專利名稱：智能化變電站容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)集成化調(diào)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能化變電站領(lǐng)域，尤其是涉及一種智能化變電站容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)集成化調(diào)試裝置。
背景技術(shù)：
智能化變電站是智能電網(wǎng)的重要組成部分，是以數(shù)字化變電站為依托，通過采用先進的傳感、信息、通信、控制、人工智能等技術(shù)，建立全站所有信息采集、傳輸、分析、處理的數(shù)字化統(tǒng)一應(yīng)用平臺。而設(shè)備狀態(tài)的在線監(jiān)測與診斷，作為智能化變電站的重要環(huán)節(jié)，目前仍存在不少故障或誤報、漏報現(xiàn)象，使得在線監(jiān)測系統(tǒng)并未全部被人們所接受。歸納其中的原因，一是在線監(jiān)測系統(tǒng)不能準確反映設(shè)備狀態(tài)，即數(shù)據(jù)采集準確度不夠；二是在線監(jiān)測設(shè)備自身的穩(wěn)定性問題。這兩個方面的問題，都應(yīng)當在在線監(jiān)測設(shè)備投入運行之前的交接試驗中得到發(fā)現(xiàn)和解決。智能化變電站中的容性設(shè)備，主要是指套管、避雷器、電容器等。由于其在結(jié)構(gòu)和電氣特性上有許多共同點，所 以在監(jiān)測量和監(jiān)測方法上也有許多相通之處，這也為建立集成化的容性設(shè)備統(tǒng)一在線監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)試平臺提供了可能。開展集成化的在線監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)試平臺的研究，有助于在線監(jiān)測系統(tǒng)投運前的交接試驗順利進行。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常在在線監(jiān)測設(shè)備安裝前僅僅由廠家進行針對單個獨立監(jiān)測設(shè)備和單元的準確度校驗或通信功能的測試(單體調(diào)試)，且由于監(jiān)測設(shè)備的生產(chǎn)廠商魚龍混雜，難以形成統(tǒng)一、常態(tài)化的調(diào)試方案。例如在進行容性設(shè)備tan S值在線監(jiān)測有效性的核查方面，國內(nèi)尚未見相關(guān)標準和規(guī)定。通常的做法是在容性設(shè)備末屏接地線上串接電阻，改變的大小，觀察在線監(jiān)測系統(tǒng)能否準確反映串接后tan S的變化。但是這種方法的危險性在于，若末屏接地線意外斷開，端口間的高壓將嚴重威脅操作人員的人身安全，或是造成設(shè)備損壞。因此，選取監(jiān)測特征量進行標準源搭建，能夠?qū)υ诰€監(jiān)測設(shè)備進行“離線”的準確度測試，既方便調(diào)節(jié)不同的特征量輸出，又能保證測試人員的人身安全，還減少了設(shè)備損壞的風(fēng)險。對于智能化變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)整體的調(diào)試方案，目前也未見有相關(guān)技術(shù)規(guī)范出臺。在線監(jiān)測系統(tǒng)的安裝前調(diào)試與安裝后變電站內(nèi)運行和維護工作密切相關(guān)，所以開發(fā)集成化的變電站容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)試平臺是十分迫切和必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種調(diào)試集成化規(guī)范化、調(diào)試過程直觀簡便的智能化變電站容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)集成化調(diào)試裝置。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種智能化變電站容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)集成化調(diào)試裝置，用于連接待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)，該調(diào)試裝置包括標準源模擬發(fā)生器、標準測試儀、通信信號處理器和數(shù)據(jù)采集與處理模塊，所述的標準源模擬發(fā)生器分別連接待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)和標準測試儀，所述的待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)和標準測試儀均與數(shù)據(jù)采集與處理模塊連接，所述的通信信號處理器分別連接待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理模塊；標準源模擬發(fā)生器模擬容性設(shè)備同時向待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)和標準測試儀輸出標準化物理量，待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)和標準測試儀分別給出相應(yīng)監(jiān)測數(shù)據(jù)并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集與處理模塊，數(shù)據(jù)采集與處理模塊比較標準測試儀輸出的標準量值和待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)輸出的量值，并接收通信信號處理器傳送的通信調(diào)試結(jié)果，輸出最終的調(diào)試報告。所述的標準源模擬發(fā)生器輸出的物理量包括絕緣材料介質(zhì)損耗因數(shù)、泄漏電流、阻性電流和局部放電量。所述的數(shù)據(jù)采集與處理模塊包括自動化數(shù)據(jù)采集器、中心處理器、存儲器和顯示器，所述的中心處理器分別連接自動化數(shù)據(jù)采集器、存儲器、顯示器和通信信號處理器；自動化數(shù)據(jù)采集器采集待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)和標準測試儀的監(jiān)測數(shù)據(jù)并傳輸給中心處理器，中心處理器對其進行比對輸出計算誤差，中心處理器同時接收通信信號處理器傳送的通信調(diào)試結(jié)果， 并將其與存儲器中存儲的標準通信功能指標進行比較，最終輸出調(diào)試報告，并顯示在顯示器的人機界面中。所述的通信信號處理器上設(shè)有多個用于讀取待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入接口。所述的通信信號處理器為集成有通信模擬軟件的處理器。所述的通信信號處理器對待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸速率整定檢測和數(shù)據(jù)傳送功能檢測。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:1、充分利用了統(tǒng)一集成化調(diào)試平臺的特點，實現(xiàn)了調(diào)試的規(guī)范化，可免除安裝前廠家的現(xiàn)場調(diào)試，節(jié)省人力物力；2、嚴格根據(jù)電網(wǎng)公司的相關(guān)導(dǎo)則規(guī)范，能夠自動出具調(diào)試報告，包括對監(jiān)測準確度的評價以及通信功能的測試結(jié)果，為現(xiàn)場安裝與校核提供指導(dǎo)；3、擁有良好的人機界面，調(diào)試過程直觀、簡便，可操作性強。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集與處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明通信信號處理器的連接示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。如圖1所示，一種智能化變電站容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)集成化調(diào)試裝置，用于連接待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)I，該調(diào)試裝置包括標準源模擬發(fā)生器2、標準測試儀3、通信信號處理器4和數(shù)據(jù)采集與處理模塊5，所述的標準源模擬發(fā)生器2分別連接待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)I和標準測試儀3，所述的待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)I和標準測試儀均3與數(shù)據(jù)采集與處理模塊5連接，所述的通信信號處理器4分別連接待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)I和數(shù)據(jù)采集與處理模塊5。標準源模擬發(fā)生器2模擬容性設(shè)備同時向待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)I和標準測試儀3輸出標準化物理量，待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)I和標準測試儀3分別給出相應(yīng)監(jiān)測數(shù)據(jù)并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集與處理模塊5，數(shù)據(jù)采集與處理模塊5比較標準測試儀輸出的標準量值和待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)輸出的量值，并接收通信信號處理器4傳送的通信調(diào)試結(jié)果，給出評價，輸出最終的調(diào)試報告。如圖2所示，所述的數(shù)據(jù)采集與處理模塊5包括自動化數(shù)據(jù)采集器51、中心處理器52、存儲器53和顯示器54，所述的中心處理器52分別連接自動化數(shù)據(jù)采集器51、存儲器53、顯示器54和通信信號處理器4。自動化數(shù)據(jù)采集器51采集待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)I和標準測試儀3的監(jiān)測數(shù)據(jù)并傳輸給中心處理器52，中心處理器52對其進行比對輸出計算誤差，中心處理器52同時接收通信信號處理器4傳送的通信調(diào)試結(jié)果，并將其與存儲器53中存儲的標準通信功能指標進行比較，，給出評價最終輸出調(diào)試報告，并顯示在顯示器54的人機界面中。所述的標準源模擬發(fā)生器以具有代表性的、能夠反映真實絕緣狀況的參量作為監(jiān)測量，在容性設(shè)備范圍內(nèi)，包括絕緣材料介質(zhì)損耗因數(shù)、泄漏電流、阻性電流和局部放電量。標準源模擬發(fā)生器模擬實際容性設(shè)備對于這些物理量的輸出，以進行容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的測量準確度校驗。數(shù)據(jù)采集與處理模塊將被調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)返回的監(jiān)測量值進行采集整理，并與之前所設(shè)定的標準源模塊所輸出的標準被測量值進行比較，計算出誤差、準確度、多次測量的方差等統(tǒng)計數(shù)據(jù)并儲存，形成標準化調(diào)試報告中的準確度校核部分。另外，通信調(diào)試模塊返回的通信調(diào)試結(jié)果也將匯集到該模塊，與事先整定的通信功能指標進行比較并給出評價，形成調(diào)試報告中的通信功能校核部分。所述的通信信號處理器4上設(shè)有多個用于讀取待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入接口，集成有通信模擬軟件的處理器，按照現(xiàn)場配置方案與待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)相結(jié)合，以模擬實際智能化變電站的情況。運行上位機通信軟件的計算機與待調(diào)試的監(jiān)測系統(tǒng)的智能組件柜內(nèi)的IED(Intelligent Electronic Device,智能電子設(shè)備)通過通信網(wǎng)絡(luò)連接。網(wǎng)絡(luò)搭建完成后，對RS485接口的通信功能、監(jiān)測IED與站控層網(wǎng)絡(luò)之間的通信功能進行測試,主要包括數(shù)據(jù)傳輸速率整定檢測及數(shù)據(jù)傳送功能檢測。對于完整的容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)而言，通過上述集成化調(diào)試裝置可以完成以下三個方面的驗證工作:(1)單體調(diào)試。對于單獨的一個在線監(jiān)測設(shè)備的監(jiān)測準確性進行調(diào)試，驗證其產(chǎn)品裝配質(zhì)量、功能完備性、裝置運行穩(wěn)定性及測量結(jié)果的準確度。同時驗證設(shè)備硬件性能、通信性能、數(shù)據(jù)傳輸實時性、通信協(xié)議兼容性、電磁兼容性、溫濕度適應(yīng)性及穩(wěn)定性是否滿足設(shè)備技術(shù)規(guī)范要求。(2)分系統(tǒng)調(diào)試。驗證分系統(tǒng)通信功能、穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)采集、預(yù)警及軟件功能等。(3)系統(tǒng)調(diào)試。驗證在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集同步性、過程層網(wǎng)絡(luò)性能、站控層網(wǎng)絡(luò)性能、數(shù)據(jù)傳輸量、數(shù)據(jù)傳輸速度、數(shù)據(jù)一致性、規(guī)約一致性、高級應(yīng)用功能及軟件系統(tǒng)呈現(xiàn)功能。
以電容型設(shè)備/金屬氧化物避雷器絕緣在線監(jiān)測裝置作為待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)為例說明上述集成化調(diào)試裝置的工作原理。將待測的電容型設(shè)備/金屬氧化物避雷器絕緣在線監(jiān)測裝置與標準源模擬發(fā)生器(狀態(tài)參量標準模擬發(fā)生裝置)連接，將標準測試儀(高精度介損電容量/全電流測試裝置)接于同一個標準源模擬發(fā)生器，同時測得在多個測量點的介質(zhì)損耗因數(shù)、電容量、全電流值及阻性電流。將兩者在各測量點的測量值一一比較，以標準測試儀檢測數(shù)據(jù)為基準，計算測量誤差，電容型設(shè)備絕緣在線監(jiān)測裝置的測量誤差需符合國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準Q/GDW537-2010《電容型設(shè)備及金屬氧化物避雷器絕緣在線監(jiān)測裝置技術(shù)規(guī)范》中§4.4.1所規(guī)定的測量誤差要求，金屬氧化物避雷器絕緣在線監(jiān)測裝置的測量誤差需符合§4.4.2中測量誤差要求。測量誤差計算公式如下:測量誤差=在線監(jiān)測裝置測量值-標準測試儀測量值在被監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)下，由程序控制自動對被調(diào)試裝置進行72h連續(xù)通電試驗，并進行測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定性檢查，數(shù)據(jù)記錄時間間隔不大于2h，或不少于12次/24h，平臺自動檢測并記錄72h期間監(jiān)測裝置是否工作正常。在通電試驗過程中同時進行在線監(jiān)測裝置測量結(jié)果準確性和重復(fù)性測試。電容型設(shè)備絕緣在線監(jiān)測裝置各測量點的選取:在全電流的測量范圍內(nèi)選取包括最低檢測限值、最高檢測限值以及其它4個測量點在內(nèi)的，共6個測量點。在每個測量點下對全電流、介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量進行誤差測量。金屬氧化物避雷器絕緣在線監(jiān)測裝置各測量點的選取:選取包括在線監(jiān)測裝置最小可測量電流值、最大可測量電流值以及其他4個電流值在內(nèi)的，共計6個不同的電流值。在每個測量點下對全電流及阻性電流進行誤差測量。通信信號處理器4用于針對智能組件柜內(nèi)的IED單元以及模擬上位機進行與IED連接網(wǎng)絡(luò)的通信功能測試。(I)對智能組 件柜中的IED進行72h連續(xù)通電試驗，以驗證設(shè)備的通信可靠性。另外進行模型對點，對IED配置文件中所包含I⑶(IED功能配置文件)、S⑶(變電站配置文件)及CID (由S⑶配置生成)三類文件測試。在測試中，校核裝置廠家提供的I⑶文件與裝置實際能力是否一致，同時驗證裝置配置與S⑶文件是否一致。(2)模擬監(jiān)測單元上位機進行各物理量監(jiān)測單元與上位機之間數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)功能測試。采用集成的DL/T860通信模擬軟件對在線監(jiān)測系統(tǒng)進行通信檢測。分別進行數(shù)據(jù)傳輸量、數(shù)據(jù)召喚頻度、數(shù)據(jù)一致性、數(shù)據(jù)傳輸延遲、初始化過程檢測、實時數(shù)據(jù)傳輸速率整定檢測、狀態(tài)字正確性檢測、否定性檢測、數(shù)據(jù)傳送功能檢測。通過模擬站內(nèi)最大數(shù)據(jù)量和最高數(shù)據(jù)召喚頻度下進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏y試。如圖3所示為通信信號處理器對智能組件柜內(nèi)的IED單元進行檢驗的連接示意圖，其中，待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)包括泄漏電流監(jiān)測裝置、局部放電監(jiān)測裝置、介質(zhì)損耗監(jiān)測裝置等，可完成以下功能的情況: 實現(xiàn)遠方修改定值及有關(guān)參數(shù)； 上位機通信軟件通過遠方修改定值，要求被檢裝置能按照其說明書中規(guī)定的不同速率傳輸數(shù)據(jù)報文。 裝置能響應(yīng)上位機召喚傳送記錄數(shù)據(jù)； 斷開裝置的通信網(wǎng)絡(luò)連接，能正確報出通信中斷。
根據(jù)上述指標進行多次模擬測試后，集成式調(diào)試裝置記錄在測試過程中數(shù)據(jù)傳輸錯誤以及出現(xiàn)數(shù)據(jù)中斷的情況，將結(jié)果發(fā)送給數(shù)據(jù)采集與處理模塊，給出評價并儲存，形成調(diào)試報告中的 通信功能測試部分。
權(quán)利要求
1.一種智能化變電站容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)集成化調(diào)試裝置，用于連接待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該調(diào)試裝置包括標準源模擬發(fā)生器、標準測試儀、通信信號處理器和數(shù)據(jù)采集與處理模塊，所述的標準源模擬發(fā)生器分別連接待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)和標準測試儀，所述的待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)和標準測試儀均與數(shù)據(jù)采集與處理模塊連接，所述的通信信號處理器分別連接待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理模塊； 標準源模擬發(fā)生器模擬容性設(shè)備同時向待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)和標準測試儀輸出標準化物理量，待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)和標準測試儀分別給出相應(yīng)監(jiān)測數(shù)據(jù)并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集與處理模塊，數(shù)據(jù)采集與處理模塊比較標準測試儀輸出的標準量值和待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)輸出的量值，并接收通信信號處理器傳送的通信調(diào)試結(jié)果，輸出最終的調(diào)試報告。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能化變電站容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)集成化調(diào)試裝置，其特征在于，所述的標準源模擬發(fā)生器輸出的物理量包括絕緣材料介質(zhì)損耗因數(shù)、泄漏電流、阻性電流和局部放電量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能化變電站容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)集成化調(diào)試裝置，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采 集與處理模塊包括自動化數(shù)據(jù)采集器、中心處理器、存儲器和顯示器，所述的中心處理器分別連接自動化數(shù)據(jù)采集器、存儲器、顯示器和通信信號處理器； 自動化數(shù)據(jù)采集器采集待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)和標準測試儀的監(jiān)測數(shù)據(jù)并傳輸給中心處理器，中心處理器對其進行比對輸出計算誤差，中心處理器同時接收通信信號處理器傳送的通信調(diào)試結(jié)果，并將其與存儲器中存儲的標準通信功能指標進行比較，最終輸出調(diào)試報告，并顯示在顯示器的人機界面中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能化變電站容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)集成化調(diào)試裝置，其特征在于，所述的通信信號處理器上設(shè)有多個用于讀取待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能化變電站容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)集成化調(diào)試裝置，其特征在于，所述的通信信號處理器為集成有通信模擬軟件的處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能化變電站容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)集成化調(diào)試裝置，其特征在于，所述的通信信號處理器對待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸速率整定檢測和數(shù)據(jù)傳送功能檢測。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能化變電站容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)集成化調(diào)試裝置，用于連接待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該調(diào)試裝置包括標準源模擬發(fā)生器、標準測試儀、通信信號處理器和數(shù)據(jù)采集與處理模塊，所述的標準源模擬發(fā)生器分別連接待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)和標準測試儀，所述的待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)和標準測試儀均與數(shù)據(jù)采集與處理模塊連接，所述的通信信號處理器分別連接待調(diào)試在線監(jiān)測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有調(diào)試集成化規(guī)范化、調(diào)試過程直觀簡便等優(yōu)點。
文檔編號G01R35/00GK103235277SQ20131010805
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者魏本剛, 黃華, 傅晨釗, 王黎明 申請人:國家電網(wǎng)公司, 上海市電力公司, 華東電力試驗研究院有限公司