CN108471164B - 一种用于变压器保护装置压板智能检测告警方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于变压器保护装置压板状态智能检测告警方法和装置，该保护装置根据采样接收软压板和保护功能投入软压板的实时状态进行比较，根据比较结果判断保护装置是否告警。其中，采样接收软压板包括高电流采样接收软压板、高电流采样接收软压板、中压侧采样接收软压板、低一分支采样接收软压板和低二分支采样接收软压板。保护功能投入软压板包括高后备保护投入软压板、中后备保护投入软压板和低后备保护投入软压板。另外，保护装置还包括压板不一致告警投入软压板。本发明可以防止继电保护压板操作顺序错误、漏投误投压板等误操作造成继电保护误动、拒动。
Description
技术领域
本发明涉及智能变电站标准化整体防误系统，主要应用在变压器保护装置的压板状态智能检测告警逻辑，属于电力系统继电保护技术领域。在第三代智能变电站数字式高压变压器保护中应用，通用于智能变电站下的数字式变压器保护工程应用，为整体保护装置防误的组成部分。
背景技术
目前变电站一次、二次设备的防误闭锁逻辑均为现场配置，防误规则未统一，调试验证工作量大。为了支持一键顺控、一键安措，建立“两层三类”的变电站标准化整体防误架构体系。“两层”指站控层和间隔层标准化防误，“三类”指监控系统防误、测控装置防误和保护装置防误。以测控、保护防误闭锁为基础，同时与监控系统防误形成相互协调、彼此独立的多层次防误体系，全面完善第三代智能变电站防误闭锁功能，提升防止误操作水平。
智能变电站保护屏取消了硬压板设置，保护功能和跳闸出口均通过后台或集控监控系统远程遥控软压板来实现。软压板是保护装置设置的控制字，避免了硬压板因连片接触不良或两端存在电压，可能造成保护误动或拒动。它和硬压板作用一样，仅实现投入和退出(1和0)两个状态，但没有硬压板直观。
软压板是指软件系统的某个功能投退，比如投入和退出某个保护和控制功能。通常以修改微机保护的软件控制字来实现。表示控制字节有16位二进制组成，每位对应一个功能的投退，其中1表示投入，0表示退出，D2-D10位为备用。举个例子，如果控制字为9801(十六进制表示)，001100000000001(二进制表示,从左到右分别为D15-D0)，对应的含义为过流一段启动重合闸，外部复压并联启动投入，过流一段两相式，保护跳闸1出口投入，其它功能退出。
后台或集控监控系统通过保护数据口报文发送遥控命令，修改内部控制字，实现保护功能投入或退出。当保护压板状态发生变化时，保护装置液晶屏和监控系统将发出遥信变位告警，以便通知运行人员及时核对相应状态。
保护装置的“九统一”规范中，消除了各个厂家保护装置模型文件的差异化，统一了各厂家保护装置的功能压板、跳闸出口压板以及虚回路压板等的定义，在此基础上研究保护装置防误功能，以确保保护压板安全操作为目标，依据保护压板操作策略，实现保护装置压板操作智能判断并发出告警，避免虚回路链路压板及保护功能压板投退不一致的行为。
发明内容
本发明要解决的技术问题是通过对运维检修规程及数字式变压器保护装置自身的运行状态确定变压器保护设备压板状态智能检测判断及告警，避免出现链路压板、保护功能压板投退不一致等行为，完善智能变电站变压器保护装置自检功能：
正常运行方式下所有保护功能压板按定值整定要求投退，所有出口压板均投入。当一套保护装置的主保护和后备保护共同跳闸出口时，退出这套保护装置中的某些保护时只能退其功能压板，而不能退出口压板，否则该套保护装置中的其他保护将失去作用。
为解决上述技术问题，提出了一种通过变压器保护装置本身的运行状态信息实时智能检测保护压板状态的方法，所述方法依据保护压板操作策略，实现保护压板操作智能判断并发出告警，避免保护压板投退不一致等行为。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：在现有采样、跳闸逻辑的数字式变压器保护型号及平台开展工作，增加变压器保护装置压板智能检测告警功能，该功能可投退。
本发明提出了一种用于变电站变压器保护装置压板状态智能检测告警方法的装置，所述保护装置根据采样接收软压板和保护功能投入软压板的实时状态进行比较，根据比较结果判断所述保护装置是否告警；
本发明提供了一种用于变压器保护装置压板智能检测告警方法，所述告警方法包括：
获取压板不一致告警投入信号；
通过高电压采样接收软压板监控高电压侧的电压信号；
通过高电流采样接收软压板监控高电流侧的电流信号；
通过中压侧采样接收软压板监控中压侧的电压信号；
通过低压侧采样接收软压板监控低压侧的电压信号；
通过高后备保护投入软压板监控高后备是否投入；
通过中后备保护投入软压板监控中后备是否投入；
通过低后备保护投入软压板监控低后备是否投入；
当满足以下条件则进行告警：
获取到压板不一致告警投入信号；
并且出现以下情况之一：
a.所述高电压采样接收软压板与所述高电流采样接收软压板其中至少一个输出值为1且所述高后备保护投入软压板的输出值为0，或者所述高电压采样接收软压板与所述高电流采样接收软压板的输出值均为0且所述高后备保护投入软压板的输出值为1；
b.所述中压侧采样接收软压板与所述中后备保护投入软压板的输出值不同；
c.所述低压侧采样接收软压板与所述低后备保护投入软压板的输出值不同。
特别地，每个低电压分支上均设置有一个低压侧采样接收软压板，任一个低压侧采样接收软压板的输出值为1时，低压侧采样接收软压板输出值即为1。
本发明还提供了一种用于变电站变压器保护装置压板状态智能检测告警装置，所述告警装置包括:
输出压板不一致告警投退信号的压板不一致告警投入软压板；
用于监控高电压侧的电压信号的高电压采样接收软压板；
用于监控高电流侧的电流信号的高电流采样接收软压板；
用于监控中压侧的电压信号的中压侧采样接收软压板；
用于监控低压侧的电压信号的低压侧采样接收软压板；
用于监控高后备是否投入的高后备保护投入软压板；
用于监控中后备是否投入的中后备保护投入软压板；
用于监控低后备是否投入的低后备保护投入软压板；
第一判断模块，所述第一判断模块用于将所述高电压采样接收软压板的输出值与所述高电流采样接收软压板的输出值进行“与”运算之后再与所述高后备保护投入软压板的输出值进行“异或”运算再与压板不一致告警投入软压板的输出值进行“与”运算并输出输出值；
第二判断模块，所述第二判断模块用于将所述中压侧采样接收软压板的输出值与所述中后备保护投入软压板的输出值进行“异或”运算后再与压板不一致告警投入软压板的输出值进行“与”运算并输出输出值；
第三判断模块，所述第三判断模块用于将所述低压侧采样接收软压板的输出值与所述低后备保护投入软压板的输出值进行“异或”运算再与所述压板不一致告警投入软压板的输出值进行“与”运算并输出输出值；
还包括告警模块，用于在所述第一判断模块、所述第二判断模块以及所述第三判断模块中至少一个输出值为1时，所述告警装置发出告警。
一般地，所述低压侧采样接收软压板包括低一分支采样接收软压板和低二分支采样接收软压板。
进一步地，所述保护装置还包括延时模块和报文发送模块。
特别地，所述延时模块包括1s发信延时和延时0.3s返回。
本发明的有益效果是：防止继电保护压板操作顺序错误、漏投误投压板等误操作造成继电保护误动、拒动。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例中智能变电站标准化整体防误系统图；
图2是本发明实施例中变压器保护装置压板智能检测告警逻辑图；
图3是变压器保护装置示意性结构图；
图中的附图标记为：101-监控系统防误，102-保护压板防误，103-间隔测控防误，201-压板不一致告警投入软压板，202-高电压采样接收软压板，203-高电流采样接收软压板，204-高后备保护投入软压板，205-中压侧采样接收软压板，206-中后备保护投入软压板，207-低一分支采样接收软压板，208-低二分支采样接收软压板，209-低后备保护投入软压板，210-第一与门，211-第一或门，212-第一异或门，213-第二异或门，214-第三异或门，215-第二与门，216-第三与门，217-第四与门，218-第二或门，3-保护装置，301-告警模块，302-延时模块，303-报文发送模块，304-第一判断模块，305-第二判断模块，306-第三判断模块。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
图1所示为智能变电站标准化整体防误系统图，用于变电站变压器压板状态智能检测告警方法基于上述放误系统，分为监控系统防误101、保护压板防误102和间隔测控防误103三个逻辑子单元。
变电站监控系统的基本功能包括以下几点：一，数据采集与处理。通过测控装置进行实时数据的采集和处理。直流、所用电、母线电压采用综合测量装置采集和处理。微机监控系统通过以上数据采集，产生各种实时数据，供数据库更新。二，告警处理。告警处理分两种方式，一种是事故告警，另一种是预告告警。前者包括非操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号。后者包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量越限l复限、计算机站控系统的各个部件、间隔层单元的状态异常等。三，事故顺序记录和事故追忆功能。断路器和保护信号的动作顺序以ms级进行记录能够在CRT上显示动作顺序及在打印机上打印，顺序时间应该存档。四，控制功能。控制功能包括对变电站各级电压等级的断路器、有载调压开关、主变中性电闸刀、消弧线圈等采用就地和远方控制。控制方式有变电所控制室的当地监控终端控制、远方监控终端控制。
图2是变压器保护装置压板智能检测告警逻辑图，作为保护压板防误的组成部分，将检测结果发给监控系统防误，作为一键顺控的基础判据。
按照压板接入保护装置二次回路位置的不同,可分为保护功能压板和出口压板两大类。
保护功能压板实现了保护装置某些功能(如主保护、距离保护、零序保护等的投、退)。该压板一般为弱电压板,接直流24V。也有强电功能压板,如BP22B投充电保护、过流保护等,接直流220V或110V。但进入装置之前必经光电耦合或隔离继电器隔离,转化为弱电开入,其抗干扰能力更好。
出口压板决定了保护动作的结果,根据保护动作出口作用的对象不同,可分为跳闸出口压板和启动压板。跳闸出口压板直接作用于本开关或联跳其他开关,一般为强电压板。启动压板作为其他保护开入之用,如失灵启动压板、闭锁备自投压板等,根据接入回路不同,有强电也有弱电。
高后备保护和低后备保护是相对变压器而言的，变压器高压侧的后备保护称为高后备，变压器低压侧的后备保护称为低后备。后备保护，是相对主保护而言的，一般情况下，变压器的主保护是差动保护、瓦斯保护，后备保护是过流保护。低后备的作用是变压器低压母线、变压器低压线圈的保护以及低压出线的后备(远后备)保护；高后备的作用是变压器高压线圈、高压引线的保护。
实施例1
本实施例提供了一种用于变电站变压器保护装置压板智能检测告警方法：
获取压板不一致告警投入信号；
通过高电压采样接收软压板监控高电压侧的电压信号；
通过高电流采样接收软压板监控高电流侧的电流信号；
通过中压侧采样接收软压板监控中压侧的电压信号；
通过低压侧采样接收软压板监控低压侧的电压信号；
通过高后备保护投入软压板监控高后备是否投入；
通过中后备保护投入软压板监控中后备是否投入；
通过低后备保护投入软压板监控低后备是否投入；
满足以下条件则进行告警：
压板不一致告警投入软压板的输出值为1；
并且出现以下情况至少一项时：
a.所述高电压采样接收软压板与所述高电流采样接收软压板其中至少一个输出值为1且所述高后备保护投入软压板的输出值为0，或者所述高电压采样接收软压板与所述高电流采样接收软压板的输出值均为0且所述高后备保护投入软压板的输出值为1；
b.所述中压侧采样接收软压板与所述中后备保护投入软压板的输出值不同；
c.所述低压侧采样接收软压板与所述低后备保护投入软压板的输出值不同。
另外，每个低电压分支上均设置有一个低压侧采样接收软压板，任一个低压侧采样接收软压板的输出值为1时，低压侧采样接收软压板输出值即为1。
实施例2
本实施例提供一种用于变电站变压器保护装置压板智能检测告警装置，所述告警装置包括:
用于监控压板是否一致并输出压板不一致告警投入信号的压板不一致告警投入软压板；压板不一致告警投入软压板作为总控制开关，当其处于投入状态时，下文中的压板和判断模块才能起作用，当其处于退出状态时，下文中的压板和判断模块各功能不起作用；
用于监控高电压侧的电压信号的高电压采样接收软压板；
用于监控高电流侧的电流信号的高电流采样接收软压板；
用于监控中压侧的电压信号的中压侧采样接收软压板；
用于监控低压侧的电压信号的低压侧采样接收软压板；
用于监控高后备是否投入的高后备保护投入软压板；
用于监控中后备是否投入的中后备保护投入软压板；
用于监控低后备是否投入的低后备保护投入软压板；
第一判断模块，所述第一判断模块用于将所述高电压采样接收软压板的输出值与所述高电流采样接收软压板的输出值进行“与”运算之后再与所述高后备保护投入软压板的输出值进行“异或”运算再与压板不一致告警投入软压板的输出值进行“与”运算并输出输出值；
第二判断模块，所述第二判断模块用于将所述中压侧采样接收软压板的输出值与所述中后备保护投入软压板的输出值进行“异或”运算后再与压板不一致告警投入软压板的输出值进行“与”运算并输出输出值；
第三判断模块，所述第三判断模块用于将所述低压侧采样接收软压板的输出值与所述低后备保护投入软压板的输出值进行“异或”运算再与所述压板不一致告警投入软压板的输出值进行“与”运算并输出输出值；
还包括告警模块，用于在所述第一判断模块、所述第二判断模块以及所述第三判断模块中至少一个输出值为1时，所述告警装置发出告警。
一般地，所述低压侧采样接收软压板包括低一分支采样接收软压板和低二分支采样接收软压板。
进一步地，所述保护装置还包括延时模块和报文发送模块。
特别地，所述延时模块包括1s发信延时和延时0.3s返回。
根据图2的本发明的一个具体的实施例如下：
图2中所有元件均按照逻辑电路的正逻辑，即投入输入为1，退出输入为0。
按照本发明的一个具体的实施例，如图2所示：
高电压采样接收软压板202和高电流采样接收软压板203均投入、第一与门210的输出为1，高后备保护投入与第一与门组成异或的逻辑关系，即两者相同输出为0，两者不同，输出为1；在只考虑第一异或门212的输出为1的情况下，高电压采样接收软压板202和高电流采样接收软压板203与高后备保护功能的投入状态刚好相反；高电压采样接收软压板202和高电流采样接收软压板203其中一个退出或二个同时退出、高后备保护功能投入，第一异或门212输出为1；高电压采样接收软压板202和高电流采样接收软压板203均投入，且高后备保护退出时，第一异或门212输出为1。
中压侧采样接收软压板205与中后备保护功能也是异或的逻辑关系，在只考虑第二异或门213的输出为1的情况下，中压侧采样接收软压板205投入、中后备保护功能退出，或中压侧采样接收软压板205退出、中后备保护功能投入206，第二异或门213输出为1。
低一分支采样接收软压板207和低二分支采样接收软压板208组成或的逻辑关系，其中一个投入或二个同时投入、第一或门的输出为1，在只考虑第三异或门214的输出为1的情况下，低一分支采样接收软压板207和低二分支采样接收软压板208其中一个投入或二个同时投入，低后备保护功能退出时，第三异或门214输出为1；或低一分支采样接收软压板207和低二分支采样接收软压板208同时退出、这时第一或门输出为0，低后备保护功能投入时，第三异或门214输出为1。
图2中，第一异或门212与压板不一致告警投入软压板201组成与的逻辑关系，输出为第三异或门214；第二异或门213与压板不一致告警投入软压板201也组成与的逻辑关系，输出为第三与门216；第三异或门214与压板不一致告警投入软压板201也组成与的逻辑关系，输出为第四与门216；第三异或门214、第三与门216以及第四与门216组成或的逻辑关系，其输出为第二或门218。
当压板不一致告警投入软压板201投入时，第一异或门212、第二异或门213和第三异或门214中任一个输出为1，第二或门218输出为1，保护延时1s报“压板不一致告警”，同时驱动“运行异常”，所述保护装置点异常灯，上送后台。
当高、中、低三侧后备保护和对应侧采样接收软压板一起同时投入或退出时，第二或门218输出为0，所述告警装置将不告警。
根据图3保护装置的示意性组成所示，所述保护装置3还包括告警模块301、延时模块302、报文发送模块303、第一判断模块304、第二判断模块305和第三判断模块306。所述延时模块302设计延时1s发信及延时0.3s返回，是为了避免操作过程中频繁发信增加监控系统防误逻辑的处理负担和错误。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种用于变压器保护装置压板智能检测告警方法，其特征在于，
获取压板不一致告警投入信号；
通过高电压采样接收软压板监控高电压侧的电压信号；
通过高电流采样接收软压板监控高电流侧的电流信号；
通过中压侧采样接收软压板监控中压侧的电压信号；
通过低压侧采样接收软压板监控低压侧的电压信号；
通过高后备保护投入软压板监控高后备是否投入；
通过中后备保护投入软压板监控中后备是否投入；
通过低后备保护投入软压板监控低后备是否投入；
满足以下条件则进行告警：
获取到压板不一致告警的投入信号；
并且出现以下情况至少一项时：
a.所述高电压采样接收软压板与所述高电流采样接收软压板其中至少一个输出值为1且所述高后备保护投入软压板的输出值为0，或者所述高电压采样接收软压板与所述高电流采样接收软压板的输出值均为0且所述高后备保护投入软压板的输出值为1；
b.所述中压侧采样接收软压板与所述中后备保护投入软压板的输出值不同；
c.所述低压侧采样接收软压板与所述低后备保护投入软压板的输出值不同。
2.根据权利要求1所述的告警方法，其特征在于，每个低电压分支上均设置有至少一个低压侧采样接收软压板，任一个低压侧采样接收软压板的输出值为1时，低压侧采样接收软压板输出值即为1。
3.一种用于变压器保护装置压板智能检测告警装置，其特征在于，所述告警装置包括:
输出压板不一致告警投退信号的压板不一致告警投入软压板；
用于监控高电压侧的电压信号的高电压采样接收软压板；
用于监控高电流侧的电流信号的高电流采样接收软压板；
用于监控中压侧的电压信号的中压侧采样接收软压板；
用于监控低压侧的电压信号的低压侧采样接收软压板；
用于监控高后备是否投入的高后备保护投入软压板；
用于监控中后备是否投入的中后备保护投入软压板；
用于监控低后备是否投入的低后备保护投入软压板；
第一判断模块，所述第一判断模块用于将所述高电压采样接收软压板的输出值与所述高电流采样接收软压板的输出值进行“与”运算之后再与所述高后备保护投入软压板的输出值进行“异或”运算再与压板不一致告警投入软压板的输出值进行“与”运算并输出输出值；
第二判断模块，所述第二判断模块用于将所述中压侧采样接收软压板的输出值与所述中后备保护投入软压板的输出值进行“异或”运算后再与压板不一致告警投入软压板的输出值进行“与”运算并输出输出值；
第三判断模块：所述第三判断模块用于将所述低压侧采样接收软压板的输出值与所述低后备保护投入软压板的输出值进行“异或”运算再与所述压板不一致告警投入软压板的输出值进行“与”运算并输出输出值；
还包括告警模块，用于在所述第一判断模块、所述第二判断模块以及所述第三判断模块中至少一个输出值为1时，所述告警装置发出告警；
还包括延时模块和报文发送模块，所述延时模块用于在向报文发送模块发送信息时或者在报文发送模块反馈信息时延时一段时间，所述报文发送模块用于发送告警信息。
4.根据权利要求3所述的告警装置，其特征在于，每个低电压分支上均设置有至少一个低压侧采样接收软压板，所述低压侧采样接收软压板包括低一分支采样接收软压板和低二分支采样接收软压板。
5.根据权利要求3所述的告警装置，其特征在于，向报文发送模块发送信息时延时1000ms。
6.根据权利要求3所述的告警装置，其特征在于，报文发送模块反馈信息时延时300ms。
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