CN107991550A - 一种基于故障录波数据分析的保护装置校核方法 - Google Patents

一种基于故障录波数据分析的保护装置校核方法 Download PDF

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Abstract

一种基于故障录波数据分析的保护装置校核方法，所述保护装置校核方法先分析保护装置和智能故障录波器的故障录波数据，计算其中对应的通道数据，检查通道数据是否满足要求；然后结合保护原理计算故障录波数据文件中的遥测通道数据是否达到保护告警、动作出口条件，对比故障录波数据文件中的遥信通道数据，检查其行为是否一致；最后根据总的对比情况，给出保护装置的校核结果。本发明的基于故障录波数据分析的保护装置校核方法解决了智能变电站中保护装置行为有效性的判别，迅速定位到异常的保护装置，提前发现保护装置的隐患，具有极其重要的实际意义。

Description

一种基于故障录波数据分析的保护装置校核方法
技术领域
本发明属于电力系统控制保护技术领域，涉及一种基于故障录波数据分析的保护装置校核方法，适用于对智能变电站内保护装置的行为有效性校核。
背景技术
变电站内保护装置众多，关系到一次设备(电力变压器、高压断路器、母线)的运行安全甚至整个电网结构的安全性。因此检测保护装置的安全运行尤为重要。
现有的保护校核技术主要集中在继电保护装置定值的在线校核，利用能量管理系统
(EMS)/数据采集与监控(SCADA)系统采集的电力系统实时数据，实时判断保护装置在实时运行方式下的选择性和保护范围，当存在保护拒动或者误动隐患时，保护校核系统就提示告警信息。这种现有的保护校核技术实时计算量巨大，对系统硬件要求较高，对应电网中电流、电压波动也有误判的可能。本发明提出的基于故障录波数据分析的保护装置校核方法，根据保护事件发生后的故障录波数据来校验保护装置的告警、动作行为，计算量相对较少，实时性要求不高，容易发现保护动作行为不一致的保护装置，有利于提前发现保护装置的隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于故障录波数据分析的保护装置校核方法，它先分析保护装置和智能故障录波器的故障录波数据，计算其中对应的通道数据，检查通道数据是否满足要求；然后结合保护原理计算故障录波数据文件中的遥测通道数据是否达到保护告警、动作出口条件，对比故障录波数据文件中的遥信通道数据，检查其行为是否一致；最后根据总的对比情况，给出保护装置的校核结果。本发明的基于故障录波数据分析的保护装置校核方法解决了智能变电站中保护装置行为有效性的判别，迅速定位到异常的保护装置，提前发现保护装置的隐患，具有极其重要的实际意义。
本发明所采用的技术方案如下：
一种基于故障录波数据分析的保护装置校核方法，其特征在于：所述保护装置校核方法的数据源是保护装置的故障录波数据和集中录波器的故障录波数据，这些故障录波数据以comtrade格式文件的形式上送到变电站SCADA监控系统中。
一种基于故障录波数据分析的保护装置校核方法，其特征在于，所述保护装置校核方法包括以下步骤：
(1)获取到保护装置的故障录波数据文件和集中录波器的故障录波数据文件；
(2)根据配置文件中的通道配置，计算对应通道的模拟量数据和数字量数据；
(3)分别检查保护装置和集中录波器的模拟量数据和数字量数据的一致性，如果一致则进入步骤(4)，否则返回保护装置行为异常的结果；
(4)结合保护原理计算故障录波数据文件中的模拟量通道数据是否达到了保护条件，包括电气量的数据值的大小和持续时间；
(5)根据故障录波数据文件中模拟量通道数据，判断数字量通道的行为是否一致，如果一致，则保护装置行为正常；如果不一致，则保护装置行为异常；
(6)根据以上的对比情况，给出保护装置的校核结果，如果上述(3)和(5)步骤得出的结果均为一致，则保护装置行为正常；如果上述(3)和(5)步骤中有任何一个结果为不一致，则保护装置行为异常。
本发明进一步包括以下优选方案：
在步骤(1)中，所述保护装置和集中录波器的故障录波数据文件均为comtrade格式，内容为与保护过程相关电气量参数(各相的电压、电流等)和装置的告警、动作数据。录波过程的采样率不作限制。
在步骤(2)中，所述配置文件中的通道配置，是指保护装置与集中录波器的对应通道的配置关系。
在步骤(2)中，所述计算对应通道的模拟量数据和数字量数据的过程，首先根据通道配置信息，在保护装置和集中录波器的故障录波数据文件的配置文件(.cfg文件)找到对应的通道，接着先获取各个故障录波数据文件的数据文件(.dat文件)中的保护启动时刻，然后读取故障录波数据文件的数据文件(.dat文件)对应通道的内容，最后获取到对应时刻的数据值。
在步骤(3)中，所述检查保护装置和集中录波器的模拟量数据和数字量数据的一致性，是指在对齐保护启动时刻后，对比保护装置和集中录波器的对应通道的模拟量数据的一致性，和对比保护装置和集中录波器的对应通道的数字量数据的一致性。
在步骤(4)中，所述保护条件是指保护装置的保护告警、保护动作出口条件。
在步骤(5)中，所述判断数字量通道的行为是否一致是根据模拟量数据进行的。
在步骤(6)中，所述保护装置的校核结果是指保护装置动作行为与保护本身要求一致和不一致。
本发明所提供的保护装置校核方法，计算量相对较少，实时性要求不高，容易发现保护动作行为不一致的保护装置，有利于提前发现保护装置的隐患。
附图说明
图1是本发明基于故障录波数据分析的保护装置校核方法的流程示意图。
具体实施方式
下面根据说明书附图并结合具体实例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
如图1所示为本发明的保护装置校核方法示意图，基于故障录波数据分析的保护装置校核方法具体包括如下步骤：
(1)获取到保护装置的故障录波数据文件和集中录波器的故障录波数据文件；
(2)根据配置文件中的通道配置，计算对应通道的模拟量数据和数字量数据；
(3)分别检查保护装置和集中录波器的模拟量数据和数字量数据的一致性；
(4)结合保护原理计算故障录波数据文件中的模拟量通道数据是否达到了保护条件；
(5)根据故障录波数据文件中模拟量通道数据，判断数字量通道的行为是否一致；
(6)根据以上的对比情况，给出保护装置的校核结果。
下面通过一个具体实施例对前述的基于故障录波数据分析的保护装置校核方法进行介绍：
步骤1：获取到保护装置的故障录波数据文件和集中录波器的故障录波数据文件
故障录波数据文件包括配置文件(.cfg文件)和数据文件(.dat文件)，配置文件中包含了通道数量，模拟通道和数字量通道的配置信息。故障录波数据文件上送到监控系统后，存储到指定装置的文件目录下面。
步骤2：根据配置文件中的通道配置，计算对应通道的模拟量数据和数字量数据
首先根据保护装置和集中录波器的配置文件，分别解析出通道配置情况。配置文件包含了要进行校核的保护装置的通道信息。
接着获取到数据文件中的保护启动事件时刻(需要说明的是，无论是保护装置的录波数据文件还是集中录波器的录波数据文件，都有明确的通道对应保护启动，而该通道的数据中表示保护启动事件时刻时的数据值，有着明显的标识，例如数字量为1的时刻。)。
根据保护装置和集中录波器的配置文件中的通道信息，分别从数据文件中获取到指定时刻的模拟量数据和数字量数据。
步骤3：分别检查保护装置和集中录波器的模拟量数据和数字量数据的一致性，如果一致则进入步骤(4)，否则返回保护装置行为异常的结果。
对于配置文件中的模拟量通道，则依次比较保护装置和集中录波器的各个模拟量通道的数据信息。
对于模拟量数据来说，按照保护启动时刻之前2个周波和保护启动之后4个周波的时间段，计算该模拟量对时间的积分。当2个积分值结果相差大于10％时，则认为保护装置和集中录波器模拟量数据是不一致的。当2个积分值结果相差不大于10％时，则认为保护装置和集中录波器模拟量数据是一致的。
对于数字量数据来说，按照保护启动时刻之前2个周波和保护启动之后4个周波的时间段，计算该数字量对时间的积分。当2个积分值结果相差大于10％时，则认为保护装置和集中录波器模拟量数据是不一致的。当2个积分值结果相差不大于10％时，则认为保护装置和集中录波器数字量数据是一致的。
步骤4：结合保护原理计算故障录波数据文件中的模拟量通道数据是否达到了保护条件，包括电气量的数据值的大小和持续时间
按照设定的保护原理计算模拟量通道数据，例如，计算各相电压和电流的数据值大小和持续时间。
步骤5：根据步骤(4)中故障录波数据文件中模拟量通道数据，判断数字量通道的行为是否一致
例如，电压超过基准电压的1.7倍，则过压保护告警信号发出。获取电压模拟量数据是否超过了基准电压值的1.7倍，超过1.7倍后，确定电压过压的时刻，再查找对应数字量通道数据，是否发出了过压信号，如果发出了过压信号，说明保护动作行为与设定是一致的；如果电压模拟量数据超过了基准电压的1.7倍后，没有过压信号发出，说明保护动作行为与设定值不一致。
如果数字量通道的行为与模拟量通道的数据一致，则说明保护装置行为正常；如果数字量通道的行为与模拟量通道的数据不一致，则说明保护装置行为异常。
步骤6：根据以上的对比情况，给出保护装置的校核结果
只要发生对比不一致的情况，说明保护装置校核的结果为保护动作行为与保护本身要求不一致。只有对比都一致，才说明保护装置校核的结果为保护动作行为与保护本身要求一致。
以上所述仅是发明的一种实施方式，应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和调整，这些改进和调整均应视为本发明的保护范围。
最后要说明的是，该基于故障录波数据分析的保护装置校核方法的核心精神是根据保护事件发生后的故障录波数据来校验保护装置的告警、动作行为，计算量相对较少，实时性要求不高，容易发现保护动作行为不一致的保护装置，有利于提前发现保护装置的隐患。

Claims (9)

1.一种基于故障录波数据分析的保护装置校核方法，其特征在于：所述保护装置校核方法的数据源是保护装置的故障录波数据和集中录波器的故障录波数据，这些故障录波数据以comtrade格式文件的形式上送到变电站SCADA监控系统中。
2.一种基于故障录波数据分析的保护装置校核方法，其特征在于，所述保护装置校核方法包括以下步骤：
(1)获取保护装置的故障录波数据文件和集中录波器的故障录波数据文件；
(2)根据配置文件中的通道配置，计算对应通道的模拟量数据和数字量数据；
(3)分别检查保护装置和集中录波器中的模拟量数据和数字量数据的一致性，如果一致则进入步骤(4)，否则返回保护装置行为异常的结果；
(4)结合保护原理计算故障录波数据文件中的模拟量通道数据，包括电气量的数据值的大小和持续时间；
(5)根据故障录波数据文件中模拟量通道数据，判断数字量通道的行为是否一致，如果一致，则保护装置行为正常；如果不一致，则保护装置行为异常；
(6)根据以上的对比情况，给出保护装置的校核结果，如果上述(3)和(5)步骤得出的结果均为一致，则保护装置行为正常；如果上述(3)和(5)步骤中有任何一个结果为不一致，则保护装置行为异常。
3.根据权利要求2所述的基于故障录波数据分析的保护装置校核方法，其特征在于：
在步骤(1)中，所述保护装置和集中录波器的故障录波数据文件均为comtrade格式，内容为与保护过程相关电气量参数(各相的电压、电流等)和装置的告警、动作数据。录波过程的采样率不作限制。
4.根据权利要求2所述的基于故障录波数据分析的保护装置校核方法，其特征在于：
在步骤(2)中，所述配置文件中的通道配置，是指保护装置与集中录波器的对应通道的配置关系。
5.根据权利要求2所述的基于故障录波数据分析的保护装置校核方法，其特征在于：
在步骤(2)中，所述计算对应通道的模拟量数据和数字量数据的过程，首先根据通道配置信息，在保护装置和集中录波器的故障录波数据文件的配置文件(.cfg文件)找到对应的通道，接着先获取各个故障录波数据文件的数据文件(.dat文件)中的保护启动时刻，然后读取故障录波数据文件的数据文件(.dat文件)对应通道的内容，最后获取到对应时刻的数据值。
6.根据权利要求2所述的基于故障录波数据分析的保护装置校核方法，其特征在于：
在步骤(3)中，所述检查保护装置和集中录波器的模拟量数据和数字量数据的一致性，是指在对齐保护启动时刻后，对比保护装置和集中录波器的对应通道的模拟量数据的一致性，和对比保护装置和集中录波器的对应通道的数字量数据的一致性。
7.根据权利要求2所述的基于故障录波数据分析的保护装置校核方法，其特征在于：
在步骤(4)中，所述保护条件是指保护装置的保护告警、保护动作出口条件。
8.根据权利要求2所述的基于故障录波数据分析的保护装置校核方法，其特征在于：
在步骤(5)中，所述判断数字量通道的行为是否一致是根据模拟量数据进行的。
9.根据权利要求2所述的基于故障录波数据分析的保护装置校核方法，其特征在于：
在步骤(6)中，所述保护装置的校核结果是指保护装置动作行为与保护本身要求一致和不一致。
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