CN111416438A - 一种变电站端硬压板状态监测与智能校核方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站端硬压板状态监测与智能校核方法及系统，本发明方法包括获取变电站保护定值单中的保护定值信息；与测控系统通讯采集变电站一次设备运行状态识别变电站运行方式；采集变电站端的各个硬压板的实际状态；根据保护定值信息、变电站运行方式确定各个硬压板的理论状态；将各个硬压板的实际状态、理论状态进行比较确定状态异常的硬压板；系统包括上位机、图形识别设备以及压板状态采集装置。本发明通过智能校核逻辑能够实现对硬压板状态及继电保护定值单进行状态校核，对于异常状态及时预警，全面提升变电站硬压板投退正确率。

Description

一种变电站端硬压板状态监测与智能校核方法及系统

技术领域

本发明涉及变电站压板状态监测领域，具体涉及一种变电站端硬压板状态监测与智能校核方法及系统。

背景技术

变电站继电保护出口压板作用于断路器跳闸和其他保护功能启动(如失灵、解除复压闭锁等)，是在继电保护出口回路中人为增加的明显的可视断点，可方便运行人员正确判断继电保护二次回路电路状态，并为检修调试提供了便利和安全支撑。但出口压板是保护装置与一次设备控制回路的功能分界点和状态监测盲点，其投退状态需要人工现场核对，不具备自动监测功能，一定程度上威胁着继电保护正确动作，省内外均有因出口压板错误投退造成或扩大事故的案例发生,而压板错误投退引起的事故因现场彻底恢复方便，也给事故责任划分造成了严重干扰。继电保护硬压板位于保护屏前侧下部，分为出口压板、功能压板和备用压板，分别用红色、黄色、驼灰色表示。目前功能压板已能通过保护装置光耦开入自动监视，压板状态监测对象主要是出口压板，主要包括跳闸压板、启失灵压板、重合闸，部分地区也有启稳控压板。此外，测控设备断路器、地刀、隔刀的跳闸、合闸出口压板也无法监视，结构和保护出口压板一致，可以同等对待。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种变电站端硬压板状态监测与智能校核方法及系统，本发明通过智能校核逻辑能够实现对硬压板状态及继电保护定值单进行状态校核，对于异常状态及时预警，全面提升变电站硬压板投退正确率。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种变电站端硬压板状态监测与智能校核方法，实施步骤包括：

1)获取变电站保护定值单中的保护定值信息；与测控系统通讯采集变电站一次设备运行状态识别变电站运行方式；采集变电站端的各个硬压板的实际状态；

2)根据保护定值信息、变电站运行方式确定各个硬压板的理论状态；

3)将各个硬压板的实际状态、理论状态进行比较确定状态异常的硬压板。

可选地，步骤1)中获取变电站保护定值单中的保护定值信息具体是指：通过外设图像采集设备所述变电站保护定值单进行图像采集，再对采集图像进行图像识别来识别出变电站保护定值单中的保护定值信息。

可选地，所述保护定值信息包括各保护装置的保护定值、控制字信息。

可选地，步骤1)中与测控系统通讯采集变电站一次设备运行状态识别变电站运行方式具体是指：与测控系统通讯采集变电站一次设备中断路器、隔刀、地刀的运行状态，然后根据断路器、隔刀、地刀的运行状态识别变电站运行方式，在每一种变电站运行方式每一个硬压板都具有确定的唯一理论状态。

可选地，步骤3)中将各个硬压板的实际状态、理论状态进行比较确定状态异常的硬压板的步骤包括：S1)遍历选择一个硬压板作为当前硬压板；S2)判断当前硬压板的实际状态、理论状态是否一致，如果不一致则判定当前硬压板状态异常；S3)判断硬压板是否遍历完毕，如果硬压板尚未遍历完毕则跳转执行步骤S1)；否则输出所有异常的硬压板。

此外，本发明还提供一种用于所述变电站端硬压板状态监测与智能校核方法的变电站端硬压板状态监测与智能校核系统，包括上位机、图形识别设备以及压板状态采集装置，所述上位机分别与图形识别设备以及压板状态采集装置相连，且所述上位机还与变电站的测控系统相连。

可选地，所述压板状态采集装置包括中继器以及压板状态采集设备，所述中继器分别与上位机相连，每一个屏柜带有一个对应的中继器以及多个压板状态采集设备，所述中继器安装在屏柜背侧，且中继器通过穿过屏柜面板上通孔的数据线与安装在屏柜前侧的各个硬压板对应的压板状态采集设备相连。

可选地，所述中继器带有AC/DC转换模块，且所述中继器通过AC/DC转换模块为对应屏柜中的各个压板状态采集设备供电。

可选地，相同屏柜中的各个压板状态采集设备的电源端子采用手拉手的方式级联。

可选地，所述中继器分别通过RS485以太网与上位机相连。

和现有技术相比，本发明具有下述优点：本发明通过获取变电站保护定值单中的保护定值信息；与测控系统通讯采集变电站一次设备运行状态识别变电站运行方式；采集变电站端的各个硬压板的实际状态；根据保护定值信息、变电站运行方式确定各个硬压板的理论状态；将各个硬压板的实际状态、理论状态进行比较确定状态异常的硬压板，本发明通过智能校核逻辑能够实现对硬压板状态及继电保护定值单进行状态校核，对于异常状态及时预警，全面提升变电站硬压板投退正确率。

附图说明

图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。

图2为本发明实施例系统的结构示意图。

图3为本发明实施例中压板状态采集装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例变电站端硬压板状态监测与智能校核方法的实施步骤包括：

1)获取变电站保护定值单中的保护定值信息；与测控系统通讯采集变电站一次设备运行状态识别变电站运行方式；采集变电站端的各个硬压板的实际状态；

2)根据保护定值信息、变电站运行方式确定各个硬压板的理论状态；

3)将各个硬压板的实际状态、理论状态进行比较确定状态异常的硬压板。

本实施例的所有功能通过在变电站端实现，因此无法自动获取保护定值单，因此本实施例步骤1)中获取变电站保护定值单中的保护定值信息具体是指：通过外设图像采集设备所述变电站保护定值单进行图像采集，再对采集图像进行图像识别来识别出变电站保护定值单中的保护定值信息。如果变电站保护定值单中的保护定值信息发生变更，则需要重新执行通过外设图像采集设备所述变电站保护定值单进行图像采集，再对采集图像进行图像识别来识别出变电站保护定值单中的新的保护定值信息。本实施例中，保护定值信息包括各保护装置的保护定值、控制字信息。

本实施例步骤1)中与测控系统通讯采集变电站一次设备运行状态识别变电站运行方式具体是指：与测控系统通讯采集变电站一次设备中断路器、隔刀、地刀的运行状态，然后根据断路器、隔刀、地刀的运行状态识别变电站运行方式，在每一种变电站运行方式每一个硬压板都具有确定的唯一理论状态。

为了降低设备难度，首先人工编辑变电站主接线，然后上位机通过断路器、隔刀、地刀等状态智能识别变电站运行方式。以湖南某变电站主接线图为例，变电站包含母线、变压器、断路器、隔刀、地刀、线路等一次设备，在建站之初或者变电站改扩建(一次设备发生变化)时，在上位机离线编辑主接线图，主要工作是确定每台主变和每条线路具体链接在哪条母线。因此根据断路器、隔刀、地刀的运行状态识别变电站运行方式，在每一种变电站运行方式每一个硬压板都具有确定的唯一理论状态(例如分或合)。

例如以某612线路间隔为例，其在每一种变电站运行方式每一个硬压板都具有确定的唯一理论状态如表1所示：

表1：某612线路间隔的变电站运行方式及硬压板理论状态关系表。

上表中变电站运行方式包括变电站运行方式1和变电站运行方式2，实际上可能会有更多的运行方式，变电站运行方式1和变电站运行方式2下差动保护功能压板、出口压板的唯一理论状态均为合位。下面对变电站运行方式1进行初步说明，变电站运行方式2的分析过程相同。总的原则是通过丰富数据源，降低逻辑判断难度：(1)线路间隔的断路器和隔刀在合位，差动保护功能硬压板在合位，控制字投入，正常运行时出口硬压板应该在合位，但若采集结果显示出口压板在分位，那么就可以判断出口压板状态异常；(2)同样地，线路间隔的断路器和隔刀在合位，差动保护出口硬压板在合位，控制字投入，正常运行时功能硬压板应该在合位，但若采集结果显示功能硬压板在分位，那么就可以判断功能压板状态异常；(3)线路间隔的断路器和隔刀在合位，差动保护出口硬压板在合位，功能硬压板在合位，正常运行时差动保护控制字应该投入，但若采集结果显示控制字未投入，那么就可以判断控制字压板状态异常。

本实施例步骤3)中将各个硬压板的实际状态、理论状态进行比较确定状态异常的硬压板的步骤包括：S1)遍历选择一个硬压板作为当前硬压板；S2)判断当前硬压板的实际状态、理论状态是否一致，如果不一致则判定当前硬压板状态异常；S3)判断硬压板是否遍历完毕，如果硬压板尚未遍历完毕则跳转执行步骤S1)；否则输出所有异常的硬压板。

如图2所示，本实施例还提供一种用于前述变电站端硬压板状态监测与智能校核方法的变电站端硬压板状态监测与智能校核系统，包括上位机1、图形识别设备2以及压板状态采集装置3，所述上位机1分别与图形识别设备2以及压板状态采集装置3相连，且所述上位机1还与变电站的测控系统相连，其中上位机1被编程或配置以执行前述变电站端硬压板状态监测与智能校核方法的步骤，或者上位机1的存储器中存储有被编程或配置以执行前述变电站端硬压板状态监测与智能校核方法的计算机程序。

如图3所示，压板状态采集装置3包括中继器31以及压板状态采集设备32，所述中继器31分别与上位机1相连，每一个屏柜带有一个对应的中继器31以及多个压板状态采集设备32，所述中继器31安装在屏柜背侧，且中继器31通过穿过屏柜面板上通孔的数据线与安装在屏柜前侧的各个硬压板对应的压板状态采集设备32相连。

本实施例中，中继器31带有AC/DC转换模块，且所述中继器31通过AC/DC转换模块为对应屏柜中的各个压板状态采集设备32供电。压板状态采集设备32通过压板处的硬接点输出压板状态信号，其实现形式可能有多种，例如某些压板自带压板状态采集设备32，有些压板可能需要额外安装压板状态采集设备32，额外安装压板状态采集设备32的实现方式可以有多种，例如作为一种可选的方式可采用微动开关，通过合闸或分闸操作时的结构部件碰触微动开关来实现合闸或分闸状态的输出。

如图3所示，相同屏柜中的各个压板状态采集设备32的电源端子采用手拉手的方式级联。

如图3所示，中继器31分别通过RS485以太网与上位机1相连。

本实施例中，变电站端硬压板状态监测与智能校核系统的具体工作过程如下：步骤1：通过压板状态采集模块、中继器、上位机的集成方式实现压板状态的自动采集；步骤2：通过外设图像采集设备将变电站保护定值单离线导入上位机中；步骤3：通过上位机与测控系统通讯，采集变电站一次设备运行状态，识别变电站运行方式；步骤4：对变电站压板状态及保护控制字进行智能校核，并用多元化方式对异常状态及时预警。

步骤1中，为每一个出口压板和功能压板配置一个压板状态采集设备32，将压板投退状态通过非接触式技术转换为电信号，然后通过手拉手的方式将同一屏柜的所有压板的状态信号汇集；为每一个屏柜配置一个中继器31，中继器31具备AC/DC220V转为DC12V电压转换功能，其中DC12V电压提供给压板状态采集设备使用；压板状态采集设备32的电源供给采用手拉手的方式级联，所用电源芯线与压板状态信号汇集芯线一同连接至中继器31；中继器31采集到同一屏柜各硬压板的状态信号后，通过网线上传至上位机1；中继器31不设置液晶显示，不设按钮，不设存储器功能，通过尽量降低设备功能配置的方式降低其经济成本；中继器31能够对自身故障、压板状态采集模块之间的通讯链路中断等现象做出准确判断和告警，并将告警信号连通压板状态采集信号一同上送给上位机1：中继器31固定布置在屏柜背侧端子排的空位置，其电源从屏柜背侧直流电压端子或交流电压端子取；在屏柜柜体第一排第一列硬压板左侧上钻出一个10×2mm2的孔洞，压板状态信号汇集芯线及压板状态采集模块电源线均通过该孔洞连接至中继器31；每一个变电站配置一个上位机1及显示器，负责采集、存储、查看全站各屏柜的硬压板状态信号；通过网线将各屏柜的中继器31连接至上位机1，完成压板状态三级采集模式的构建；上位机1具备与图像采集设备2、测控系统、保信子站的通讯接口。

步骤2中，图像采集设备2通过数据线及航空插头连接至上位机1；通过图像采集设备2扫描全站保护设备正式定值单，并将扫描结果发送至上位机1；上位机1具备定值单图像成形文件的自动识别功能，自动提取各保护装置的保护定值、控制字信息；当站内定值单修改时，重新用图像采集设备2扫描，并告知上位机1使其替换成最新定值单。

步骤3中：通过网线实现站内的测控系统与上位机1的通讯功能交互；上位机1由厂家初始化时编辑站内主接线，之后能结合测控系统传输的断路器、隔刀、地刀等一次设备状态自动识别变电站运行方式；变电站改、扩建时须对上位机重新初始化，修改站内主接线；上位机1具备站内运行方式变更光标，默认为棕色，一次点击后变成红色，再次点击恢复成棕色；在调度员改变变电站运行方式前，点击上位机运行方式变更光标，使其停止压板状态及控制字校核程序，但压板状态监测功能持续运行；在变电站运行方式改变完毕后，再次点击上位机运行方式变更光标，使其重新识别变电站运行方式，并启动压板状态及定值校核程序。

步骤4中：上位机1完成与压板状态采集设备3、图像识别设备2、测控系统通讯连接及数据交互后，获取变电站运行方式、保护定值、控制字、功能压板状态等信息与出口压板状态的对应关系；上位机1根据运行方式、保护定值、控制字、功能压板状态、出口压板状态的对应关系表获得各个压板的理论状态，通过综合校核、比对的方式对控制字、功能压板、出口压板的状态进行循环校核，当上位机1推导的结果与实际采集的结果不一致时，及时作出预警；上位机1的预警信号一方面自动存储，方便运维检修人员查询，并将简化的预警结果上传至测控系统，经由测控系统上传至监控系统，告知调度人员有异常。

综上所述，本实施例变电站端硬压板状态监测与智能校核方法及系统旨在通过站端配置的上位机1采集变电站硬压板状态，并结合保护定值单、测控系统一次设备状态信息对变电站硬压板状态进行智能校核，同时基于出口压板、功能压板、保护控制字、一次设备状态的对应关系，上位机也能够对功能压板、保护控制字进行校核，全面提升变电站继电保护运行水平。虽然保护装置已经采集了继电保护功能硬压板的状态，但本实施例变电站端硬压板状态监测与智能校核方法及系统不依赖保信子站，因此需同时采集出口压板和功能压板状态。压板状态采集通过压板状态采集模块32-中继器31-上位机1的方式采集，压板状态采集模块32按压板配置，中继器31按屏柜配置，上位机1按变电站配置。本实施例变电站端硬压板状态监测与智能校核方法及系统通过智能校核逻辑能够实现对硬压板状态及继电保护定值单进行状态校核，对于异常状态及时预警，全面提升变电站硬压板投退正确率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种变电站端硬压板状态监测与智能校核方法，其特征在于实施步骤包括：

1)获取变电站保护定值单中的保护定值信息；与测控系统通讯采集变电站一次设备运行状态识别变电站运行方式；采集变电站端的各个硬压板的实际状态；

2)根据保护定值信息、变电站运行方式确定各个硬压板的理论状态；

3)将各个硬压板的实际状态、理论状态进行比较确定状态异常的硬压板。

2.根据权利要求1所述的变电站端硬压板状态监测与智能校核方法，其特征在于，步骤1)中获取变电站保护定值单中的保护定值信息具体是指：通过外设图像采集设备所述变电站保护定值单进行图像采集，再对采集图像进行图像识别来识别出变电站保护定值单中的保护定值信息。

3.根据权利要求2所述的变电站端硬压板状态监测与智能校核方法，其特征在于，所述保护定值信息包括各保护装置的保护定值、控制字信息。

4.根据权利要求1所述的变电站端硬压板状态监测与智能校核方法，其特征在于，步骤1)中与测控系统通讯采集变电站一次设备运行状态识别变电站运行方式具体是指：与测控系统通讯采集变电站一次设备中断路器、隔刀、地刀的运行状态，然后根据断路器、隔刀、地刀的运行状态识别变电站运行方式，在每一种变电站运行方式每一个硬压板都具有确定的唯一理论状态。

5.根据权利要求1所述的变电站端硬压板状态监测与智能校核方法，其特征在于，步骤3)中将各个硬压板的实际状态、理论状态进行比较确定状态异常的硬压板的步骤包括：S1)遍历选择一个硬压板作为当前硬压板；S2)判断当前硬压板的实际状态、理论状态是否一致，如果不一致则判定当前硬压板状态异常；S3)判断硬压板是否遍历完毕，如果硬压板尚未遍历完毕则跳转执行步骤S1)；否则输出所有异常的硬压板。

6.一种用于权利要求1～5中任意一项所述变电站端硬压板状态监测与智能校核方法的变电站端硬压板状态监测与智能校核系统，其特征在于，包括上位机(1)、图形识别设备(2)以及压板状态采集装置(3)，所述上位机(1)分别与图形识别设备(2)以及压板状态采集装置(3)相连，且所述上位机(1)还与变电站的测控系统相连。

7.根据权利要求6所述的变电站端硬压板状态监测与智能校核系统，其特征在于，所述压板状态采集装置(3)包括中继器(31)以及压板状态采集设备(32)，所述中继器(31)分别与上位机(1)相连，每一个屏柜带有一个对应的中继器(31)以及多个压板状态采集设备(32)，所述中继器(31)安装在屏柜背侧，且中继器(31)通过穿过屏柜面板上通孔的数据线与安装在屏柜前侧的各个硬压板对应的压板状态采集设备(32)相连。

8.根据权利要求7所述的变电站端硬压板状态监测与智能校核系统，其特征在于，所述中继器(31)带有AC/DC转换模块，且所述中继器(31)通过AC/DC转换模块为对应屏柜中的各个压板状态采集设备(32)供电。

9.根据权利要求8所述的变电站端硬压板状态监测与智能校核系统，其特征在于，相同屏柜中的各个压板状态采集设备(32)的电源端子采用手拉手的方式级联。

10.根据权利要求7所述的变电站端硬压板状态监测与智能校核系统，其特征在于，所述中继器(31)分别通过RS485以太网与上位机(1)相连。

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