基于微机继电保护装置的故障重演方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于微机继电保护装置的故障重演方法，涉及机电故障重演技术领域；所要解决的是故障重演中成本高、不安全、受软、硬件平台限制的技术问题；该方法的步骤包括：１）满足故障录波功能的要求：２）在继电保护装置的液晶界面上增加启动故障重演的人机界面；３）采样切换技术，包括重演初始化过程、重演进行过程、重演恢复过程；４）稳态信号延拓和信号拼接技术；５）装置能够以串口或以太网通讯的方式，接受外来的录波数据来进行故障重演。本发明专利技术具有低成本的，能反复进行多次重演的，操作简单、安全的，能重演复杂故障的，不受软、硬件平台限制的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机电故障重演技术，特别是涉及一种基于微机继电保护装置的故障重演方法的技术。
技术介绍
电力系统中发生的故障都具有一过性，即不存在2次完全相同的故障，也不可能 利用现有的技术手段百分之百的重现一次故障。虽然随着现代数字仿真技术的进步，利用 高精度的数字录波设备和继电保护试验仪，可以将故障时的模拟量(主要指电压互感器的 二次侧电压和电流互感器的二次侧电流)和数字量(主要指断路器的分合状态)还原，并 以此来检验继电保护装置的动作过程是否正确，但这种方法存在以下局限性 首先，安装继电保护装置的现场必须安装高精度的数字录波设备，这对于35KV及 以下的电力系统中往往是难以做到的。而且要在故障现场重现故障还必须提供具有波形回 放功能的继电保护试验仪，这对于处在偏远地区的供电站来说，需要花费不小的人力、物力 和时间。 其次，电力系统的一次故障，往往会引起继电保护装置一系列的连续动作。例如，输电线路的一次永久性的短路故障，继电保护装置会因为过电流而跳闸，然后重合闸动作，由于是永久性的短路故障，重合闸后又会有短路电流产生，因此继电保护装置的后加速保护动作并跳闸，接着二次重合闸动作，然后再跳闸，整个过程需要持续几秒到几十秒。但是，数字录波设备基于成本考虑， 一般都不具备大容量的高速存储器，这就意味着其录波时间不可能很长，最多只能维持几秒钟的时间，因此数字录波设备无法完整记录一次复杂的故障过程。 再次，采用数字录波设备和继电保护试验仪的方式进行故障重演，实际的故障信 号是经过数字录波设备的采样和继电保护试验仪的信号放大，然后再进入继电保护装置 的，与故障信号直接进入继电保护装置相比多了 2个环节，因此不可避免的会引起信号失 真。也就是说，采用这种方式进行故障重演，其还原出来的故障信号与继电保护装置采集的 实际故障信号相比，是不可能百分之百的相同的。这样当故障信号处于保护动作范围的边 界时，如果继电保护装置的动作行为与预设的行为不一致时，就无法确定是继电保护装置 的信号采集系统的原因，还是装置的保护动作逻辑的原因。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种低成本 的，能反复进行多次重演的，操作简单、安全的，能重演复杂故障的，不受软、硬件平台限制 的。 为了解决上述技术问题，本专利技术所提供的一种基于微机继电保护装置的故障重演 方法，其特征在于，方法的步骤包括 1)满足故障录波功能的要求 A)使故障录波的数据格式符合IEC 60255-24 :2001的标准； B)只需记录故障前和故障后的几个周波(电力系统的电压、电流信号都呈周期性变化，通常我们称一个周期的波形为一个周波)即可； C)除了记录故障信号外，还要记录继电保护装置在故障录波启动的瞬间的运行状 态，包括重要的数据指针、保护逻辑元件的变量值等； 2)在继电保护装置的液晶界面上增加启动故障重演的人机界面，其作用主要是选择需要重演的故障和进行必要的设置。 3)采样切换技术，包括以下三部分组成 A)重演初始化过程，由重演模式取代正常运行模式，包括由重演模式控制数据采 集中断，设置采样周期，记录装置当前的运行状态，将装置的运行状态还原成故障录波启动 瞬间的状态； B)重演进行过程，以指定的故障录波数据代替装置正常运行时采集的数据来进行 继电保护逻辑判断。 C)重演恢复过程，重演结束后，从重演状态恢复到正常运行状态，包括采样数据缓 冲区的恢复，采样周期的恢复，装置运行状态的恢复； 4)稳态信号延拓和信号拼接技术在整个重演过程中，将多段不连续的录波数据 拼接成一次完整地故障数据； 5)装置能够以串口或以太网通讯的方式，接受外来的符合IEC 60255-24 :2001标准的录波数据来进行故障重演。 进一步的，在所述的步骤l)B)中，启动录波的条件要求灵敏和多样化；利用电压、 电流的突变量来启动录波以实现录波的灵敏性；当电力系统的断路器或刀闸的分合状态发 生改变时，启动录波，以实现录波的多样化。 进一步的，在所述的步骤2)中，能在液晶界面上设置在故障重演时禁止或允许继 电保护装置操作断路器。 进一步的，在所述的步骤3)B)中，在进行故障重演过程中，使用软件调试器，以在 重演的任意时刻设置断点，获取该断面的继电保护逻辑判断的结果，以检验继电保护逻辑 是否正确。 进一步的，在所述的步骤4)中，信号拼接技术是由于录波数据的每个数据采集 点都带有时标，因此当将稳态信号延拓至下一段录波数据的起点时刻时，自动调入下一段 录波数据。 进一步的，在所述的步骤4)中，稳态信号延拓技术只要将最后一个周波的数据 反复重演就能维持故障后稳态。本专利技术提供的的有益效果 1)无需增加额外的设备，利用继电保护装置自身就能实现故障重演功能； 2)对于历时较长的复杂故障也能进行故障重演； 3)由于用于故障重演的录波数据就是装置自己采集的，因此对于一次故障可以反 复进行多次重演，而且每次重演使用的故障数据都与实际故障时继电保护装置采集到的故 障数据百分之百的相同； 4)操作简单、安全，在继电保护装置的液晶界面上就能完成； 5)该方法使用所有具有故障录波功能的微机型继电保护装置，对软、硬件的要求 低，不受软、硬件平台的限制。具体实施例方式以下对本专利技术的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本专利技术，凡 是采用本专利技术的相似方法及其相似变化，均应列入本专利技术的保护范围。 本专利技术实施例所提供的一种，其特点是故 障重演方法的步骤包括 1)进行故障重演的前提是必须就有故障录波的功能，这对于现在的微机型继电 保护来说基本上都具备，但是为了能够尽可能地还原故障发生时刻继电保护装置的运行状 态，要求的故障录波功能必须满足以下要求 A)故障录波的数据格式应符合IEC 60255-24 :2001的标准，该标准是国际上为故 障录波设置的统一标准，符合该标准不仅有利于数据的通用性，更重要的是，它规定每个数 据采集点都应带有时标，这为下面将要提到的波形拼接提供了前提。 B)由于装置内部的存储空间有限，所以每段录波的时间不需要太长，只需记录故 障前和故障后的几个周波(电力系统的电压、电流信号都呈周期性变化，通常我们称一个 周期的波形为一个周波)即可，但是要求启动录波的条件要灵敏和多样化，确保电力系统 每一次的状态变化都能记录下有效波形。为解决灵敏性问题，利用电压、电流的突变量来启 动录波；而录波条件的多样化是指即使没有故障，当电力系统的断路器或刀闸的分合状态 发生改变时，也要启动录波，这样就能保证类似重合闸成功之类的动作，都能有波形记录。 C)为了能够尽可能地还原故障发生时刻继电保护装置的运行状态，除了记录故障 信号外，还要记录继电保护装置在故障录波启动的瞬间的运行状态，包括重要的数据指针、 保护逻辑元件的变量值等。 2)在继电保护装置的液晶界面上增加启动故障重演的人机界面，其作用主要是 选择需要重演的故障和进行必要的设置。例如，可在液晶界面上设置在故障重演时是否禁 止继电保护装置操作断路器，其目的是一般情况下，出于安全性考虑，禁止正在故障重演 的继电保护装置操作断路器；但是当试验现场缺少继电保护试验仪，又要试验在故障情况 下断路器的传动机构是否正常，这时可以利用正在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于微机继电保护装置的故障重演方法，其特征在于，方法的步骤包括：１）满足故障录波功能的要求：Ａ）使故障录波的数据格式符合ＩＥＣ６０２５５－２４：２００１的标准；Ｂ）只需记录故障前和故障后的几个周波（电力系统的电压、电流信号都呈周期性变化，通常我们称一个周期的波形为一个周波）即可；Ｃ）除了记录故障信号外，还要记录继电保护装置在故障录波启动的瞬间的运行状态，包括重要的数据指针、保护逻辑元件的变量值等；２）在继电保护装置的液晶界面上增加启动故障重演的人机界面，其作用主要是选择需要重演的故障和进行必要的设置；３）采样切换技术，包括以下三部分组成：Ａ）重演初始化过程，由重演模式取代正常运行模式，包括由重演模式控制数据采集中断，设置采样周期，记录装置当前的运行状态，将装置的运行状态还原成故障录波启动瞬间的状态；Ｂ）重演进行过程，以指定的故障录波数据代替装置正常运行时采集的数据来进行继电保护逻辑判断；Ｃ）重演恢复过程，重演结束后，从重演状态恢复到正常运行状态，包括采样数据缓冲区的恢复，采样周期的恢复，装置运行状态的恢复；４）稳态信号延拓和信号拼接技术：在整个重演过程中，将多段不连续的录波数据拼接成一次完整地故障数据；５）装置能够以串口或以太网通讯的方式，接受外来的符合ＩＥＣ６０２５５－２４：２００１标准的录波数据来进行故障重演。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱一峰，
申请(专利权)人：上海申瑞电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]