[发明专利]一种变电站操作回路监测与故障分析方法

说明书

本发明公开了一种变电站操作回路监测与故障分析方法，应用于实现变电站内继电保护装置操作回路的实时监测与故障区域、故障类型智能判断，将整个操作回路分割成若干部分，并选取各部分重要接点电压作为实时监测信号，通过比较正常运行及故障不同状况时各部分两端电压实时监测数据后自动判断各部分接点是否正常动作、操作回路是否完整。通过对本发明技术方案的应用，继电保护专业工作人员根据装置实时监测数据及告警状态判断操作回路运行工况，同时装置给出的操作回路故障区域、故障类型逻辑判断结果，能够帮助检修人员快速定位故障位置，大大提高了操作回路控制回路断线缺陷处理效率，降低了停电时长，具有一定推广应用价值。

技术领域

本发明涉及变电站领域，具体涉及一种变电站操作回路监测与故障分析方法。

背景技术

操作回路由保护动作接点、继电器以及连接接点与继电器的电缆组成。操作回路完整性很大程度上由各种接点是否动作、控制电缆有无损坏决定。当电网设备如输电线路、变压器等发生短路故障时，继电保护装置采集短路电流并经逻辑判断后即出口跳闸。操作回路存在断线情况时，保护装置虽然动作仍无法跳开断路器隔离故障。因此，继电保护装置对操作回路完整性具有很大的依赖性，应保证操作回路实时完整性。为此，继电保护装置设置了专门的“控制回路断线”信号实时监测操作回路的完整性。但该监测回路只能监测整个回路，无法分析具体是哪一段或某一部分回路状况，无法实现故障定位。

若能探索研究新技术与新方法，开发实时监测操作回路各部分运行情况的装置，从而自动智能判断接点是否正确闭合、跳合闸回路是否完整、跳合闸电压是否正常、回路是否有接地等状态，这对于配合二次设备状态检修、保证操作回路正常状态、确保电力系统安全稳定运行具有重要意义。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明公开了一种变电站操作回路监测与故障分析方法，能够实时监测操作回路运行工况，且当操作回路出现故障时能够给出故障区域及故障类型，从而为提高检修工作质量与效率、降低电网设备停电时间提供决策支撑。

本发明按以下技术方案实现：

一种变电站操作回路监测与故障分析方法，应用于实现变电站内继电保护装置操作回路的实时监测与故障区域、故障类型智能判断，将整个操作回路分割成若干部分，并选取各部分重要接点电压作为实时监测信号，通过比较正常运行及故障不同状况时各部分两端电压实时监测数据后自动判断各部分接点是否正常动作、操作回路是否完整。

具体的方案：通过选取三个监测点将整个操作回路分成三个区域和一个保护动作接点；其中，区域1为操作正电源到监测装置之间，区域2为监测装置出口到操作箱出口之间，区域3为操作箱出口至操作负电源之间；监测装置采集监测点电压并进行逻辑判断，从而给出不同故障区域及故障类型结果，实现对操作回路的实时监测与故障状态告警。

具体的方案：所述监测装置主要由电压采集单元、处理器、电压变送器、电源模块组成；其中，所述电压变送器与监测点电压相连，用于将高压转换成低压，所述处理器通过电压采集单元与电压变送器相连，电压采集单元将电压变速器输入的模拟信号转换成数字信号传递给处理器。

优选的方案：所述电压变送器选用WS1521直流传感器进行操作回路电压的转换，将0-300V的直流电压转换成直流0-5V电压。

优选的方案：所述处理器采用Arduino控制板，Arduino控制板具有14个数字引脚，6个模拟输入引脚，监测点电压通过电压变换器后转化为0-5V之间、电流不大于40mA且可供Arduino输入的小电压；Arduino控制板取两个数字引脚分别采样开关位置和保护合闸命令，另取8个引脚作为8种状态点亮LED灯，对应8种故障状态。

具体的方案：监测装置将所有故障状态分为8种情况，即：正常状态、正接地、负接地、区域1故障、区域2故障、区域3故障、保护动作接点异常以及多种情况下的复杂故障。

具体的方案：监测装置按如下规则进行电压变换：