一种采用gps对时的纵联保护调试方法
【专利摘要】本发明公开了一种采用GPS对时的纵联保护调试方法，保护试验仪连接GPS天线，连接后调整GPS天线位置至信号良好，保护试验仪开始对时，对时成功后设置保护故障参数，手动对两侧进行对时，约定时间后启动保护试验仪，保护试验仪空载输出。本发明保证了线路两侧进行故障模拟时的同时性，更真实地反映了线路故障时的情况；对不同原理的保护装置有针对性地采用不同的调试策略和故障参数，能够更加有针对性地完成对保护装置功能的检验；通过两侧的联调，能够更加全面、有效、快捷地校验保护的逻辑与功能，充分发挥保护定检的作用，确保电网的安全可靠运行，本发明大大节约了调试的人力和物力，降低了的生产成本，便于推广使用。
【专利说明】一种采用GPS对时的纵联保护调试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及变电站在投运前的定检预试工作，特别涉及一种采用GPS对时的纵联 保护调试方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国电网规模日益庞大，电网复杂程度随之提高，快速而准确地隔离电网故 障，确保电网安全、可靠、经济、高效运行的智能电网是未来电网发展的必然趋势。目前， 220kV及以上电压等级的主保护基本按双重化原则配置两套不同原理的保护试验仪。对于 超高压线路保护来说，主保护一般为纵联保护，其原理是依赖于通道将线路两端的信息进 行纵向交换，进而完成对故障范围的判断，决定保护是否应该动作。
[0003] 对纵联保护试验仪进行定期检查，确保其功能逻辑与运行状态正常是一项重要工 作，国家标准GB/T14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》中明确规定了保护 定检的详细项目。对于继电保护试验仪调试方面的研究，已有较多文献进行介绍，例如文 献《电容电流对电流差动保护的影响及调试方法》、《RCS-931系列零序电流差动保护调试方 法》中介绍了光纤差动与零序差动保护的调试方法和影响因素；文献《缩短500kV线路保护 试验仪调试时间的探讨》对如何缩短保护调试时间进行了研究并提出了改进方法；文献《浅 谈RCS-900系列允许式光纤线路纵联保护的通道联调》也对允许式纵联保护的调试进行了 研究。
[0004] 然而，以往的联合调试多为单边模拟故障的方法进行调试，无法模拟线路故障时 的真实状况，即两侧保护同时检测到故障信息，并作出正确的响应。因此，需要在时间上确 保故障出现的同时性和通道传递信息的准确性，才能作为有效的定检方法。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述问题，本发明采用GPS对时技术，针对不同原理的纵联保护的功能 和逻辑，制定了不同的调试策略对线路两侧的保护试验仪进行联调，最大限度地还原了故 障情况下的真实状态，确保了纵联保护试验仪调试的有效性和全面性。
[0006] 本发明中的一种采用GPS对时的纵联保护调试方法，包括以下步骤：
[0007] Sl :保护试验仪连接GPS天线；
[0008]S2 :判断GPS信号是否良好，信号不好转S3,信号好转S4 ;
[0009]S3 :调整GPS天线位置或查找故障，转Sl;
[0010]S4 :保护试验仪开始对时；
[0011]S5 :检测是否对时成功，对时成功转S6,对时不成功转S3 ;
[0012]S6:设置保护故障参数；
[0013]S7 :手动对两侧进行对时；
[0014]S8 :约定时间后启动保护试验仪；
[0015]S9 :保护试验仪空载输出；
[0016] SlO:检测PPM脉冲，检测到PPM脉冲转Sll，未检测到转S9 ;
[0017] Sll:输出故障量；
[0018] S12 :检测是否到达试验时间，到达转S13,没有到达转Sll;
[0019] S13:试验结束。
[0020]目前，变电站纵联保护的通信方式多以光纤通信为主，有专用通道与复用通道两 种，少部分仍使用载波通道，但对纵联保护来说，其收发信原理是相同的。由于采用了GPS 对时功能，保证了两侧故障触发的同时性，因此能在两侧同时进行调试，避免了以往只能单 侧调试带来的弊端。
[0021] 本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
[0022] 1.在纵联保护联调时，本发明保证了线路两侧进行故障模拟时的同时性，更真实 地反映了线路故障时的情况；
[0023] 2.对不同原理的保护装置有针对性地采用不同的调试策略和故障参数，能够更加 有针对性地完成对保护装置功能的检验；
[0024] 3.通过两侧的联调，能够更加全面、有效、快捷地校验保护的逻辑与功能，充分发 挥保护定检的作用，确保电网的安全可靠运行，本发明大大节约了调试的人力和物力，降低 了的生产成本，便于推广使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。
[0026] 图1是本发明一种采用GPS对时的纵联保护调试方法的流程图；
[0027] 图2是本发明采用的GPS对时技术的结构示意图；
[0028] 图3是本发明两侧触发时间示意图；
[0029] 图4是本发明实施例纵联距离保护试验结构图；
[0030] 图5是本发明实施例电流差动式纵联距离保护试验结构图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅 用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0032] 如图1所示，本发明是一种采用GPS对时的纵联保护调试方法，包括以下步骤：
[0033] 在试验开始前，应退出主保护压板，防止试验仪开关机时的冲击电流造成保护误 动；检查通道无告警，保护定值和控制字整定正确；相关的失灵保护压板应退出，防止失灵 保护误动，导致正常线路跳闸。
[0034] Sl:保护试验仪连接GPS天线；在变电站中，各类自动化及继电保护的时间同步是 进行事故分析的基准，计算机监控系统、故障录波器和微机保护都需要由统一的时钟源向 它们提供标准时间。国内变电站主要以GPS时间信号作为主时钟的外部时间基准，部分采 用的是北斗的对时信号。GPS对时方式可分为三个类型：硬对时（分对时或秒对时）、软对 时（即由通讯报文来对时）和编码对时（应用广泛的IRIG-B对时），本发明采用的是硬对 时，即分对时。
[0035]S2:判断GPS信号是否良好，信号不好转S3,信号好转S4;调整GPS天线，完成对 时。成功完成GPS对时是保证保护动作同时性的重要前提，若现场GPS信号较弱，应将GPS 天线尽可能脱离建筑物的遮挡，全方位地暴露在外，例如可移动到建筑物顶端或尽可能远 地伸出到无物体遮蔽的窗外，以更好地接收GPS卫星信号。
[0036]S3:调整GPS天线位置或查找故障，转Sl;
[0037]S4:保护试验仪开始对时；
[0038]S5:检测是否对时成功，对时成功转S6,对时不成功转S3;
[0039]S6:设置保护故障参数；设置故障参数要正确。例如差动式保护，以往都是采用单 端模拟故障的方式联调，通道中只有一侧的电流值，两侧的差值基本与所加的故障电流相 等。本发明采用的试验方法是两侧同时模拟故障，若按单侧试验的方法设置故障参数，则受 两侧电流幅值和相角的影响，可能造成保护动作行为不正确。因此，需要在试验前计算好各 侧需加的电流幅值和相角，保证差流的准确性。
[0040]S7:手动对两侧进行对时；
[0041]S8 :约定时间后启动保护试验仪；
[0042]S9:保护试验仪空载输出；
[0043]SlO:检测PPM脉冲，检测到PPM脉冲转Sll，未检测到转S9;
[0044] 结合图2与图3,保护试验仪通过GPS天线接收信号后，由串行口读入UTC时间信 息，并判断其为某一分钟的59秒时刻之后，CPU将置高位，从而在整分时刻发送一个脉冲。 在进打GPS对时后，启动的保护试验仅先输出故障如的空载状态；当两侧保护试验仅在检 测到IPPM时刻脉冲时同时输出模拟量，确保线路两侧故障量出现的同时性。
[0045] 本发明采用GPS对时功能，使得纵联保护在进行故障模拟时，时间上能够保证两 侧故障出现的同时性，准确地模拟出线路故障时的真实情形，更加准确、有效地校验保护 逻辑功能与软硬件状况。由于采用的是硬件对时，装置的触发以收到PPM脉冲为准，由于 PPM脉冲要到59s才出现，因此在GPS对时完成后，只要保证两侧保护试验仪在同一分钟的 IOs?50s内起动，保护试验仪在未到达整分时会先进入到空载状态。由于通过GPS对时触 发，PPM脉冲出现的时间是相同的，从而能确保故障触发的同时性，两侧保护试验仪起动的 时间相差越长，空载等待时间就相差越久。
[0046]Sll:输出故障量；
[0047]S12:检测是否到达试验时间，到达转S13,没有到达转Sll;
[0048]S13:试验结束。
[0049]目前，变电站纵联保护的通信方式多以光纤通信为主，有专用通道与复用通道两 种，少部分仍使用载波通道，但对纵联保护来说，其收发信原理是相同的。由于采用了GPS 对时功能，保证了两侧故障触发的同时性，因此能在两侧同时进行调试，避免了以往只能单 侧调试带来的弊端。
[0050] 本发明以方向比较式和电流差动式纵联保护为实施例，详细阐述实施过程。
[0051]实施例1，如图4所示，方向比较式纵联保护通道中交换的信号表示允许或闭锁保 护动作，以允许式为例，如RCS-902具有纵联距离和纵联零序保护功能。纵联距离保护接入 三相电流与电压，通道中收发的是分相允许信号，保护在故障量达到整定值后，还需收到对 侧的允许信号才能动作。
[0052] 纵联距离保护联调时需要调试的项目，根据两侧开关位置的不同，分为以下两个 步骤进行调试：
[0053] 步骤1.两侧开关均在合闸位置，分为两侧均为区内故障和一侧区内故障一侧区 外故障进行调试。在进行GPS对时触发两侧区内故障后，正确现象为：两侧保护均动作，若 装置设置为A相瞬时故障且具有重合闸功能，则两侧通道A相收发灯亮，保护试验仪重合闸 灯亮，保护动作时间为30ms左右。一侧区内故障一侧区外故障时，区内故障侧保护发信给 对侧，对侧由于属于区外故障，虽有收信但保护判为无故障不发信，区内故障侧未收到对侧 的允许信号，保护不动作。因此，出现一侧只有收信，而另一侧只有发信的状态。
[0054] 步骤2. -侧开关在合位，一侧开关在分位。当本侧发生区内故障时，根据保护装 置收发信逻辑，对侧开关在分位，在收到允许信号后，将按照开关的位置状态向本侧发信， 例如：在收到本侧的A相跳闸允许信号时，由于对侧开关三相均在分位，因此会向本侧发三 相允许信号，但本侧并不会三相跳闸，而是根据自身保护的选相结果将A相跳开。当本侧故 障为区外故障时，两侧保护均不会动作。
[0055] 实施例2,如图5所示，电流差动式纵联保护通道中发送的是两侧电流的幅值和相 角，两侧保护再结合对侧发来的电流计算出差流，判断出保护是否该动作。以RCS-931为 例，故障模拟步骤与纵联距离相似，调试策略也分为两侧开关均在合位和一侧分位一侧合 位。
[0056] 不同的是由于电流差动式是通过通道中交换的电流幅值与相角进行计算，不需要 判电压，在两侧保护出现CVT断线告警时，只要达到整定值并且满足保护动作逻辑便能够 动作。值得注意的是，当一侧出现区内故障，差流达到整定值时，一侧CVT正常时，保护装置 不动作。
[0057] 实施例3,以220kV线路为例，该线路配有两套纵联保护作为主保护，分别为：光纤 差动保护和纵联距离保护，采用本发明进行调试方法和并得出相应的策略。
[0058] 1.光纤差动保护调试
[0059] 表1实施例3中的差动保护调试定值
[0060]
【权利要求】
1. 一种采用GPS对时的纵联保护调试方法，其特征在于，包括以下步骤： 51 :保护试验仪连接GPS天线； 52 :判断GPS信号是否良好，信号不好转S3,信号好转S4 ; 53 :调整GPS天线位置或查找故障，转S1 ; 54 :保护试验仪开始对时； 55 :检测是否对时成功，对时成功转S6,对时不成功转S3 ; 56 :设置保护故障参数； 57 :手动对两侧进行对时； 58 :约定时间后启动保护试验仅； 59 :保护试验仪空载输出； 510 :检测PPM脉冲，检测到PPM脉冲转S11，未检测到转S9 ; 511 :输出故障量； 512 :检测是否到达试验时间，到达转S13,没有到达转S11 ; 513 :试验结束。
【文档编号】H02H7/26GK104332970SQ201410591439
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】沈鑫, 闫永梅, 马红升, 曹敏, 陈勇, 丁心志, 张林山 申请人:云南电网公司电力科学研究院