中，广泛应用的是3/2主接线方式。由于传统互感器有诸多优点，因而广泛使用，甚至在智能变电站中不使用新型的IED(智能电力设备)电子式互感器，而是使用传统互感器。

这种接线方式将互感器的二次侧连接位于开关场内的智能控制柜中的合并单元，进而由合并单元将电流信号变成数字光信号，传送到保护小室内的测控装置和其他的二次装置。由于超特高压智能变电站的面积很大，仅330kV及以上的部分的占地面积内较远的智能控制柜到保护小室的距离一般都超过了100米。

智能变电站的二次设备由三层两网组成，是指三层设备两层网络，两网主要是过程层网络、站控层网络。过程层网络由GOOSE网(传送开关量)和SV网(解决网络化传送模拟量)组成。站控层主要采用的是智能变电站61850MMS制造报文系统，是基于IEC-22850协议的智能变电站的通讯基础。MMS是一种应用层协议。实现了出自不同制造商的设备之间具有互操作性，使系统集成变得简单、方便。目前，其应用范围很广。

在电网调度和运行管理过程中，需要对现场的测控仪器的量测性能进行现场检查。当前，当对3/2母线的部分进行数据测量时，有几种测量的方法。第一种方法是：使用传统的测量仪器需要一串支路接着一串支路的测量，测量完整条母线各串支路的时长大约需要15分钟至16分钟。测量完了之后，根据测量的结果进行计算。在这个过程中，由于电网上的潮流情况已经发生变化，导致测量的结果很不准确甚至无法使用这些数据。第二种方法，使用每串支路都安排一至两名专职人员，每串支路配备一个测量仪表，并通过对讲设备及时联系，以保证各串支路测量数据的同时性。采用第二种方法，所需要的人力多，以10串支路的母线为例，则需要10～8个人，同时记录数据。即使如此，还是不能保证量测数据的同时性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题就是如何提供一种基于传统互感器的智能站3/2接线母线无功功率校验方法，方便快捷的对保护小室内设置的母线测控装置的无功功率平衡测量情况的进行检查、校验，并保证量测数据的同时性。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明首先提供了一种基于传统互感器的智能站3/2接线母线无功功率校验仪，其特征在于，包括一台以上间隔测量装置；

所述间隔测量装置连接电流卡流钳与电压线，通过变电站内智能控制柜中的合并单元连接传统电流互感器、传统电压互感器的二次回路；

所述间隔测量装置是由设置在一个完整外壳内的一套模块化的设备来组成的，包括第一CPU模块，在第一CPU模块的外围设有第一可充电蓄电装置、第一电源按钮开关、第一时钟模块、第一看门狗模块，用于连接三相电压测量回路的电压测量AD模块、用于连接三相电流测量回路的电流测量AD模块、第一WLAN适配模块、GPS卫星同步接口模块、第一存储模块、指示灯模块；

所述电压测量AD模块具有电压测量回路Ua、Ub、Uc、Un；

所述电流测量AD模块具有钳式电流测量回路Ia、Ib、Ic、In；

间隔测量装置通过第一电流卡流钳外卡在传统电流互感器的A相二次侧接线外侧，来测量到输入钳式电流测量回路Ia的电流值，从而获得二次侧A相流入合并单元的电流；通过第二电流卡流钳外卡在传统电流互感器的B相二次侧接线外侧，来测量到输入钳式电流测量回路Ib的电流值，从而获得二次侧B相流入合并单元的电流；通过第三电流卡流钳外卡在传统电流互感器的C相二次侧接线外侧，来测量到输入钳式电流测量回路Ic的电流值，从而获得二次侧C相流入合并单元的电流；通过中性线电流卡流钳外卡在传统电流互感器的二次侧中性线接线外侧，来测量到输入钳式电流测量回路In的电流值，从而获得二次侧中性线流入合并单元的电流；

间隔测量装置通过第一电压线直接连接在传统电压互感器的A相二次侧接线上，用于测量电压测量回路Ua的电压，从而获得二次侧A相接入合并单元的电压；通过第二电压线直接连接在传统电压互感器的B相二次侧接线上，用于测量电压测量回路Ub的电压，从而获得二次侧B相接入合并单元的电压；通过第三电压线直接连接在传统电压互感器的C相二次侧接线上，用于测量电压测量回路Uc的电压，从而获得二次侧C相接入合并单元的电压；通过中性线电压线直接连接在传统电压互感器的中性线二次侧接线上，用于测量电压测量回路Un的电压，从而获得二次侧中性线接入合并单元的电压；

间隔测量装置通过GPS卫星同步接口模块上的GPS卫星同步接口获取同步时间，通过第一WLAN适配模块上的无线局域网WLAN接口向装有总台WLAN接口的测量总台发送间隔测量装置测量到的时间与电气参数；

所述测量总台由设置在一个完整外壳内的一套模块化的设备来组成的，包括第二CPU模块，所述第二CPU模块的外围设有第二可充电蓄电装置、第二电源按钮开关、第二时钟模块、第二看门狗模块、第二WLAN适配模块、第二存储模块、MMS以太网适配模块；

测量总台通过总台第二WLAN适配模块的WLAN接口接收来自间隔测量装置经线局域网WLAN接口发送来的数据。

优选地，所述间隔测量装置的数量为四台。

根据所述基于传统互感器的智能站3/2接线母线无功功率校验仪，本发明提供一种基于传统互感器的智能站3/2接线母线无功功率校验方法，包括以下步骤：

步骤一：将间隔测量装置通过第一电流卡流钳、第二电流卡流钳、第三电流卡流钳、中性线电流卡流钳，分别外卡在传统电流互感器的A相二次侧接线外侧、B相二次侧接线外侧、C相二次侧接线外侧、二次侧中性线接线外侧；

通过电流测量AD模块，测得传统电流互感器二次侧A相、B相、C相和中性线的流入合并单元的电流；

将间隔测量装置通过第一电压线、第二电压线、第三电压线、中性线电压线，分别连接在传统电压互感器的A相二次侧接线、B相二次侧接线、C相二次侧接线、中性线二次侧接线上；

通过电压测量AD模块，测得传统电压互感器二次侧A相、B相、C相和中性线的接入合并单元的电压；

步骤二：间隔测量装置通过其上的GPS卫星同步接口接收到同步卫星的时钟信号，并在整分时刻保存下该支路间隔的电流、有功、无功及其方向；间隔测量装置将这个支路间隔的电流、有功、无功及其方向，加上这一时刻的时间标志一起封装成数据包，经过无线局域网WLAN接口向装有总台WLAN接口的测量总台发送；

步骤三：将测量总台接入到智能变电站的二分之三部分的MMS网中，并从该网中时刻提取各个测控装置上送到站控层的被测控支路间隔中的有功、无功及其方向，并通过MMS网中的对时信号记录实时监测着时钟信号，并存储在测量总台内部；

步骤四：测量总台收到每个间隔测量装置经过WLAN接口发来的各个支路间隔的电流、有功、无功及其方向后，将按照支路间隔名称排序，分别展现来自WLAN接口发来的时间标志，将同一个整分时刻的测量时间、电流、有功、无功及其方向和从MMS网获取到的测量时间、电流、有功、无功分别列表，并计算出整条母线的和有功功率与和无功功率；

步骤五：测量总台在其测量总台显示面板上展现出步骤四的关键参数，并与步骤三的数据进行对比。

(三)有益效果

本发明的一种基于传统互感器的智能站3/2接线母线无功功率校验方法，将间隔测量装置连接电流卡流钳与电压线，通过变电站内智能控制柜中的合并单元连接传统电流互感器、传统电压互感器的二次回路，从而获取该串支路的传统电流互感器二次侧A相、B相、C相和中性线的流入合并单元的电流，及传统电压互感器二次侧A相、B相、C相和中性线接入合并单元的电压，并将测得的数据通过WLAN接口传递给测量总台。最后通过测量总台的总台显示面板，将WLAN接口发来的数据和从变电站的MMS网获取到的数据进行对比。通过这种方法进行校验，仅需要1至2人操作，最重要的是可以方便快捷的对保护小室内设置的母线测控装置的无功功率测量情况进行检查、校验，并保证母线各条支路的测量的同步性能。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：本发明提供的一种基于传统互感器的智能变电站3/2接线方式下的一种配置方案示意图；

图2：本发明提供的间隔测量装置与合并单元之间的结构连接示意图；

图3：本发明的测量总台的外部结构示意图；

图4：本发明提供的一种间隔测量装置的内部结构示意图；

图5：本发明提供的一种测量总台的内部结构示意图；

图中：1、传统电压互感器；2、合并单元；3、传统电流互感器；4、间隔测量装置；5、测量总台；6、GPS卫星同步接口；7、无线局域网WLAN接口；8、总台WLAN接口；9、总台显示面板；10、中性线电流卡流钳；11、第一电流卡流钳；12、第二电流卡流钳；13、第三电流卡流钳；14、第一电压线；15、第二电压线；16、第三电压线；17、中性线电压线；18、保护小室装置测控装置；19、MMS接口；20、第一CPU模块；21、第一可充电蓄电装置；22、第一电源按钮开关；23、第一时钟模块；24、第一看门狗模块；25、电压测量AD模块；26、电流测量AD模块；27、第一WLAN适配模块；28、GPS卫星同步接口模块；29、第一存储模块；30、指示灯模块；31、第二CPU模块；32、第二可充电蓄电装置；33、第二电源按钮开关；34、第二时钟模块；35、第二看门狗模块；36、第二WLAN适配模块；37、第二存储模块；38、MMS以太网适配模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

如图1所示，本实施例提供的基于传统互感器的智能变电站3/2接线方式下的一种配置方案示意图；其中间隔测量装置与合并单元之间的结构连接关系如图2所示，测量总台5的外部结构示意图如图3所示。

间隔测量装置4连接电流卡流钳与电压线，通过变电站内智能控制柜中的合并单元2连接传统电流互感器3、传统电压互感器1的二次回路；

如图4所示，所述间隔测量装置4是由设置在一个完整外壳内的一套模块化的设备来组成的，包括第一CPU模块20，在第一CPU模块20的外围设有第一可充电蓄电装置21、第一电源按钮开关22、第一时钟模块23、第一看门狗模块24，用于连接三相电压测量回路的电压测量AD模块25、用于连接三相电流测量回路的电流测量AD模块26、第一WLAN适配模块27、GPS卫星同步接口模块28、第一存储模块29、指示灯模块30；

所述电压测量AD模块25具有电压测量回路Ua、Ub、Uc、Un；

所述电流测量AD模块26具有钳式电流测量回路Ia、Ib、Ic、In；

间隔测量装置4通过第一电流卡流钳11外卡在传统电流互感器3的A相二次侧接线外侧，来测量到输入钳式电流测量回路Ia的电流值，从而获得二次侧A相流入合并单元2的电流；通过第二电流卡流钳12外卡在传统电流互感器3的B相二次侧接线外侧，来测量到输入钳式电流测量回路Ib的电流值，从而获得二次侧B相流入合并单元2的电流；通过第三电流卡流钳13外卡在传统电流互感器3的C相二次侧接线外侧，来测量到输入钳式电流测量回路Ic的电流值，从而获得二次侧C相流入合并单元2的电流；通过中性线电流卡流钳10外卡在传统电流互感器3的二次侧中性线接线外侧，来测量到输入钳式电流测量回路In的电流值，从而获得二次侧中性线流入合并单元2的电流；

间隔测量装置4通过第一电压线14直接连接在传统电压互感器1的A相二次侧接线上，用于测量电压测量回路Ua的电压，从而获得二次侧A相接入合并单元2的电压；通过第二电压线15直接连接在传统电压互感器1的B相二次侧接线上，用于测量电压测量回路Ub的电压，从而获得二次侧B相接入合并单元2的电压；通过第三电压线16直接连接在传统电压互感器1的C相二次侧接线上，用于测量电压测量回路Uc的电压，从而获得二次侧C相接入合并单元2的电压；通过中性线电压线17直接连接在传统电压互感器1的中性线二次侧接线上，用于测量电压测量回路Un的电压，从而获得二次侧中性线接入合并单元2的电压；

间隔测量装置4通过GPS卫星同步接口模块28上的GPS卫星同步接口6获取同步时间，通过第一WLAN适配模块27上的无线局域网WLAN接口7向装有总台WLAN接口8的测量总台5发送间隔测量装置4测量到的时间与电气参数；

如图5所示，所述测量总台5由设置在一个完整外壳内的一套模块化的设备来组成的，包括第二CPU模块31，所述第二CPU模块31的外围设有第二可充电蓄电装置32、第二电源按钮开关33、第二时钟模块34、第二看门狗模块35、第二WLAN适配模块36、第二存储模块37、MMS以太网适配模块38；

测量总台5通过总台第二WLAN适配模块36的总台WLAN接口8接收来自间隔测量装置4经线局域网WLAN接口发送来的数据。

本实施例提供的一种基于传统互感器的智能站3/2接线母线无功功率校验仪，包括4台间隔测量装置。具体运用该基于传统互感器的智能站3/2接线母线无功功率校验仪进行校验时，其包括的间隔测量装置的数量，根据支路的串数进行配置，可以是1台以上中的任何数量。

以下只说明其中一条支路上间隔测量装置的结构，间隔测量装置与传统电流互感器、传统电压互感器的二次回路的连接方式，及间隔测量装置对该串支路上的数据进行校验的工作原理及过程。

本实施例中的所述间隔测量装置4是由设置在一个完整外壳内的一套模块化的设备来组成的，间隔测量装置4在第一CPU模块20的外围设置第一可充电蓄电装置21、第一电源按钮开关22、第一时钟模块23、第一看门狗模块24、用于连接三相电压测量回路的电压测量AD模块25、用于连接三相电流测量回路的电流测量AD模块26、第一WLAN适配模块27、GPS卫星同步接口模块28、第一存储模块29、指示灯模块30组成。

本间隔测量装置的特点是装有蓄电池，可以在充满电之后，可以续航工作，方便在3/2接线方式下室外的现场进行不需要外接电源就可以进行。

其次是设置有GPS卫星同步接口模块，可以使得每个间隔测量装置测量的数据是同一个时间断面上的数据。

最后是配备了WLAN适配模块，通过无线的方式将其测量的数据通过WLAN接口发送出去，简化现场的接线。

本实施例中，测量总台5在第二CPU模块31的外围设有第二可充电蓄电装置32、第二电源按钮开关33、第二时钟模块34、第二看门狗模块35、第二WLAN适配模块36、第二存储模块37、MMS以太网适配模块38。

本测量总台的特点是装有可充电蓄电装置，可以在充满电之后，可以续航工作，方便在3/2接线方式下室外的现场进行不需要外接电源就可以进行。

其次是设置有存储模块，可以存储所处理完毕的数据。

最后是配备了WLAN适配模块，通过无线的方式将其测量的数据通过WLAN接口发送出去，简化现场的接线。

在智能站正常工作时，合并单元2采集传统电压互感器1的二次侧电压和传统电流互感器3的二次侧电流，数字化后，经智能变电站的SV网传送给保护小室装置测控装置18，进而传送给该智能站的MMS网。

在现场对测控装置进行基础数据校核时，在开关场内将间隔测量装置4的钳式电流测量回路Ia、Ib、Ic、In卡接在智能控制柜中的合并单元2背后的传统电流互感器3的二次侧上，将间隔测量装置4的电压测量回路Ua、Ub、Uc、Un直接连接在合并单元2后的传统电压互感器1的二次侧。

间隔测量装置4通过第一电流卡流钳11、第二电流卡流钳12、第三电流卡流钳13、中性线电流卡流钳10来分别测量该串支路的传统电流互感器3的二次侧A相、B相、C相和中性线的流入合并单元2的电流；通过第一电压线14、第二电压线15、第三电压线16、中性线电压线17来分别测量接入该串支路的传统电压互感器1二次侧A相、B相、C相和中性线接入合并单元2的电压，进而实时测量从母线流向该串支路的有功、无功及其方向，同时经过GPS卫星同步接口28时刻监视着时钟的数值，当GPS卫星时间为整数分钟时保存下来这时的无功功率与功率方向并向测量总台5发送。

间隔测量装置4在测量到该串支路的无功功率及方向后，经无线局域网WLAN接口7发送至总台WLAN接口8，进而到测量总台5；测量总台5经MMS以太网适配模块的MMS接口19，从智能变电站MMS网上获取保护小室装置测控装置18发布到MMS网上的本间隔内的电压、电流等电气参数。接收后数据后在其内部列表处理并显示在测量总台显示面板9。

其他支路上的间隔测量装置的结构，间隔测量装置与传统电流互感器、传统电压互感器的二次回路的连接方式，及间隔测量装置对该串支路上的数据进行校验的工作原理，与所述支路相同，这里不再赘述。

本实施例中，根据所述基于传统互感器的智能站3/2接线母线无功功率校验仪，本实施例提供一种基于传统互感器的智能站3/2接线母线无功功率校验方法，包括以下步骤：

第一步：将间隔测量装置4通过第一电流卡流钳11、第二电流卡流钳12、第三电流卡流钳13、中性线电流卡流钳10分别外卡在传统电流互感器的A相二次侧接线外侧、B相二次侧接线外侧、C相二次侧接线外侧、二次侧中性线接线外侧；

通过电流测量AD模块26，测得传统电流互感器二次侧A相、B相、C相和中性线的流入第一串合并单元2的电流；

将间隔测量装置4的第一电压线14、第二电压线15、第三电压线16、中性线电压线17分别连接在传统电压互感器的A相二次侧接线、B相二次侧接线、C相二次侧接线、中性线二次侧接线上；

通过电压测量AD模块25，测得传统电压互感器二次侧A相、B相、C相和中性线的接入第一串合并单元2的电压；

进而实时测量从母线流向该串支路的有功、无功及其方向，同时经过GPS卫星同步接口6时刻监视着时钟的数值。

第二步：间隔测量装置4通过其上的GPS卫星同步接口6接收到同步卫星的时钟信号，并在整分时刻保存下该支路间隔的电流、有功、无功及其方向。间隔测量装置4将这个支路间隔的电流、有功、无功及其方向，加上这一时刻的时间标志一起封装成数据包，经过无线局域网WLAN接口7向装有总台WLAN接口8的测量总台5发送。

其他支路上的间隔测量装置与传统电流互感器、传统电压互感器的二次回路的连接方式，及间隔测量装置对该串支路上的数据进行校验的工作原理，与所述支路相同，这里不再赘述。

第三步：将测量总台5接入到智能变电站的3/2部分的MMS网中，并从该网中时刻提取各个测控装置上送到站控层的被测控支路间隔中的有功、无功及其方向，并通过MMS网中的对时信号记录实时监测着时钟信号，并存储在测量总台5内部。

第四步：测量总台5收到每个间隔测量装置经过无线局域网WLAN接口发来的各个支路间隔的电流、有功、无功及其方向后，将按照支路间隔名称排序，分别展现来自WLAN接口发来时间标志，将同一个整分时刻的测量时间、电流、有功、无功及其方向和从MMS网取取到的测量时间、电流、有功、无功分别列表，并计算出整条母线的和有功功率与和无功功率。

第五步：测量总台5在其测量总台显示面板9上展现出上一步的关键参数。

显示的数据如下：

表1

从上表可以看出，整条母线的无功功率是平衡的，但从MMS网上取到的数据来看，整条母线的无功处于不平衡的状态，而且支路1与支路4的无功数据存在问题。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种基于传统互感器的智能站3/2接线母线无功功率校验方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：将间隔测量装置(4)通过第一电流卡流钳(11)、第二电流卡流钳(12)、第三电流卡流钳(13)、中性线电流卡流钳(10)分别外卡在传统电流互感器的A相二次侧接线外侧、B相二次侧接线外侧、C相二次侧接线外侧、二次侧中性线接线外侧；

通过电流测量AD模块(26)，测得传统电流互感器二次侧A相、B相、C相和中性线的流入第一串合并单元(2)的电流；

将间隔测量装置(4)的第一电压线(14)、第二电压线(15)、第三电压线(16)、中性线电压线(17)分别连接在传统电压互感器的A相二次侧接线、B相二次侧接线、C相二次侧接线、中性线二次侧接线上；

通过电压测量AD模块(25)，测得传统电压互感器二次侧A相、B相、C相和中性线的接入第一串合并单元(2)的电压；

第二步：间隔测量装置(4)通过其上的GPS卫星同步接口(6)接收到同步卫星的时钟信号，并在整分时刻保存下该支路间隔的电流、有功、无功及其方向；间隔测量装置(4)将这个支路间隔的电流、有功、无功及其方向，加上这一时刻的时间标志一起封装成数据包，经过无线局域网WLAN接口(7)向装有总台WLAN接口(8)的测量总台(5)发送；

第三步：将测量总台(5)接入到智能变电站的3/2部分的MMS网中，并从该网中时刻提取各个测控装置上送到站控层的被测控支路间隔中的有功、无功及其方向，并通过MMS网中的对时信号记录实时监测着时钟信号，并存储在测量总台(5)内部；

第四步：测量总台(5)收到每个间隔测量装置经过无线局域网WLAN接口发来的各个支路间隔的电流、有功、无功及其方向后，将按照支路间隔名称排序，分别展现来自WLAN接口发来时间标志，将同一个整分时刻的测量时间、电流、有功、无功及其方向和从MMS网取取到的测量时间、电流、有功、无功分别列表，并计算出整条母线的和有功功率与和无功功率；

第五步：测量总台(5)在其测量总台显示面板(9)上展现出上一步的关键参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述间隔测量装置的数量为四台。