[發明專利]一種變電站操作回路監測與故障分析方法

在審

• 申請號: 202111065737.8
• 申請日: 2021-09-10
• 公開（公告）號: CN113777531A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 盛遠;王晨麟;王恒;梁智;厲娜;趙正;梅海;高揚;劉璇;朱春莉
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司徐州供電分公司
• 主分類號: G01R31/54
• 分類號: G01R31/54;G01R31/52
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所 32220
• 代理人: 董開龍

本發明公開了一種變電站操作回路監測與故障分析方法，應用于實現變電站內繼電保護裝置操作回路的實時監測與故障區域、故障類型智能判斷，將整個操作回路分割成若干部分，并選取各部分重要接點電壓作為實時監測信號，通過比較正常運行及故障不同狀況時各部分兩端電壓實時監測數據后自動判斷各部分接點是否正常動作、操作回路是否完整。通過對本發明技術方案的應用，繼電保護專業工作人員根據裝置實時監測數據及告警狀態判斷操作回路運行工況，同時裝置給出的操作回路故障區域、故障類型邏輯判斷結果，能夠幫助檢修人員快速定位故障位置，大大提高了操作回路控制回路斷線缺陷處理效率，降低了停電時長，具有一定推廣應用價值。

技術領域

本發明涉及變電站領域，具體涉及一種變電站操作回路監測與故障分析方法。

背景技術

操作回路由保護動作接點、繼電器以及連接接點與繼電器的電纜組成。操作回路完整性很大程度上由各種接點是否動作、控制電纜有無損壞決定。當電網設備如輸電線路、變壓器等發生短路故障時，繼電保護裝置采集短路電流并經邏輯判斷后即出口跳閘。操作回路存在斷線情況時，保護裝置雖然動作仍無法跳開斷路器隔離故障。因此，繼電保護裝置對操作回路完整性具有很大的依賴性，應保證操作回路實時完整性。為此，繼電保護裝置設置了專門的“控制回路斷線”信號實時監測操作回路的完整性。但該監測回路只能監測整個回路，無法分析具體是哪一段或某一部分回路狀況，無法實現故障定位。

若能探索研究新技術與新方法，開發實時監測操作回路各部分運行情況的裝置，從而自動智能判斷接點是否正確閉合、跳合閘回路是否完整、跳合閘電壓是否正常、回路是否有接地等狀態，這對于配合二次設備狀態檢修、保證操作回路正常狀態、確保電力系統安全穩定運行具有重要意義。

發明內容

根據現有技術的不足，本發明公開了一種變電站操作回路監測與故障分析方法，能夠實時監測操作回路運行工況，且當操作回路出現故障時能夠給出故障區域及故障類型，從而為提高檢修工作質量與效率、降低電網設備停電時間提供決策支撐。

本發明按以下技術方案實現：

一種變電站操作回路監測與故障分析方法，應用于實現變電站內繼電保護裝置操作回路的實時監測與故障區域、故障類型智能判斷，將整個操作回路分割成若干部分，并選取各部分重要接點電壓作為實時監測信號，通過比較正常運行及故障不同狀況時各部分兩端電壓實時監測數據后自動判斷各部分接點是否正常動作、操作回路是否完整。

具體的方案：通過選取三個監測點將整個操作回路分成三個區域和一個保護動作接點；其中，區域1為操作正電源到監測裝置之間，區域2為監測裝置出口到操作箱出口之間，區域3為操作箱出口至操作負電源之間；監測裝置采集監測點電壓并進行邏輯判斷，從而給出不同故障區域及故障類型結果，實現對操作回路的實時監測與故障狀態告警。

具體的方案：所述監測裝置主要由電壓采集單元、處理器、電壓變送器、電源模塊組成；其中，所述電壓變送器與監測點電壓相連，用于將高壓轉換成低壓，所述處理器通過電壓采集單元與電壓變送器相連，電壓采集單元將電壓變速器輸入的模擬信號轉換成數字信號傳遞給處理器。

優選的方案：所述電壓變送器選用WS1521直流傳感器進行操作回路電壓的轉換，將0-300V的直流電壓轉換成直流0-5V電壓。

優選的方案：所述處理器采用Arduino控制板，Arduino控制板具有14個數字引腳，6個模擬輸入引腳，監測點電壓通過電壓變換器后轉化為0-5V之間、電流不大于40mA且可供Arduino輸入的小電壓；Arduino控制板取兩個數字引腳分別采樣開關位置和保護合閘命令，另取8個引腳作為8種狀態點亮LED燈，對應8種故障狀態。

具體的方案：監測裝置將所有故障狀態分為8種情況，即：正常狀態、正接地、負接地、區域1故障、區域2故障、區域3故障、保護動作接點異常以及多種情況下的復雜故障。

具體的方案：監測裝置按如下規則進行電壓變換：