CN109884422B - 一种就地化保护装置带负荷测试方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种就地化保护装置带负荷测试方法和装置，首先建立电流测量条目和电压测量条目，整合建立带负荷测试所需的关系数据；接着获取就地化保护装置对应的CT一次侧和二次侧的变比，以及PT一次侧和二次侧的变比；然后获取三相电流和三相电压遥测信息，并根据CT变比和PT变比计算得到CT一次侧电流信息和PT一次侧电压信息；最后输入相应的有功功率和无功功率，结合得到的CT一次侧电流信息和PT一次侧电压信息测试CT和PT的相位正确性、极性正确性和变比正确性中的至少一项。该测试方式实现了对就地化保护装置自动带负荷测试，完成了对相关CT、PT极性、相序、变比的校验，实现过程比较简单，并没有很复杂的实现手段。

Description

一种就地化保护装置带负荷测试方法和装置

技术领域

本发明涉及一种就地化保护装置带负荷测试方法和装置。

背景技术

目前，电网继电保护的不正确动作中，有很大一部分比例是由电流和电压的回路接线不正确引起的。在新建、改建、扩建变电站时，需要投入新的继电保护装置，那么，在新的继电保护装置投入使用之前，需要对这些继电保护装置进行带负荷实验，来验证确认保护的一次CT、PT的极性、相序、抽头变比等没有错误，因为如果一次CT、PT的极性、相序、抽头变比等出现问题时，就会造成继电保护装置不正确动作，影响电网的安全稳定运行。

传统的就地化保护带负荷试验中，就地化保护装置的测量信息通过相应的液晶面板获取，然后继保人员通过各个就地化保护装置的测量信息，结合已知的潮流信息画出六角图，进而分析CT、PT的相位、极性关系，整个测试过程十分繁琐复杂，对继保人员的专业技能的要求很高，耗时极长。而且，目前的继电保护中，尤其是就地化保护中，就地化保护装置通常没有液晶面板，继保人员无法直接查看就地化保护装置的对应测量信息，只能通过相关的就地化管理单元查看就地化保护装置的测量信息，进一步增加了测试的复杂性。

发明内容

本发明的目的是提供一种就地化保护装置带负荷测试方法和装置，用以解决现有的就地化保护装置的测试方法的实现过程比较繁琐的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

一种就地化保护装置带负荷测试方法，包括以下步骤：

(1)建立电流测量条目和电压测量条目，根据电流测量条目和电压测量条目之间的关系，整合建立带负荷测试所需的关系数据；

(2)获取就地化保护装置对应的CT一次侧和二次侧的变比，以及就地化保护装置对应的PT一次侧和二次侧的变比；

(3)获取三相电流和三相电压遥测信息，并根据得到的CT变比和PT变比计算得到CT一次侧电流信息和PT一次侧电压信息；

(4)输入相应的有功功率和无功功率，结合得到的CT一次侧电流信息和PT一次侧电压信息测试CT和PT的相位正确性、极性正确性和变比正确性中的至少一项。

首先，建立电流测量条目和电压测量条目，然后建立各种测量信息之间的关系，从而整合建立带负荷测试所需的关系数据，然后，获取CT和PT的变比，并得到CT一次侧电流信息和PT一次侧电压信息，最后结合输入的有功功率和无功功率测试CT和PT的相位正确性、极性正确性和变比正确性中的至少一项。该测试方式实现了对就地化保护装置自动带负荷测试，完成了对相关CT、PT极性、相序、变比的校验，实现过程比较简单，并没有很复杂的实现手段。

进一步地，所述电流测量条目的建立过程包括：建立三相电流幅值和相位条目组以及CT一次值和二次值条目组，将三相电流幅值和相位条目组以及CT一次值和二次值条目组进行结合，生成所述电流测量条目；所述电压测量条目的建立过程包括：建立三相电压幅值和相位条目组以及PT一次值条目组，将三相电压幅值和相位条目组以及PT一次值条目组进行结合，生成所述电压测量条目。

根据上述电流测量条目的建立过程能够有效建立电流测量条目，根据上述电压测量条目的建立过程能够有效建立电压测量条目。

进一步地，配置模版文件，模版文件中记录各种就地化保护装置型号下的对应条目的关键字以及各条目对应的匹配关系，根据模版文件中的就地化保护装置型号下的对应条目的关键字以及各条目对应的匹配关系实现对应就地化保护装置的各条目的匹配，能够实现对应就地化保护装置的各条目的有效匹配，保证测试的顺利进行。

进一步地，CT的相位正确的判据为：

其中，Δ₁为设定的第一角度裕度值；

为A相电流相位，

为B相电流相位，

为C相电流相位；

PT的相位正确的判据为：

其中，Δ₂为设定的第二角度裕度值；

为A相电压相位，

为B相电压相位，

为C相电压相位；

CT和PT的变比正确的判据为：

其中，σ为设定的裕度值，P为有功功率，Q为无功功率；

根据有功功率和无功功率的方向以及对应的电压和电流夹角的数值范围来判断CT和PT的极性是否正确。

通过具体的判断过程能够实现CT和PT的相位正确性、极性正确性和变比正确性的可靠判断。

一种就地化保护装置带负荷测试装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现的步骤包括：

(1)建立电流测量条目和电压测量条目，根据电流测量条目和电压测量条目之间的关系，整合建立带负荷测试所需的关系数据；

(2)获取就地化保护装置对应的CT一次侧和二次侧的变比，以及就地化保护装置对应的PT一次侧和二次侧的变比；

(3)获取三相电流和三相电压遥测信息，并根据得到的CT变比和PT变比计算得到CT一次侧电流信息和PT一次侧电压信息；

(4)输入相应的有功功率和无功功率，结合得到的CT一次侧电流信息和PT一次侧电压信息测试CT和PT的相位正确性、极性正确性和变比正确性中的至少一项。

首先，建立电流测量条目和电压测量条目，然后建立各种测量信息之间的关系，从而整合建立带负荷测试所需的关系数据，然后，获取CT和PT的变比，并得到CT一次侧电流信息和PT一次侧电压信息，最后结合输入的有功功率和无功功率测试CT和PT的相位正确性、极性正确性和变比正确性中的至少一项。该测试方式实现了对就地化保护装置自动带负荷测试，完成了对相关CT、PT极性、相序、变比的校验，实现过程比较简单，并没有很复杂的实现手段。

进一步地，所述电流测量条目的建立过程包括：建立三相电流幅值和相位条目组以及CT一次值和二次值条目组，将三相电流幅值和相位条目组以及CT一次值和二次值条目组进行结合，生成所述电流测量条目；所述电压测量条目的建立过程包括：建立三相电压幅值和相位条目组以及PT一次值条目组，将三相电压幅值和相位条目组以及PT一次值条目组进行结合，生成所述电压测量条目。

根据上述电流测量条目的建立过程能够有效建立电流测量条目，根据上述电压测量条目的建立过程能够有效建立电压测量条目。

进一步地，配置模版文件，模版文件中记录各种就地化保护装置型号下的对应条目的关键字以及各条目对应的匹配关系，根据模版文件中的就地化保护装置型号下的对应条目的关键字以及各条目对应的匹配关系实现对应就地化保护装置的各条目的匹配，能够实现对应就地化保护装置的各条目的有效匹配，保证测试的顺利进行。

进一步地，CT的相位正确的判据为：

其中，Δ₁为设定的第一角度裕度值；

为A相电流相位，

为B相电流相位，

为C相电流相位；

PT的相位正确的判据为：

其中，Δ₂为设定的第二角度裕度值；

为A相电压相位，

为B相电压相位，

为C相电压相位；

CT和PT的变比正确的判据为：

其中，σ为设定的裕度值，P为有功功率，Q为无功功率；

根据有功功率和无功功率的方向以及对应的电压和电流夹角的数值范围来判断CT和PT的极性是否正确。

通过具体的判断过程能够实现CT和PT的相位正确性、极性正确性和变比正确性的可靠判断。

附图说明

图1是本发明提供的就地化保护装置带负荷测试方法的一种具体的流程图；

图2是本发明提供的就地化保护装置带负荷测试方法中建立关联数据的流程图；

图3是本发明提供的就地化保护装置带负荷测试方法中建立关联数据的条目结构示意图。

具体实施方式

一种就地化保护装置带负荷测试方法，包括以下步骤：

(1)建立电流测量条目和电压测量条目，根据电流测量条目和电压测量条目之间的关系，整合建立带负荷测试所需的关系数据；

(2)获取就地化保护装置对应的CT一次侧和二次侧的变比，以及就地化保护装置对应的PT一次侧和二次侧的变比；

(3)获取三相电流和三相电压遥测信息，并根据得到的CT变比和PT变比计算得到CT一次侧电流信息和PT一次侧电压信息；

(4)输入相应的有功功率和无功功率，结合得到的CT一次侧电流信息和PT一次侧电压信息测试CT和PT的相位正确性、极性正确性和变比正确性中的至少一项。

以下结合附图对该技术方案进行详细的描述。

本实施例中，如图1所示，先导入SCD，建立整个后台库，通过搜索匹配就地化保护装置(以下简称为装置)的61850模型参引来建立电流测量条目及电压测量条目，以下给出具体过程：

首先，通过61850参引匹配搜索生成所有的三相电压幅值和相位条目组、三相电流幅值和相位条目组、装置对应的CT一次值和二次值条目组以及装置对应的PT一次值条目组，每个条目组都有自己对应的不同的参引部分，此参引部分作为每个条目组的关键字来对应各个条目。然后，将CT一次值和二次值条目组以及三相电流幅值和相位条目组进行结合，生成电流测量条目；将三相电压幅值和相位条目组以及PT一次值条目组进行结合，生成电压测量条目。接下来通过人工或导入配置文件匹配(即模版匹配)的方式建立电流测量条目和电压测量条目内部的关系，即将电流测量条目和电压测量条目进行整合，那么，整合得到的测量条目就包含了对应的A、B、C三相电压、电流幅值、相位及其对应的CT和PT的数据信息，只需知道对应的有功功率P和无功功率Q即可进行就地化保护装置的测试(下文中有详细描述)。

上述中，当采用模版匹配的方式时，配置模版文件，模版匹配是通过匹配关键字实现的。首先，各种类型的装置有自身的装置型号，相同装置型号的模型文件(ICD)相同，且其型号在其模型文件中有体现。那么，配置的模版文件中记录各种装置型号下的对应条目的关键字以及各条目对应的匹配关系，具体为：三相电压幅值和相位条目组的关键字、PT一次值条目组的关键字、CT一次值和二次值条目组的关键字，三相电流幅值和相位条目组的关键字以及电流测量条目和电压测量条目内部关系的关键字等等。进而装置寻找模版文件中的相应的装置型号，就能够得到对应的关键字，按照关键字匹配关系实现各个条目的匹配。

以下给出一种具体实例。

依据61850建模的方式，定值的参引是LD/LN$FC$DO$DA，遥测的参引是LD/LN$FC$DO$DO$DA。根据《IEC_61850工程继电保护应用规范》(简称1396规范)，PT定值参引中的逻辑节点(即LN)包含“TVTR”，CT定值的参引中的逻辑节点包含“TCTR”，保护遥测(电流电压测量)的参引中的逻辑节点包含“MMXU”。因而依据参引中包含TVTR，搜索所有的PT一次值对应的ID和参引，生成PT一次值条目组；依据参引中包含TCTR搜索所有的CT一次值和二次值的ID及参引，生成CT一次值和二次值条目组。对于电流、电压对应的测量信息，除了逻辑节点包含“MMXU”外，在功能约束(FC)后面的第一层DO，电压参引包含“PhV”，电流参引包含“A”，通过参引匹配，找到所有的A、B、C三相电压的三相电压幅值和相位条目组、A、B、C三相电流的三相电流幅值和相位条目组。三相电压幅值和相位条目组或三相电流幅值和相位条目组中的每一组包含6个点，为：A、B、C三相测量值的幅值和相位，这6个点通过PhV或A后面的DO及DA层参引匹配具体的点。这样就如图2所示，找到所有的电压、电流、PT、CT信息。对于三相电压幅值和相位条目组和三相电流幅值和相位条目组，以LD/LN$FC$DO作为关键字，对应CT一次值和二次值条目组和PT一次值条目组，以LD/LN关键字，通过关键字可以匹配找到对应条目中所有的信息。

然后，电压遥测量信息结合PT一次值信息生成电压测量条目，CT一次值和二次值信息结合电流遥测信息生成电流测量条目。如图3所示，电压测量条目信息中条目ID是自动分配的不重复的整数值，所属设备ID是装置的索引号，条目Num是该条目在该装置中所占的位置，以4个条目为例，条目Num是0，1，2，3。A、B、C三相电压幅值和相位是从上一步获取的电压的一组遥测，电压信息公共参引即本组电压的关键字，PT信息是上一步获取的PT信息中的一个，可进行手工选择，也可通过模板匹配。通过导入模板，一组电压遥测信息的关键字查找匹配对应的PT信息的关键字，从而实现了电压遥测信息同PT信息的关联。电流测量条目类似于电压测量条目，使用相似的方法实现CT信息同电流遥测信息的匹配。

接着，建立电流测量条目同电压测量条目的信息，如图3所示，即把电压测量条目的条目Num填入电流测量条目中，类似上面的关联，可人工输入，也可通过模板匹配。模版文件中存储了装置电流测量条目的关键字对应的电压测量条目的关键字，通过查询关键字所在的条目Num，从而实现了匹配。

电流测量条目和电压测量条目整合完成后，就建立了带负荷测试所需的关系数据。

然后，通过DLT860规约同装置建立通讯连接关系，选取对应的装置，并召唤装置的设备参数，即获取装置的设备参数，具体是获取CT和PT的设备参数信息，获取CT一次侧和二次侧的变比，以及PT一次侧和二次侧的变比，进而得到各个条目中的电压和电流对应的一、二次变比信息。

接着，通过61850读服务的方式快速主动的读取装置的所有遥测信息，从而获取同一时刻的三相电流和三相电压遥测信息。由于保护上送的遥测值是二次值，那么，根据得到的CT变比和PT变比信息，就能够得到对应CT的一次侧电流信息以及PT的一次侧电压信息。由于部分型号的就地化保护装置上传遥测信息的周期非常长，因此以61850读服务的方式快速主动的读取装置的所有遥测信息，能够确保获取同一装置的遥测信息为同一时刻的数据，防止出现因负荷波动太大而造成的相位差偏大以及三相幅值有偏差。

在得到CT的一次侧电流信息以及PT的一次侧电压信息之后，结合采用人工输入方式或者其他输入方式输入的有功功率P和无功功率Q，就能够测试CT和PT的相位正确性、极性正确性和变比正确性中的至少一项。即可以测试CT和PT的相位正确性、极性正确性和变比正确性中的其中一项，也可以测试其中多项，还可以全部测试这三项，本实施例中，这三项全部测试。当然，为了提高测试的准确性，还可以画出相应的功角关系图。

如图1所示，就地化保护装置涉及线路保护、母线保护以及主变保护，因此，各个保护中均涉及到CT和PT的相位、极性以及变比的正确性测试。

对于线路保护，召唤获取A、B、C三相电压、电流后，结合输入的有功功率P和无功功率Q校验CT和PT的相位(即相序)、极性以及变比的正确性。

对于母线保护，需要召唤获取母线各分支的A、B、C三相电压、电流，结合输入的各个分支的有功功率P和无功功率Q校验各分支的CT和PT的相位(即相序)、极性以及变比的正确性。而且，母线各个分支条目值中相关装置同CT条目填入相对应的线路或主变某一分支对应的条目信息，若无，则填0|0，其中“|”前一部分是装置Id，后一部分是条目Num。另外，对于母线保护，还要输出母线保护的不平衡电流供测试人员参考，并检测母线保护是否有差流。对于母线保护，同时需要验证各个支路的电流和，即大差及小差电流是否几乎为0，若电流较大，则要对测试人员予以提醒。

对于主变保护，需要召唤获取主变各侧分支的A、B、C三相电压、电流，结合输入的主变各侧分支的有功功率P和无功功率Q校验CT和PT的相位(即相序)、极性以及变比的正确性。主变的电流测量条目中需要人工输入各分支的钟点数，用于校验各侧相对相位关系，即校验各侧的同名项的相位差是否满足对应钟点数。主变钟点数默认是12，只有主变间隔有用，主变间隔中各个条目依据一次主接线获取各侧的钟点数，然后人工手动输入设置。根据各个分支条目的CT的同相电流的角度关系校验各个CT的相对相位关系是否正确。例如，低压侧是11点接线方式，则低压侧A相电流相位应超前高压侧30度，若不是，则要提示主变各侧的相对相位关系有问题。

在测试CT和PT的相位、极性以及变比的正确性时：

根据A、B、C三相电流电压的相位差判断是否相位是否正确，即相序是否接反。由于正常时负荷的三相相序是正序，以下给出CT的相位正确判据以及PT的相位正确判据。

CT的相位正确的判据为：

其中，Δ₁为设定的第一角度裕度值，根据判断精度具体设置；

为A相电流相位，

为B相电流相位，

为C相电流相位。若不满足该判据，表示CT相位不对。

PT的相位正确的判据为：

其中，Δ₂为设定的第二角度裕度值，根据判断精度具体设置；

为A相电压相位，

为B相电压相位，

为C相电压相位。若不满足该判据，表示PT相位不对。Δ₁和Δ₂可一致，也可不一致。

对于CT和PT的变比测试，以下给出CT和PT的变比正确的判据：

其中，σ为设定的裕度值，根据判断精度具体设置。若不满足该判据，则PT和CT的变比不对。

根据有功功率P和无功功率Q的方向以及对应的电压和电流夹角的数值范围来判断CT和PT的极性是否正确，即在确定有功功率P和无功功率Q的方向后，判定对应的电压和电流的实际夹角是否在对应的数值范围内，如果是，则CT和PT的极性正确，否则，CT和PT的极性不正确。表1给出了几种对应关系，当不满足表1中的对应关系时，判定CT和PT的极性不正确。比如：当有功功率P为正方向、无功功率Q为正方向时，如果电压和电流的实际夹角值没有在对应的最小值和最大值之间(即270～360)时，判定CT和PT的极性不正确。

表1

此外，考虑到一次双CT的应用，即在同一个位置，两个CT分别接入不同的保护，反映在图3即电流测量条目中的相关装置同CT条目不为0|0。这里就需要验证两个条目信息中的A、B、C三相电流的幅值、相位是否基本一致，若不一致，则双CT中有一个CT有问题。

因此，本发明主要利用模型的规律，建立关联关系，进而实现带负荷测试。本发明适用于就地化保护装置，部署于就地化管理单元。

上述方法过程可以作为一种计算机程序，加载在就地化保护装置带负荷测试装置中的存储器中，并由就地化保护装置带负荷测试装置中的处理器执行。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种就地化保护装置带负荷测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)建立电流测量条目和电压测量条目，根据电流测量条目和电压测量条目之间的关系，整合建立带负荷测试所需的关系数据；

(2)获取就地化保护装置对应的CT一次侧和二次侧的变比，以及就地化保护装置对应的PT一次侧和二次侧的变比；

(3)获取三相电流和三相电压遥测信息，并根据得到的CT变比和PT变比计算得到CT一次侧电流信息和PT一次侧电压信息；

(4)输入相应的有功功率和无功功率，结合得到的CT一次侧电流信息和PT一次侧电压信息测试CT和PT的相位正确性、极性正确性和变比正确性中的至少一项；

CT的相位正确的判据为：

其中，Δ₁为设定的第一角度裕度值；

为A相电流相位，

为B相电流相位，

为C相电流相位；

PT的相位正确的判据为：

其中，Δ₂为设定的第二角度裕度值；

为A相电压相位，

为B相电压相位，

为C相电压相位；

CT和PT的变比正确的判据为：

其中，σ为设定的裕度值，P为有功功率，Q为无功功率；

根据有功功率和无功功率的方向以及对应的电压和电流夹角的数值范围来判断CT和PT的极性是否正确。

2.根据权利要求1所述的就地化保护装置带负荷测试方法，其特征在于，所述电流测量条目的建立过程包括：建立三相电流幅值和相位条目组以及CT一次值和二次值条目组，将三相电流幅值和相位条目组以及CT一次值和二次值条目组进行结合，生成所述电流测量条目；

所述电压测量条目的建立过程包括：建立三相电压幅值和相位条目组以及PT一次值条目组，将三相电压幅值和相位条目组以及PT一次值条目组进行结合，生成所述电压测量条目。

3.根据权利要求1或2所述的就地化保护装置带负荷测试方法，其特征在于，配置模版文件，模版文件中记录各种就地化保护装置型号下的对应条目的关键字以及各条目对应的匹配关系，根据模版文件中的就地化保护装置型号下的对应条目的关键字以及各条目对应的匹配关系实现对应就地化保护装置的各条目的匹配。

4.一种就地化保护装置带负荷测试装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器在执行所述计算机程序时实现的步骤包括：

(1)建立电流测量条目和电压测量条目，根据电流测量条目和电压测量条目之间的关系，整合建立带负荷测试所需的关系数据；

(2)获取就地化保护装置对应的CT一次侧和二次侧的变比，以及就地化保护装置对应的PT一次侧和二次侧的变比；

(3)获取三相电流和三相电压遥测信息，并根据得到的CT变比和PT变比计算得到CT一次侧电流信息和PT一次侧电压信息；

(4)输入相应的有功功率和无功功率，结合得到的CT一次侧电流信息和PT一次侧电压信息测试CT和PT的相位正确性、极性正确性和变比正确性中的至少一项；

CT的相位正确的判据为：

其中，Δ₁为设定的第一角度裕度值；

为A相电流相位，

为B相电流相位，

为C相电流相位；

PT的相位正确的判据为：

其中，Δ₂为设定的第二角度裕度值；

为A相电压相位，

为B相电压相位，

为C相电压相位；

CT和PT的变比正确的判据为：

其中，σ为设定的裕度值，P为有功功率，Q为无功功率；

根据有功功率和无功功率的方向以及对应的电压和电流夹角的数值范围来判断CT和PT的极性是否正确。

5.根据权利要求4所述的就地化保护装置带负荷测试装置，其特征在于，所述电流测量条目的建立过程包括：建立三相电流幅值和相位条目组以及CT一次值和二次值条目组，将三相电流幅值和相位条目组以及CT一次值和二次值条目组进行结合，生成所述电流测量条目；

所述电压测量条目的建立过程包括：建立三相电压幅值和相位条目组以及PT一次值条目组，将三相电压幅值和相位条目组以及PT一次值条目组进行结合，生成所述电压测量条目。

6.根据权利要求4或5所述的就地化保护装置带负荷测试装置，其特征在于，配置模版文件，模版文件中记录各种就地化保护装置型号下的对应条目的关键字以及各条目对应的匹配关系，根据模版文件中的就地化保护装置型号下的对应条目的关键字以及各条目对应的匹配关系实现对应就地化保护装置的各条目的匹配。

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