[發明專利]智能變電站小電流接地選線裝置的網絡測試儀及方法

在審

• 申請號: 201410775411.8
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN105785149A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 安軍;楊晶晶;欒國平;王濤;戴武昌;張濤;呂學賓;彭永磊;張凡
• 申請（專利權）人: 東北電力大學;國家電網公司;國網山東省電力公司濰坊供電公司;濟南置真電氣有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及智能變電站二次系統在線監測技術領域，提供了一種智能變電站小電流接地選線裝置的網絡測試儀及方法。

背景技術

目前基于IEC-61850標準的智能變電站技術已經逐漸成熟并有迅速替代傳統變電站自動化技術的趨勢，已經從500kV、220kV逐漸向110kV、35kV推進。單相接地故障是配電網中發生概率最高的故障類型，及時準確地選出故障線路對提高智能變電站的供電可靠性具有重要意義。對于電壓等級110kV及以下智能變電站來講，小電流接地選線裝置是智能變電站二次設備的重要組成部分，目前也有眾多相應的解決方案。

常規變電站的小電流接地故障選線實現方案是所有線路的零序電流和母線的零序電壓通過二次電纜接入選線裝置，選線裝置進行數據采集，然后主CPU進行數據存貯及分析計算，選線結果上報綜自后臺或者調度中心。在智能變電站中二次系統的結構是IEC61850體系下的“三層兩網”結構，智能變電站大量采用光纜代替電纜。IEC61850-9-2標準實現了數字信號網絡化通信方式，各個間隔的合并單元得到電子式互感器采集到的電壓電流信號，轉換成數字信號后，通過光纖傳送到交換機上，二次設備通過交換機獲取數據并進行處理。對于小電流接地選線裝置來說，選線裝置只需具備一個光纖接口或者網口就可以獲取數據，并將分析處理后的選線結果通過另外一個光纖接口或者網口連接站控層網，并上報至綜自。

傳統變電站對于小電流接地選線裝置的現場測試一般采用繼電保護測試儀的方式。小電流接地選線裝置接入繼電保護測試儀輸入的多路電壓電流信號進行數據采集分析判斷輸出結果。通過對結果比對，驗證小電流接地選線裝置的功能。但是對于智能變電站，傳統的繼電保護測試儀無法輸出符合IEC61850標準的數字信息，因此無法完成測試功能。

專利號201410158432.5一種智能變電站的全站智能終端模擬裝置及其使用方法，描述了通過模擬智能終端實現對開關設備進行測試的方法，但沒有提及對間隔層二次設備的測試方法。

專利號201410004726.2一種對基于IEC61850標準的繼電保護裝置自動測試方法，描述了通過導入SCD文件增強站控層客戶端功能，自動模擬生成數字信號發給繼電保護裝置并自動測試的方法，但是沒有提及通過過程層網絡在線獲取SV采樣值的方法。

發明內容

本發明提供的智能變電站小電流接地選線裝置的網絡測試儀及方法，解決現有技術無法對智能變電站小電流接地選線裝置的進行在線功能測試問題。

本發明采用以下技術方案：

智能變電站小電流接地選線裝置的網絡測試儀，包括配電網單相接地故障模擬模塊、數據采集模塊、嵌入式系統主板處理模塊、人機交互模塊和通訊端口模塊；所述配電網單相接地故障模擬模塊一端與數據采集模塊連接，另一端與嵌入式系統主板處理模塊連接；所述數據采集模塊一端與配電網單相接地故障模擬模塊連接，另一端與嵌入式系統主板處理模塊連接；所述嵌入式系統主板處理模塊分別與配電網單相接地故障模擬模塊、數據采集模塊連接、人機交互模塊和通訊端口模塊連接。所述通訊端口模塊有2組網絡接口，一組通過網線與過程層網的交換機連接，另外一組通過網線與站控層網的交換機連接。

如上所述，配電網單相接地故障模擬模塊，其特征在于，由模擬零序網絡電路和模擬零序電源控制回路組成，其中模擬零序網絡電路由多路“Π”型等值線路模型首端連接組成，線路通過電流互感器二次側輸出接入數據采集模塊；模擬零序電源控制回路與嵌入式主板處理模塊連接。

如上所述，嵌入式系統主板處理模塊，其特征在于，嵌入式主板硬件架構由MCU模塊、DSP模塊和FPGA模塊組成。其中MCU模塊為核心控制單元，控制人機交互模塊、配電網單相接地模擬模塊和通訊端口模塊；DSP模塊為數據處理單元，接收處理數據采集模塊的信號；FPGA模塊進行報文處理。

如上所述，人機交互模塊，其特征在于，可以設置故障線路、故障時間間隔、故障類型。

如上所述，嵌入式主板處理模塊，其特征在于，MCU模塊將人機交互模塊的指令文件與獲取的選線結果比較，顯示檢測結果。

智能變電站小電流接地選線裝置的網絡測試方法具體包括以下步驟：

步驟一，根據現場情況配置網絡測試儀與系統的連接關系；

步驟二，設置故障線路、故障時間、故障類型；

步驟三，配置嵌入式系統主板處理模塊的規則文件；

步驟四，配置通訊端口模塊的端口；