CN111474440B - 具备线路重合闸自动判断功能的智能站继电保护校验仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具备线路重合闸自动判断功能的智能站继电保护校验仪。智能站继电保护校验仪包括可编程硬件平台、与可编程硬件平台相连接的读取及装载接口、与可编程硬件平台相连接的图形化及人机交互平台。读取及装载接口用于接收智能变电站的SCD文件和配置参数；可编程硬件平台用于解析SCD文件、基于解析SCD文件的结果构建智能变电站的线路IDE链表和虚端子列表并获得SV和GOOSE数据、基于SV和GOOSE数据进行线路重合闸条件的逻辑判断而得到线路重合闸判断结果；图形化及人机交互平台用于图形化显示线路重合闸判断结果。本发明能够自动化、快速化对智能变电站线路重合闸进行判断和显示，从而提高调试工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统智能变电站的继电保护设备校验领域，具体涉及一种具备线路重合闸自动判断功能的智能站继电保护校验仪。
背景技术
目前智能变电站线路改扩建、调试验收和定期校验时，调试过程中重合闸的状态无法自动判断，当调试过程出现重合闸状态与试验人员预想情况不一致或与重合闸相关参数配置问题时，无法快速定位影响重合闸条件不满足的原因及参数配置错误问题，需要试验人员逐个检查重合闸条件和参数项排查，给线路保护装置调试工作带来极大的不便，降低工作效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够自动化、快速化对智能变电站线路重合闸进行判断和显示，从而提高调试工作效率的具备线路重合闸自动判断功能的智能站继电保护校验仪。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种具备线路重合闸自动判断功能的智能站继电保护校验仪，包括可编程硬件平台、与所述可编程硬件平台相连接的读取及装载接口、与所述可编程硬件平台相连接的图形化及人机交互平台；
所述读取及装载接口用于接收智能变电站的SCD文件和配置参数；
所述可编程硬件平台用于解析所述SCD文件、基于解析所述SCD文件的结果构建所述智能变电站的线路IDE链表和虚端子列表并获得SV和GOOSE数据、基于所述SV和GOOSE数据进行线路重合闸条件的逻辑判断而得到线路重合闸判断结果；
所述图形化及人机交互平台用于图形化显示所述线路重合闸判断结果。
所述具备线路重合闸自动判断功能的智能站继电保护校验仪还包括通讯接口，所述通讯接口用于发送所述SV和GOOSE数据。
所述可编程硬件平台包括相连接的ARM和FPGA。
所述线路重合闸条件包括：（1）重合闸切换开关未放在停用位置；（2）无TWJ开入，断路器的三相均在合位；（3）无压力低闭锁重合闸；（4）无外部闭锁重合闸的开入；（5）无PT断线。
所述可编程硬件平台采用DOM解析方式对所述SCD文件进行解析。
所述图形化及人机交互平台利用Qt图形库的Model View框架和Graphics View框架对所述线路重合闸判断结果和相关GOOSE数据集的虚端子状态进行图形可视化显示。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明能够自动化、快速化对智能变电站线路重合闸进行判断和显示，从而提高调试工作效率。
附图说明
附图1为本发明的智能站继电保护校验仪的框架图。
附图2为本发明中SCD解析内容示意图。
附图3为本发明的重合闸逻辑判断与提示示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：如附图1所示，一种具备线路重合闸自动判断功能的智能站继电保护校验仪，包括可编程硬件平台、读取及装载接口、图形化及人机交互平台；读取及装载接口、图形化及人机交互平台分别与可编程硬件平台相连接。
读取及装载接口用于接收智能变电站的SCD文件和配置参数。带有数据库的可编程硬件平台用于解析SCD文件、基于解析SCD文件的结果构建智能变电站的线路IDE链表和虚端子列表并获得SV和GOOSE数据、基于SV和GOOSE数据进行线路重合闸条件的逻辑判断而得到线路重合闸判断结果。图形化及人机交互平台用于图形化显示线路重合闸判断结果。
该智能站继电保护校验仪还包括通讯接口，通讯接口用于发送SV和GOOSE数据。
上述方案中，可编程硬件平台包括相连接的ARM和FPGA。
上述智能站继电保护校验仪实现线路重合闸自动判断功能的方法为：（读取及装载接口）接收智能变电站的SCD文件和配置参数；（可编程硬件平台）解析SCD文件、基于解析SCD文件的结果构建智能变电站的线路IDE链表和虚端子列表并获得SV和GOOSE数据、基于SV和GOOSE数据进行线路重合闸条件的逻辑判断而得到线路重合闸判断结果；（图形化及人机交互平台）图形化显示线路重合闸判断结果。具体如下：
第一部分：SCD文件解析。
（1）通信配置信息从根节点SCL元素进入Communication元素，从中解析得到所有AccessPoint子元素并获得过程层和站控层接入点的名称。
（2）IED信息从根节点SCL元素进入IED元素，按层次结构从中解析出每一个IED的Server（服务器）、LDevice（逻辑设备）、LNode（逻辑节点）、DO(数据对象、DA（数据元素）。
（3）GOOSE/SV控制块信息按照IED->Server->AccessPoint顺序进入，解析出IED的该访问点下所有LNode。其中名称为LLN0的LNode中包含了过程层的SV\GOOSE控制块信息。
（4）在LNode元素中，通过Inputs元素所描述的IED虚端子与其它虚端子之间的互联关系，从而得到虚端子的连接信息。
（5）解析后的SCD文件按照IED实例配置、通信配置、GOOSE/SV配置和IED虚端子连接关系保存到数据库。
可编程硬件平台采用DOM解析方式对SCD文件进行解析，解析内容如图2所示。
第二部分：读取数据库数据并构建智能变电站的线路IDE链表和虚端子列表。
（1）构建IED链表，为线路IED构建SV发送列表、GOOSE发送列表和数据输入外部引用列表。其中SV/GOOSE发送列表包含：控制块参数、地址信息、数据集列表。数据输入的每个外部引用条目包含内部接收端子的引用地址和外部发送端子的引用地址。
（2）遍历线路IED数据输入的外部引用列表，根据每个外部引用条目中外部发送端子的地址找到具体发送方IED，并将该地址和发送方IED各SV/GOOSE控制块的数据集条目引用地址相比较找到外部发送端子。
（3）对线路IED的每个外部引用条目均按上述操作，获得线路的所有虚端子连线关系。
（4）在建立了虚端子连接关系的基础上，为线路每个IED再建立一个外部关联的IED链表。链表包含与本IED有数据输入输出关系的IED。他们分别是：SV发送信息列表，SV接收信息列表、GOOSE发送信息列表和GOOSE接收信息列表。
第三部分：线路重合闸逻辑判断。
线路重合闸需要具备以下五个条件：
（1）重合闸切换开关未放在停用位置；
（2）无TWJ开入，断路器的三相均在合位；
（3）无压力低闭锁重合闸，主要指断路器的油压或气压低闭锁；
（4）无外部闭锁重合闸的开入，如其他保护闭锁重合闸的开入；
（5）无PT断线，根据PT断线的条件，需要给装置电压回路加上正常交流电压。
根据SV和GOOSE数据，按照满足上述五个条件方为重合闸充电进行重合闸条件的逻辑判断。
第四部分：重合闸判断结果及相关参数虚端子图形化。
根据重合闸充电条件判断结果和相关GOOSE数据集的虚端子状态，以信号指示灯的方式在界面上表示出来。
利用Qt图形库的Model View框架和Graphics View框架对重合闸充电条件判断结果和相关GOOSE数据集的虚端子状态进行图形可视化实现。
校验仪在进行线路保护测试时，在输出正常电压的同时模拟智能终端发送GOOSE信号到被测保护装置。如果重合闸的位置、断路器位置以及闭锁重合闸的信号不满足重合闸条件，充电指示灯将不能点亮，如图3所示。通过在校验仪上检查和模拟充电指示，极大方便了现场人员的工作，提高了效率，减少了差错。
基于目前智能变电站线路工程调试和定期校验的现状，本发明通过解析SCD文件，实现SV和GOOSE信息读取与链路关系图形化，并结合重合闸动作逻辑原理，形成重合闸条件的自动判断，通过图形化方法将逻辑判断条件和重合闸状态进行直观显示，实现因参数配置问题导致的重合闸动作逻辑异常的快速定位。
本发明是一款具有线路重合闸条件自动判断的智能站继电保护便携式手持校验装置，实现线路保护装置工程调试与校验时重合闸逻辑正确性的判断和重合闸状态相关配置参数的快速图形化切换。从而简化试验人员智能变电站线路保护校验时重合闸动作逻辑判断和参数配置的复杂性，并为判断校验参数设置的正确性提供直观提示，提升线路保护设备校验的效率。同时为实现校验的自动化奠定基础。
本发明的有益效果在于：
（1）智能变电站线路保护设备单套校验时间缩短50%以上；整站线路保护设备调试验收时间缩短40%以上。
通过本发明研究成果的应用，可以快速定位线路保护试验时参数配置错误，缩短校验时间50%以上。对于智能变电站改扩建、调试验收时，整站线路保护设备调试验收时间缩短40%以上。
（2）智能变电站线路保护校验过程中重合闸条件判断和相关GOOSE状态监视正确率为100%，图形化显示重合闸判断结果和相关GOOSE状态的实时性满足延时不大于1s。
通过重合闸判断结果和相关参数配置的图形化表征，实现图形方式形象展示重合闸判断结果和相关GOOSE通道，并保证图形方式显示的重合闸判断结果和相关GOOSE正确率达到100%。同时保证图形化实时显示，图形状态显示和实际状态的延时不大于1s。
（3）智能变电站线路保护设备调试校验中出现重合闸条件不满足的问题时，可快速定位参数配置问题，定位时间缩短60%以上。
智能变电站线路保护设备校验时，GOOSE参数配置最容易发生错误，传统方式主要通过对所有GOOSE通道状态（通常有十几至三十几个）逐一检查，效率很低，采用本发明应用成果可通过图形化GOOSE状态及保护动作逻辑的对比，快速发现GOOSE参数配置问题，实现参数配置问题快速解决，拟缩短GOOSE参数配置错误定位时间60%以上。
（4）市级范围推广应用，整体缩短试验人员智能变电站线路保护设备校验时间30%以上。
通过本发明的研究成果，在不增加任何智能变电站保护和测控设备校验仪的情况下，通过对全市范围二次检修专业智能变电站原有校验设备进行升级，实现智能变电站校验效率整体提升，拟缩短校验时间30%以上。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士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。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种具备线路重合闸自动判断功能的智能站继电保护校验仪，其特征在于：所述具备线路重合闸自动判断功能的智能站继电保护校验仪包括可编程硬件平台、与所述可编程硬件平台相连接的读取及装载接口、与所述可编程硬件平台相连接的图形化及人机交互平台；
所述读取及装载接口用于接收智能变电站的SCD文件和配置参数；
所述可编程硬件平台用于解析所述SCD文件、基于解析所述SCD文件的结果构建所述智能变电站的线路IDE链表和虚端子列表并获得SV和GOOSE数据、基于所述SV和GOOSE数据进行线路重合闸条件的逻辑判断而得到线路重合闸判断结果；
所述图形化及人机交互平台用于图形化显示所述线路重合闸判断结果；
所述线路重合闸条件包括：（1）重合闸切换开关未放在停用位置；（2）无TWJ开入，断路器的三相均在合位；（3）无压力低闭锁重合闸；（4）无外部闭锁重合闸的开入；（5）无PT断线。
2.根据权利要求1所述的具备线路重合闸自动判断功能的智能站继电保护校验仪，其特征在于：所述具备线路重合闸自动判断功能的智能站继电保护校验仪还包括通讯接口，所述通讯接口用于发送所述SV和GOOSE数据。
3.根据权利要求1所述的具备线路重合闸自动判断功能的智能站继电保护校验仪，其特征在于：所述可编程硬件平台包括相连接的ARM和FPGA。
4.根据权利要求1所述的具备线路重合闸自动判断功能的智能站继电保护校验仪，其特征在于：所述可编程硬件平台采用DOM解析方式对所述SCD文件进行解析。
5.根据权利要求1所述的具备线路重合闸自动判断功能的智能站继电保护校验仪，其特征在于：所述图形化及人机交互平台利用Qt图形库的Model View框架和Graphics View框架对所述线路重合闸判断结果和相关GOOSE数据集的虚端子状态进行图形可视化显示。
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