基于同步数据采集技术的继电保护采样检查系统的制作方法

本实用新型涉及一种基于同步数据采集技术的继电保护采样检查系统，应用于变电站继电保护工作中线路光差保护的相量检查，属于电力继电保护技术领域。

背景技术：

目前变电站内的模拟相量试验是采用电科院研发的模拟相量车，它能够产生很大的电流贯穿一次设备，达到模拟相量检查的目的。但是存在如下问题：

1）受限于试验线的长度，无法完成站与站之间线路纵联光差保护模拟相量的测量；

2）费用高——不计试验时耗费的电能，仅仪器使用费用10万元/天；

3）数量少——目前河北南网只有省送变电和电科院有，其它地市级单位都没有。费用高和数量少限制了它的使用范围，仅仅220kV及以上电压等级新建站投运时，才会使用，站内新增线路间隔或主变间隔时，都不会使用。

4）试验接线工作量大。试验时往往需要拽着10mm2试验线走几十米，甚至上百米的距离。

5）有潜在的高压触电危险。很长的试验线中通入上百安的电流，一旦试验线的绝缘破损，将会给现场作业人员的安全构成极大威胁。

而变电站之间纵联光纤差动保护的相量试验目前主要靠一次设备送电时，用负荷电流检验。存在如下问题：

1）检验效果受实际负荷大小的限制。送电时，负荷电流太小（<%5额定电流），电流无法定相或相位不稳定，易出错。

2）增大运维人员倒闸操作工作量，延长送电时间。运维人员需要根据调令模拟各种运行方式，操作步骤多，送电时间长，对于复杂接线更是如此，同时也增大了送电时危险性。

3）不易改动。一旦送电时发现相量不准确，需要拉开开关重新送电，将会延长送电时间，造成比较被动的局面。

因此对于线路光差保护的模拟相量检查，目前是一个空白，只能依靠送电时用负荷电流检查。同时由于智能站的推广，在电流互感器与线路保护之间插入合并单元，出现电信号到光信号的转换，环节较多，使线路光差保护更容易出现问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种准确率高、操作简单的基于同步数据采集技术的继电保护采样检查系统。

本实用新型采用了如下技术方案：

一种基于同步数据采集技术的继电保护采样检查系统，其包括电流同步终端和电压同步终端；

所述电流同步终端和电压同步终端均包括对时模块、守时模块、CPU模块、无线通信模块、人机交互模块；所述电流同步终端还包括大电流发生器和电流测量模块，所述大电流发生器的输出端经电流测量模块电连接CPU模块的输入端；所述电压同步终端还包括电压变换器和电压测量模块，所述电压变换器的输出端经电压测量模块电连接CPU模块的输入端；

所述CPU模块通过其上的实测值输出端和理论值输入端与无线通信模块相连接，所述人机交互模块和CPU模块通过总线相连接；

所述对时模块在需要对时时与CPU模块的对时信号接收端相连接，对时完成后所述守时模块与CPU模块的守时信号接收端相连接。

进一步的，本发明还包括用于给电流同步终端和电压同步终端供电的电源模块。

进一步的，所述电流测量模块和电压测量模块均包括滤波电路和模数转换电路，所述大电流发生器的输出端依次经滤波电路和模数转换电路后电连接CPU模块的输入端，所述电压变换器的输出端依次经滤波电路和模数转换电路后电连接CPU模块的输入端。

进一步的，本发明还包括数据服务器和显示终端；所述电流同步终端和电压同步终端的输出端分别和数据服务器的接收端相通信；所述数据服务器的显示输出端和显示终端的输入信号端相通信。

进一步的，所述对时模块连接有时间源，所述时间源包括GPS网络对时服务器、北斗服务器、CDMA服务器和B码服务器中的任一种。

进一步的，所述显示终端包括能够远程访问云终端的设备。

进一步的，所述数据服务器，主要功能包括：①通信功能：可通过无线网接收甲站和乙站显示传送来的电压、电流数据，数据格式考虑采用PMU传输数据时的GB/T26865.2协议，对数据帧格式进行适当精简；②运算功能：因站端上送的数据均带有时标，将同一时刻的数据运算，描点并可以在极坐标系下显示，计算出U1与I1，U1与I2之间的夹角以及线路保护当前差动电流和制动电流；③图形化展示功能：将采样值计算结果在极坐标中进行图形化展示，并得出甲站和乙站采样值报告；④数据存储和打印功能：服务器中装设有大容量存储介质，可存储多个采样值检查结果；⑤采样值结果的回传功能：将计算得出的采样值结果回传给站内的显示终端，检修人员将预期结果与保护装置实际的采样值进行比对，判断采样各环节是否正确。数据服务器采用云终端，主要是软件开发。

进一步的，所述显示终端，能可视化展示数据服务器回传来的采样值计算的结果。检修人员将预期结果与保护装置实际的采样值进行比对，判断采样值是否正确；显示终端可以是安卓手机、平板电脑或笔记本电脑，能够远程访问云终端的设备都可成为显示终端。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型将自动化数据分散采集、集中处理的思想应用到保护采样检查，以升流器代替大功率整流逆变器，大大缩减了继电保护采样整体性检查设备的开发成本，减少了试验接线工作量和危险性。

本实用新型为在基建状态下对保护电流、电压相位关系正确性和关联多间隔差动保护电流采样极性的一致性检查和验证提供了平台，取代了过去只能通过送电时用负荷电流和工作电压检验的现状。省去了送电时为进行相量检查而进行复杂的倒闸操作，大大缩短了送电时间，减小电网风险。另外，本方案以线路光差保护为例进行说明，对于站内主变保护、母线保护，该方案仍然适用。

附图说明

图1为本发明中电流同步终端的结构原理框图。

图2为本发明中电压同步终端的结构原理框图。

图3为基于同步数据采集技术的继电保护采样检查原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图1-3和具体实施例对实用新型进行清楚、完整的描述。

如图1-图3所示，本实施例涉及一种基于同步数据采集技术的继电保护采样检查系统，其包括电流同步终端和电压同步终端；

所述电流同步终端和电压同步终端均包括对时模块、守时模块、CPU模块、无线通信模块、人机交互模块；所述电流同步终端还包括大电流发生器和电流测量模块，所述大电流发生器的输出端经电流测量模块电连接CPU模块的输入端；所述电压同步终端还包括电压变换器和电压测量模块，所述电压变换器的输出端经电压测量模块电连接CPU模块的输入端；

所述CPU模块通过其上的实测值输出端和理论值输入端与无线通信模块相连接，所述人机交互模块和CPU模块通过总线相连接；

所述对时模块在需要对时时与CPU模块的对时信号接收端相连接，对时完成后所述守时模块与CPU模块的守时信号接收端相连接。

进一步的，本实施例还包括用于给电流同步终端和电压同步终端供电的电源模块。

进一步的，所述电流测量模块和电压测量模块均包括滤波电路和模数转换电路，所述大电流发生器的输出端依次经滤波电路和模数转换电路后电连接CPU模块的输入端，所述电压变换器的输出端依次经滤波电路和模数转换电路后电连接CPU模块的输入端。

进一步的，本实施例还包括数据服务器和显示终端；所述电流同步终端和电压同步终端的输出端分别和数据服务器的接收端相通信；所述数据服务器的显示输出端和显示终端的输入信号端相通信。

进一步的，所述对时模块连接有时间源，所述时间源包括GPS网络对时服务器、北斗服务器、CDMA服务器和B码服务器中的任一种。

进一步的，所述显示终端包括能够远程访问云终端的设备。

本实用新型将自动化数据分散采集、集中处理的思想应用到保护采样检查，以升流器代替大功率整流逆变器，大大缩减了继电保护采样整体性检查设备的开发成本，减少了试验接线工作量和危险性。

能够在基建状态下对保护电流、电压相位关系正确性和关联多间隔差动保护电流采样极性的一致性进行检查和验证，取代了过去只能通过送电时用负荷电流和工作电压检验的现状。省去了送电时为进行相量检查而进行复杂的倒闸操作，大大缩短了送电时间，减小电网风险。

本实用新型目前已在220kV电谷站、220kV北杨站和110kV大王店1号主变基建工程中进行工程试验，应用效果良好，测试准确率达100%。

在2017.10-2018.03期间，结合送电工作，对220kV清吴I线、220kV清吴II线、220kV北岳线等九条出线送电时间进行统计，计算出平均送电时间为4.3小时。在采用模拟向量检查系统后，在2018.04至今，结合送电工作对220kV祁杨线、220kV清杨线、110kV北岳线等九条出线送电时间统计，计算出平均送电时间为1.4小时。平均缩短送电时间2.9小时，提升工作效率67.4%。每年可为一个地市级供电公司带来超过两百万的经济效益。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。