CN115207872B - 一种用于线路保护动模测试的断路器控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于线路保护动模测试的断路器控制方法，包括按照断路器在线路两侧分布位置筛选出区内短路测试信息，每个断路器控制模块进行短路判断；断路器控制模块从短路测试信息中获取短路启动时间、断路器位置、整组复归时间、断路器设置的重合闸延时和合闸操作时间，进行整组复归逻辑判断和断路器重合闸判断；断路器模型获取合闸控制字，在合闸延时结束后，更新断路器位置信号。通过断路器控制模块获取每组动模试验的试验信息，进行断路器控制逻辑推导，结合断路器操作时间信息输出断路器跳合闸控制字，准确模拟线路区内外短路下两侧断路器跳合闸情况。实现线路保护动模测试中的断路器自动控制，有利于保障线路保护动模测试准确性。

Description

一种用于线路保护动模测试的断路器控制方法

技术领域

本申请涉及电力系统继电保护测试技术领域，特别涉及一种用于线路保护动模测试的断路器控制方法。

背景技术

继电保护装置是保障电网安全稳定运行的第一道防线。针对继电保护装置的保护逻辑功能、出口跳闸功能等功能进行贴合实际电网状态的动模测试，是保障继电保护装置可靠性的重要措施。

现有线路保护动模测试过程中，特别是对于存在断路器分相跳闸的情况的线路保护装置，在实施断路器的跳闸与合闸控制时，通常采用获取线路保护装置实际跳合闸出口信号的方式去控制。当多台线路保护装置并列进行测试时，只能选用其中某一台装置的信号，如果选用的装置出现保护误动作、拒动作或者跳合闸不正确的情况，将影响其他线路保护装置的测试准确性。

发明内容

为解决上述现有技术中所存在的通常多台线路保护装置动模测试时，选用其中某一台装置实际跳合闸出口信号去控制断路器的方式，存在当选用的装置保护误动作、拒动作或者跳合闸不正确会影响其他线路保护装置的测试准确性的问题，本申请提供一种用于线路保护动模测试的断路器控制方法，在每组动模试验中，根据短路点、短路类型、短路启动时间、短路持续时间信息、断路器操作时间等信息，推导生成线路保护区内外短路时对应断路器跳闸与合闸控制信号，并驱动对应的断路器控制模块生成断路器位置信号，实现动模测试中的断路器自动控制，有利于保障线路保护动模测试准确性。

具体的，本申请实施例提出了一种用于线路保护动模测试的断路器控制方法，包括：

S1、线路保护动模测试模型内设有与每个断路器一一对应的断路器控制模块，每组动模试验向线路保护动模测试模型中填入试验参数，生成短路测试信息；

S2、按照断路器在线路两侧分布位置从短路测试信息中筛选出区内短路测试信息，每个断路器控制模块获取对应的区内短路测试信息，进行短路判断；

S3、获取跳闸控制字，并根据跳闸延时，更新断路器位置信号；

S4、断路器控制模块从短路测试信息中获取短路启动时间、断路器位置、整组复归时间、断路器设置的重合闸延时和合闸操作时间，进行整组复归逻辑判断和断路器重合闸判断；

S5、断路器模型获取合闸控制字，在跳闸延时结束后，更新断路器位置信号，同时将合闸控制字清零。

可选的，所述试验参数包括：

短路点、短路类型、短路启动时间、短路持续时间信息；

其中，短路点、短路类型通过整形数值进行定义，短路启动时间、短路持续时间采用浮点数值进行定义。

可选的，所述生成短路测试信息包括：

S11，仅在预设的短路持续时间内生成短路使能信号，将短路使能信号与短路点数值进行数值相乘运算，得出短路点持续时间信息；

S12，将短路点持续时间信息进行二进制转换，从运算后的结果中按低位到高位选取位1至位N共N个位数值，将每个位数值与短路类型数值进行数值相乘运算，得到N个短路测试信息，N的取值为正整数。

可选的，所述S2包括：

S21、根据线路保护动模测试模型中短路点位置，将短路测试信息分为区内短路测试信息和区外短路测试信息，令每个断路器控制模块获取对应的区内短路测试信息；

S22、对区内短路测试信息进行逻辑运算得到选相信息；

S23、基于选相信息进行断路器跳闸判断。

可选的，所述S22包括：

S221、将每个区内短路测试信息依次进行二进制转换，将转换后的所有二进制数值按位进行逻辑或运算，从运算后的结果中按低位到高位顺序选取位1至位6共6个位数值；

S222、分别取位1和位2数值、位2和位3数值、位1和位3数值进行组合，将每个组合进行逻辑与运算，将3个组合的运算结果与位4~位6数值进行逻辑或运算，得到选相信息A；

S223、将位1~位3 数值分别与选相信息A进行逻辑或运算，将得到的3个运算结果按照位1~位3顺序合成得到二进制数值选相信息B；可选的，所述S23包括：

S231、判断断路器是否为非全相状态，是则执行S233，否则执行S232；

S232、判断断路器是否处于合闸后加速状态，是则执行S233，否则执行S3；

S233、将选相信息B与二进制数值“111”进行逻辑或运算，得到跳闸控制字；

可选的，所述S3包括：

S31、获取跳闸控制字，按低位到高位得到位1~位3共3个位数值；

S32、解析S31得到的3个位数值，并在跳闸延时结束后对断路器位置信号进行更新。

可选的，所述S4包括：

S41、获取短路启动时间、断路器位置、整组复归时间、断路器设置的重合闸延时和合闸操作时间；

S42、断路器控制模块根据短路启动时间进行整组复归计时；

S43、判断计时是否大于整组复归时间，是则表示本组测试结束，执行S47，否则继续计时；

S44、判断断路器是否由合位到跳位跳变，当动模测试中采用单相重合闸时判断仅有单相位置跳变，采用三相重合闸时判断三相位置跳变,是则执行S45，否则返回S43；

S45、断路器操作模块启动重合闸计时；

S46、判断重合闸计时是否大于设置的重合闸延时，是则执行S46，否则继续计时；

S47、生成断路器合闸控制字。

本申请具有如下技术效果：

通过断路器控制模块获取每组动模试验的试验信息，进行断路器控制逻辑推导，并结合断路器操作时间信息，输出断路器跳合闸控制字，驱动断路器模型生成断路器位置信号，达到断路器控制不依赖外部保护装置控制信号，准确模拟线路区内外短路下两侧断路器跳合闸情况。实现线路保护动模测试中的断路器自动控制，有利于保障线路保护动模测试准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种用于线路保护动模测试的断路器控制方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的断路器合闸控制流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例如下：本申请公开了一种用于线路保护动模测试的断路器控制方法，如图1所示，包括断路器跳闸控制与合闸控制。

S1、线路保护动模测试模型内设有与每个断路器一一对应的断路器控制模块，生成短路测试信息，向线路保护动模测试模型中填入生成短路测试信息；

具体地，需要输入短路点、短路类型、短路启动时间、短路持续时间信息，短路点和短路类型分别通过整形数值进行定义，短路启动时间、短路持续时间采用浮点数值进行定义。

上述S1中的生成短路测试信息包括：

S11，仅在预设的短路持续时间内生成短路使能信号，将短路使能信号与短路点数值进行数值相乘运算，得出短路点持续时间信息；

S12，将短路点持续时间信息进行二进制转换，从运算后的结果中按低位到高位选取位1至位N共N个位数值，将每个位数值与短路类型数值进行数值相乘运算，得到N个短路测试信息，N的取值为正整数。

在实施中，仅在短路持续时间内生成短路使能信号，生成指短路使能信号数值置“1”，不生成置“0”，将短路使能信号与短路点数值进行数值相乘运算，然后将数值进行二进制转换，按低位到高位得到10个位数值，将每个位数值与短路类型数值进行数值相乘运算，得到10个短路测试信息，例如设置短路点设置为“2”，短路类型数值为“3”，仅在短路持续期间，生成短路使能信号“1”与短路点“2”相乘，得到的短路点持续时间信息转换为二进制后为“0000000010”，只有位2数值为“1”，其余为“0”，表示将短路点指定为F2，将10个位数值按低到高顺序分别与短路类型数值 “3”相乘后，得到结果只有第2个短路测试信息为“3”，表示F2点短路测试信息为“3”，通过表1可知代表F2点AB相接地短路测试，其他短路测试信息为“0”。其他时间短路使能信号为 “0”，所有短路测试信息均为“0”；

线路动模测试模型中短路点包含F1~F10一共10个，短路类型包含AG~ABCG一共11种，如表1所示。

S2、按照断路器在线路两侧分布位置从短路测试信息中筛选出区内短路测试信息，每个断路器控制模块获取对应的区内短路测试信息，进行短路判断。

具体包含：

S21、根据线路保护动模测试模型中短路点位置，将短路测试信息分为区内短路测试信息和区外短路测试信息，令每个断路器控制模块获取对应的区内短路测试信息。例如假设F2点为线路1两侧断路器BRK1和BRK2的区内短路，F3点为BRK1和BRK2的区外短路，则BRK1和BRK2只会获取F2点短路测试信息；

S22、对区内短路测试信息进行逻辑运算得到选相信息。

其中，生成选相信息的主要方式为进行逻辑运算，具体过程如下：

S221、将每个区内短路测试信息依次二进制转换，将转换后的所有二进制数值按位进行逻辑或运算，从运算后的结果中按低位到高位顺序选取位1至位6 共6个位数值；

S223、分别取位1和位2数值、位2和位3数值、位1和位3数值进行组合，将每个组合进行逻辑与运算，将3个组合的运算结果与位4~位6数值进行逻辑或运算，得到选相信息A；

S224、将位1~位3数值分别与选相信息A进行逻辑或运算，将得到的3个运算结果按照位1~位3顺序合成得到二进制数值选相信息B；

这里生成的选相信息B用于后续步骤中实施短路判断过程中的逻辑分析使用，即S23包括：

S231、判断断路器是否为非全相状态，是则执行S233，否则执行S232；

S232、判断断路器是否处于合闸后加速状态，是则执行S233，否则执行S3；

S233、将选相信息B与二进制数值“111”进行逻辑或运算，得到跳闸控制字；

在实施中，短路测试信息按低位到高位顺序得到位1~位6共6个位数值，例如短路测试信息为“3”，进行二进制转换后，按位6~位1顺序排列分别为 “0、0、0、0、1、1”。

进行分组后，将3个组合的运算结果与位4~位6数值进行逻辑或运算，得到选相信息A，例如短路测试信息为“3”，即“000011”，进行分组为（1与1）、（1与0）、（0与1），组合运算结果为“1、0、0”，位4~位6数值均为“0”，执行S223则得到的选相信息A为“1”；

执行S224，将得到的3个运算结果按照位1~位3顺序合成得到二进制数值选相信息B，例如短路测试信息为“3”，位1~位3分别为“1、1、0、”分别与选相信息A为“1”进行或运算结果为“1、1、1”，则合成的二进制数值选相信息B为“111”。

接着，如果断路器是非全相状态，执行S233，将选相信息B与二进制数值“111”进行逻辑或运算，得到跳闸控制字，如果断路器不是非全相状态，则进一步判断断路器是否处于合闸后加速状态，如果处于合闸后加速状态将选相信息B与二进制数值“111”进行逻辑或运算，得到跳闸控制字；

例如断路器处于非全相状态或合闸后加速状态时，进行A相接地短路测试时，选相信息B为“001”，代表只进行A相跳闸，将选相信息B与“111”进行逻辑或运算，得到结果为“111”，符合实际断路器三相跳闸情况。

S3、获取跳闸控制字，并根据跳闸延时，更新断路器位置信号，具体地包含：

S31、获取跳闸控制字，按低位到高位得到位1~位3共3个位数值。例如，例如短路测试信息为“3”，则获取的跳闸控制字为“111”，进行S31转换后得到3个位数值分别为“1、1、1”；

S32、解析S31得到的3个位数值，并在跳闸延时结束后对断路器位置信号进行更新。具体地，位1、位2、位3数值分别对应断路器的A、B、C相别，数值为“1”表示进行跳闸操作，数值“0”表示不进行操作。

如图2所示，断路器合闸控制采用如下步骤：

S4、断路器控制模块从短路测试信息中获取短路启动时间、断路器位置、整组复归时间、断路器设置的重合闸延时和合闸操作时间，进行整组复归逻辑判断和断路器重合闸判断，具体包含：

S41、获取短路启动时间、断路器位置、整组复归时间、断路器设置的重合闸延时和合闸操作时间；

其中，整组复归时间为一次短路测试所需时间，设置时间大于短路持续时间，重合闸延时设置为被测线路保护装置的重合闸时间定值的1.1倍，确保断路器自动合闸能够在线路保护装置的重合闸能够动作后执行；

S42、断路器控制模块根据短路启动时间进行整组复归计时；

S43、判断计时是否大于整组复归时间，是则表示本组测试结束，执行S47，否则继续计时；

S44、判断断路器是否由合位到跳位跳变，当动模测试中采用单相重合闸时判断仅有单相位置跳变，采用三相重合闸时判断三相位置跳变,是则执行S45，否则返回S43；

S45、断路器操作模块启动重合闸计时；

S46、判断重合闸计时是否大于设置的重合闸延时，是则执行S46，否则继续计时；

S47、生成断路器合闸控制字，具体地，合闸控制字为数值“1”。

S5、断路器模型获取合闸控制字，在跳闸延时结束后，更新断路器位置信号，同时将合闸控制字清零。

具体地，合闸控制字为“1”表示进行合闸操作，则同时对断路器A、B、C同时三相进行合闸操作，合闸控制字为“0”表示不进行合闸操作。

以上显示和描述了本申请的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下，本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请范围内。本申请要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种用于线路保护动模测试的断路器控制方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、线路保护动模测试模型内设有与每个断路器一一对应的断路器控制模块，每组动模试验向线路保护动模测试模型中填入试验参数，生成短路测试信息；

S2、按照断路器在线路两侧分布位置从短路测试信息中筛选出区内短路测试信息，每个断路器控制模块获取对应的区内短路测试信息，进行短路判断；

S3、获取跳闸控制字，并根据跳闸延时，更新断路器位置信号；

S4、断路器控制模块从短路测试信息中获取短路启动时间、断路器位置、整组复归时间、断路器设置的重合闸延时和合闸操作时间，进行整组复归逻辑判断和断路器重合闸判断；

S5、断路器模型获取合闸控制字，在合闸延时结束后，更新断路器位置信号，同时将合闸控制字清零。

2.根据权利要求1所述的一种用于线路保护动模测试的断路器控制方法，其特征在于，所述试验参数包括：

短路点、短路类型、短路启动时间、短路持续时间信息；

其中，短路点、短路类型通过整形数值进行定义，短路启动时间、短路持续时间采用浮点数值进行定义。

3.根据权利要求2所述的一种用于线路保护动模测试的断路器控制方法，其特征在于，所述生成短路测试信息包括：

S11，仅在预设的短路持续时间内生成短路使能信号，将短路使能信号与短路点数值进行数值相乘运算，得出短路点持续时间信息；

S12，将短路点持续时间信息进行二进制转换，从运算后的结果中按低位到高位选取位1至位N共N个位数值，将每个位数值与短路类型数值进行数值相乘运算，得到N个短路测试信息，N的取值为正整数。

4.根据权利要求1所述的一种用于线路保护动模测试的断路器控制方法，其特征在于，所述S2包括：

S21、根据线路保护动模测试模型中短路点位置，将短路测试信息分为区内短路测试信息和区外短路测试信息，令每个断路器控制模块获取对应的区内短路测试信息；

S22、对区内短路测试信息进行逻辑运算得到选相信息；

S23、基于选相信息进行断路器跳闸判断。

5.根据权利要求4所述的一种用于线路保护动模测试的断路器控制方法，其特征在于，所述S22包括：

S221、将每个区内短路测试信息依次进行二进制转换，将转换后的所有二进制数值按位进行逻辑或运算，从运算后的结果中按低位到高位顺序选取位1至位6共6个位数值；

S222、分别取位1和位2数值、位2和位3数值、位1和位3数值进行组合，将每个组合进行逻辑与运算，将3个组合的运算结果与位4~位6数值进行逻辑或运算，得到选相信息A；

S223、将位1~位3数值分别与选相信息A进行逻辑或运算，将得到的3个运算结果按照位1~位3顺序合成得到二进制数值选相信息B。

6.根据权利要求5所述的一种用于线路保护动模测试的断路器控制方法，其特征在于，所述S23包括：

S231、判断断路器是否为非全相状态，是则执行S233，否则执行S232；

S232、判断断路器是否处于合闸后加速状态，是则执行S233，否则执行S3；

S233、将选相信息B与二进制数值“111”进行逻辑或运算，得到跳闸控制字。

7.根据权利要求1所述的一种用于线路保护动模测试的断路器控制方法，其特征在于，所述S3包括：

S31、获取跳闸控制字，将跳闸控制字按低位到高位得到位1~位3共3个位数值；

S32、解析S31得到的3个位数值，并在跳闸延时结束后对断路器位置信号进行更新。

8.根据权利要求1所述的一种用于线路保护动模测试的断路器控制方法，其特征在于，所述S4包括：

S41、获取短路启动时间、断路器位置、整组复归时间、断路器设置的重合闸延时和合闸操作时间；

S42、断路器控制模块根据短路启动时间进行整组复归计时；

S43、判断计时是否大于整组复归时间，是则表示本组测试结束，执行S47，否则继续计时；

S44、判断断路器是否由合位到跳位跳变，当动模测试中采用单相重合闸时判断仅有单相位置跳变，采用三相重合闸时判断三相位置跳变,是则执行S45，否则返回S43；

S45、断路器操作模块启动重合闸计时；

S46、判断重合闸计时是否大于设置的重合闸延时，是则执行S46，否则继续计时；

S47、生成断路器合闸控制字。

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