CN109117627B - 直流工程最后断路器保护功能验证系统及验证方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了直流工程最后断路器保护功能验证系统及验证方法，该系统包括控制终端、收发终端、总线终端以及上层管理装置；现有控制屏柜中的外部断路器较多，断路器状态均有可能发生变化，从而导致断路器软件输入参数的取值也非常多。在此之前，很难通过手工方式来验证控制屏柜中软件程序功能的正确性，而通过此系统，可以实现各种条件下的遍历测试，从实现对控制屏柜软件正确性进行验证。

Description

直流工程最后断路器保护功能验证系统及验证方法
技术领域
本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种直流工程最后断路器保护功能验证系统及验证方法。
背景技术
最后断路器保护能在直流系统交流侧失去电流回路时及时闭锁直流，避免交流场出现过压而损坏设备。最后断路器包括下列两种情况：1.若某个断路器断开后运行中的换流器与交流场失去连接，导致直流电流失去通路，则这个断路器就是换流器的最后断路器2.当电流回路中仅剩一条交流线路，此为最后线路。若某个断路器断开后该最后线路与交流场失去连接，导致直流电流失去通路，则这个断路器就是最后线路的最后断路器。
为防止过电压损坏直流设备，直流工程在交流站控中均设置了最后断路器保护程序,该程序模块需要判别交流场所有开关、线路以及交流滤波器大组的运行状态，软件规模庞大，软件逻辑异常复杂，采取分合开关的方式进行全面验证的方式基本不可能实现。现有的保护功能验证方式主要采取分环节、重点核对逻辑和信号等措施对在运和新建直流工程展开验证。原有验证方法只能对特定场景进行验证，因为不能全面对所有最后断路器保护功能状态进行全面分析，仍然存在交流母线分裂运行保护逻辑不合理，最后断路器不识别等隐患不能排除的情况，从而导致最后断路器保护功能误动。从现网的运行情况，已经出了几次由于断路器保护程序出现问题导致了停电的重大事故。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种直流工程最后断路器保护功能验证系统，以解决断路器保护程序全场景覆盖检验的技术问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
直流工程最后断路器保护功能验证系统，包括控制终端、收发终端、总线终端以及上层管理装置；其中，
所述控制终端和上层管理装置信号连接，用于接收上层管理装置所发出的控制命令并将该命令发送至收发终端，并同时用于接收收发终端所上报的自身管理信息，并将该自身管理信息上传至上层管理装置；
所述收发终端连接到控制保护屏柜的端子，以和控制屏柜中的外部断路器相信号连接；当收发终端接收到控制终端所传来的控制命令时，其根据控制命令来控制控制屏柜自带可控节点的分合，以模拟实际的断路器间隔分合状态信号；
所述总线终端和控制保护屏柜相信号连接，用于接收控制保护屏柜中断路器的状态计算结果，并将断路器的状态计算结果传输至上层管理装置；
所述上层管理装置用于将总线终端所传来的断路器的状态计算结果和预设的计算结果进行校验，以验证控制屏柜中断路器保护软件程序的正确性。
所述总线终端设置有profibus接口，并通过Profibus总线连接多个收发终端和控制保护屏柜。
所述上层管理装置还用于设置硬件通信参数、为程序脚本提供接口、上载下载程序、记录实验数据。
所述控制终端通过有线RS232和上层管理装置相连接，接收到控制命令后通过无线传输的方式将该命令在10ms内发送至多个收发终端中。
所述总线终端采用RS232串口和上层管理装置相连接，速率和profibus总线速率保持一致，达到1.5M。
本发明的另一目的在于提供一种直流工程最后断路器保护功能验证方法，该方法包括：
设备管理流程：
上层管理装置通过控制终端，逐一查询收发终端的在线情况；
程序校验类流程：
上层管理装置下发控制命令到控制终端，控制终端将该命令对应地发送到对应的收发终端，收发终端通过物理接口高低电平方式控制断路器的开关状态；
断路器的开关状态将通过profibus传送到控制屏柜中，控制屏柜内部的断路器保护软件程序计算出结果后，将该计算结果发送回到profibus总线上；
总线终端接收断路器保护软件程序的计算结果，并将该计算结果转发至上层管理装置；
上层管理装置将其所接收到的计算结果和预设的结果进行校验，以验证控制屏柜中断路器保护软件程序的正确性，如果出错，则终止测试校验。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
本系统通过上层管理装置的控制，改变断路器开关状态，从而改变控制屏柜中断路器保护软件程序的输入参数，通过获取控制屏柜的计算结果，和上层管理装置预期的结果进行对比，从而实现对控制屏柜中的软件进行校验，判断断路器保护软件的正确性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的直流工程最后断路器保护功能验证系统的组成示意图；
图2为控制终端和收发终端的搜索配置信号传输示意图；
图3为上层管理装置搜索配置收发终端的拓扑图；
图4为上层管理装置搜索到收发终端的效果示意图；
图5为开关控制命令的信号循环流程图；
图6为总线终端断路器模拟开关状态验证流程图；
图中：1、控制终端；2、收发终端；3、总线终端；4、上层管理装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例：
参阅图1所示，本实施例提供的直流工程最后断路器保护功能验证系统，包括控制终端 1、收发终端2、总线终端3以及上层管理装置4。
其中，该控制终端1通过有线RS232(速率115200bit/s)连接到PC(电脑)中的上层管理装置4(也称上层管理软件)，以用于接收上层管理装置4所发出的控制命令并将该命令通过无线传输的方式在10ms内发送至收发终端2，并且可以通过支持发给30个收发终端2，以实现控制命令的广泛快速传输，保证验证的效率和准确性，同时，该控制终端1还用于接收收发终端2所上报的自身管理信息，并将该自身管理信息上传至上层管理装置4。
而该收发终端2则连接到控制保护屏柜的端子，以和控制屏柜中的外部断路器相信号连接；当收发终端2接收到控制终端1所发送来的无线控制命令时，其根据控制命令来控制控制屏柜自带可控节点的分合，以模拟实际的断路器间隔分合状态信号，同时收发终端2还要上报自身的管理信息，实现上层管理装置4对收发终端2的管理。
该总线终端3具备所需的profibus接口的能力，能够将控制屏柜的信号汇聚并转换发给上层管理装置4，Profibus总线上连接了多个收发终端2和控制保护屏柜，总线终端3采用 RS232串口和电脑中的上层管理装置4连接，速率和profibus总线速率保持一致，达到1.5M，以用于接收控制保护屏柜中断路器的状态计算结果，并将断路器的状态计算结果传输至上层管理装置4。
该上层管理装置4则主要用于管理控制终端1和收发终端2等设备，并通过并设置硬件通信参数、为程序脚本提供接口、上载下载程序、记录实验数据。通过收取profibus总线上的数据，提取计算断路器的状态计算结果并和预设的计算结果进行校验，以验证控制屏柜中断路器保护软件程序的正确性。
由此可知，本系统通过上层管理装置控制，改变断路器开关状态，从而改变控制屏柜中断路器保护软件程序的输入参数；同时，通过获取控制屏柜的计算结果，和预期的结果进行对比，从而实现对控制屏柜中的软件进行校验，判断断路器保护软件的正确性。
现有控制屏柜中的外部断路器较多，断路器状态均有可能发生变化，从而导致断路器软件输入参数的取值也非常多。在此之前，很难通过手工方式来验证控制屏柜中软件程序功能的正确性，而通过此系统，可以实现各种条件下的遍历测试，从实现对控制屏柜软件正确性进行验证。
相应地，本发明还提供了一种直流工程最后断路器保护功能验证方法，该方法包括：
设备管理流程：
上层管理装置通过控制终端，逐一查询收发终端的在线情况。具体为，上层管理装置打开已经存在配置文件，可以看到收发终端(断路器)连接关系。上层管理装置通过控制终端，逐一查询收发终端的在线情况。如果该收发终端在线，上层管理装置将显示绿色，离线状态显示灰色。通过控制终端具体流程如2所示。
上层管理装置通过定义的拓扑图(如图3所示)，将逐一搜索配置的收发终端，如果收发终端在线，如图4所示，该收发终端将变成绿色，如此，上层管理软件则可以得知当前有多少个收发终端能正常工作，同时也便于监控用电量。
程序校验类流程：
1、收发终端(断路器)开关命令下发：上层管理装置下发控制命令到控制终端，控制终端将该命令对应地发送到对应的收发终端，收发终端通过物理接口高低电平方式控制断路器的开关状态；
2、断路器的开关状态将通过profibus传送到控制屏柜中，控制屏柜内部的断路器保护软件程序计算出整个断路器矩阵是否通断的结果后，将该计算结果发送回到profibus总线上，如图5所示。
3、总线终端接收断路器保护软件程序的计算结果，并将该计算结果转发至上层管理装置；
4、上层管理装置将其所接收到的计算结果和预设的结果进行校验，以验证控制屏柜中断路器保护软件程序的正确性，如果出错，则终止测试校验，如图6所示。
由此可知，本方法通过上层管理装置下发控制命令，通过无线下发命令，通过收发终端执行开关命令，以模拟现网的断路器的实际工作场景，并通过改变参数，实现对控制屏柜中软件程序正确性的校验。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.直流工程最后断路器保护功能验证系统，其特征在于，包括控制终端、收发终端、总线终端以及上层管理装置；其中，
所述控制终端和上层管理装置信号连接，用于接收上层管理装置所发出的控制命令并将该命令发送至收发终端，并同时用于接收收发终端所上报的自身管理信息，并将该自身管理信息上传至上层管理装置；
所述收发终端连接到控制保护屏柜的端子，以和控制屏柜中的外部断路器相信号连接；当收发终端接收到控制终端所传来的控制命令时，其根据控制命令来控制控制屏柜自带可控节点的分合，以模拟实际的断路器间隔分合状态信号；
所述总线终端和控制保护屏柜相信号连接，用于接收控制保护屏柜中断路器的状态计算结果，并将该断路器的状态计算结果传输至上层管理装置；
所述上层管理装置用于将总线终端所传来的断路器的状态计算结果和预设的计算结果进行校验，以验证控制屏柜中断路器保护软件程序的正确性；
所述总线终端设置有profibus接口，并通过Profibus总线连接多个收发终端和控制保护屏柜；
所述上层管理装置还用于设置硬件通信参数、为程序脚本提供接口、上载下载程序、记录实验数据；
所述控制终端通过有线RS232和上层管理装置相连接，接收到控制命令后通过无线传输的方式将该命令在10ms内发送至多个收发终端中；
所述总线终端采用RS232串口和上层管理装置相连接，速率和profibus总线速率保持一致，达到1.5M。
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