本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)智能變電站保護相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種智能變電站變壓器保護合并單元同步核相測試裝置及相關(guān)測試方法。

背景技術(shù)：

變壓器是電力系統(tǒng)的主設(shè)備之一，為保證變壓器的安全和經(jīng)濟運行，當變壓器發(fā)生短路故障時，應(yīng)盡快切除變壓器；而當變壓器處于不正常運行方式時，應(yīng)盡快發(fā)出告警信號并進行處理。為此，在二次側(cè)配置功能完善的變壓器保護裝置是十分必要的。

近年來，隨著智能變電站建設(shè)的不斷推進，智能變電站內(nèi)采用了大量的新設(shè)備和新技術(shù)，比如智能化的保護裝置、智能終端、合并單元、電子式互感器等等。它們的自身的性能和相互之間的配合關(guān)系將直接影響到變壓器保護裝置動作的正確性。

在實際生產(chǎn)中，由于各廠家調(diào)試人員技術(shù)能力參差不齊、運行人員對智能化裝置理解不到位，出現(xiàn)了因配置文件錯誤造成了主變?nèi)齻?cè)合并單元延時不匹配，進而導致了變壓器保護在啟動過程中的誤動作；也出現(xiàn)了運行人員忘記投入低壓側(cè)間隔壓板而導致區(qū)外故障時候變壓器保護的誤動作。

因此，在調(diào)試過程中驗證智能站變壓器保護各側(cè)合并單元的同步性，尤其是電流量的同步性，就顯得異乎尋常的重要。但實際中，存在各側(cè)合并單元距離較遠，使用繼電保護測試儀或是一次通流配合不便的情況；也存在高壓側(cè)合并單元連接電子式互感器而低壓側(cè)合并單元連接傳統(tǒng)互感器的情況；而且對于絕大部分智能變電站沒有獨立的變壓器保護故障錄波器或網(wǎng)絡(luò)分析儀，高壓側(cè)和低壓側(cè)的故障錄波器是獨立的，無法在故障錄波器或者網(wǎng)絡(luò)分析儀上判斷變壓器保護各側(cè)合并單元的同步性?，F(xiàn)有的測試方法主要是對合并單元自身的延時、同步對時等進行測試，至多對穩(wěn)態(tài)下的合并單元同步性能進行測試，而無法模擬變壓器啟動時刻的合并單元暫態(tài)特性，因此可能會造成同步性能不滿足要求的合并單元投入運行，給智能變電站的安全穩(wěn)定運行埋下隱患，存在著極大的安全事故風險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決智能變電站變壓器采用合并單元進行保護采樣時，存在至多對穩(wěn)態(tài)下的合并單元同步性能進行測試，而無法模擬變壓器啟動時候的合并單元暫態(tài)特性，可能會造成同步性不滿足要求的合并單元投入運行，給智能變電站的安全穩(wěn)定運行埋下隱患的問題，提供一種智能變電站變壓器保護合并單元同步核相測試裝置及相關(guān)測試方法。

本發(fā)明所需要解決的技術(shù)問題，可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

本發(fā)明的第一方面，一種智能變電站變壓器保護合并單元同步核相測試裝置，其特征在于，包括：

多個具備脈沖觸發(fā)功能的定位裝置；

多個模擬量輸出繼電保護測試儀，每個模擬量輸出繼電保護測試儀連接一個所述定位裝置和一個擬測試的合并單元，每個模擬量輸出繼電保護測試儀在與其連接的定位裝置的脈沖觸發(fā)下，向與其連接的合并單元輸出模擬量測試信號；

具有錄波功能的變壓器保護裝置，所述變壓器保護裝置與所有擬測試的合并單元連接，接收所有合并單元的輸出測試量波形。

本發(fā)明中，所述定位裝置為具備脈沖觸發(fā)功能的北斗定位裝置或者GPS定位裝置。

本發(fā)明中，所述擬測試的合并單元為模擬量輸入合并單元，擬測試的合并單元與模擬量輸出繼電保護測試儀直接連接。

本發(fā)明中，所述擬測試的合并單元為電子式互感器合并單元，擬測試的合并單元與模擬量輸出繼電器保護測試儀通過ECT模擬器或者EVT模擬器連接。

本發(fā)明中，所述擬測試的合并單元包括至少一個模擬量輸入合并單元和至少一個電子式互感器合并單元，模擬量輸入合并單元與模擬量輸出繼電器保護測試儀直接連接，電子式互感器合并單元與模擬量輸出繼電器保護測試儀通過ECT模擬器或者EVT模擬器連接。

本發(fā)明的第二方面，一種智能變電站變壓器保護合并單元同步核相測試方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）將模擬量輸出繼電保護測試儀的輸出設(shè)置為脈沖觸發(fā)模式，將變壓器保護裝置開啟并進行錄波；

2）在同一時刻利用多個定位裝置向多個模擬量輸出繼電保護測試儀同時發(fā)出脈沖觸發(fā)信號，使得每個模擬量輸出繼電保護測試儀向與其連接的合并單元輸出模擬量測試信號；

3）合并單元產(chǎn)生輸出測試量波形，變壓器保護裝置錄取多個合并單元產(chǎn)生的輸出測試量波形，通過對錄取的多個合并單元的輸出測試量波形對比分析，得出合并單元是否滿足同步性要求。

本發(fā)明中，所述模擬量輸出繼電保護測試儀向與其連接的合并單元輸出的模擬量測試信號為電流模擬量測試信號，合并單元產(chǎn)生的輸出測試量波形為電流輸出測試量波形；

或者，所述模擬量輸出繼電保護測試儀向與其連接的合并單元輸出的模擬量測試信號為電壓模擬量測試信號，合并單元產(chǎn)生的輸出測試量波形為電壓輸出測試量波形。

所述多個合并單元至少包括變壓器第一側(cè)合并單元、變壓器第二側(cè)合并單元和變壓器第三側(cè)合并單元中的至少其中兩側(cè)合并單元，所述變壓器第一側(cè)、第二側(cè)和第三側(cè)的電壓等級不同，將多個合并單元產(chǎn)生的輸出測試量波形變換到同一時標體系后，進行輸出測試量波形對比分析。

所述多個合并單元至少包括變壓器第一側(cè)合并單元，變壓器第二側(cè)合并單元和/或變壓器第三側(cè)合并單元產(chǎn)生的輸出測試量波形，以變壓器第一側(cè)合并單元的輸出測試量波形為基準進行變換后，進行輸出測試量波形對比分析，所述變壓器第一側(cè)的電壓等級大于變壓器第二側(cè)和第三側(cè)的電壓等級。

本發(fā)明中，所述模擬量輸出繼電保護測試儀向與其連接的合并單元輸出的模擬量測試信號包括電流模擬量測試信號和電壓模擬量測試信號，電流模擬量測試信號和電壓模擬量測試信號的相位角差設(shè)置為零度。

本發(fā)明中，多個合并單元的輸出測試量波形的同步性誤差不大于20us，認定多個合并單元滿足同步性要求。

本發(fā)明的智能變電站變壓器保護合并單元同步核相測試裝置及相關(guān)測試方法，采用了調(diào)取變壓器保護裝置錄波波形的合并單元同步性能測試方法，該方法是在完成合并單元單體測試的基礎(chǔ)上，利用北斗或是GPS裝置控制繼電保護測試儀對變壓器保護裝置各側(cè)合并單元同步加量并在變壓器保護裝置上讀取波形、進行分析，來綜合判斷變壓器保護裝置各側(cè)合并單元間在接收電流瞬間是否同步，此方法利用變壓器保護裝置自身的錄波波形進行分析，電氣量來自與變壓器保護裝置相同的互感器繞組，比從故障錄波器讀取的互感器測量繞組信息更能準確的反應(yīng)變壓器保護情況。

附圖說明

以下結(jié)合附圖和具體實施方式來進一步說明本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明裝置第一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明裝置第二種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明裝置第三種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。

本發(fā)明的主旨在于，通過對現(xiàn)有智能變電站變壓器采用合并單元進行保護采樣時，合并單元同步性測試方式的分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有方式存在至多對穩(wěn)態(tài)下的合并單元同步性能進行測試，而無法模擬變壓器啟動時候的合并單元暫態(tài)特性，可能會造成同步性不滿足要求的合并單元投入運行，給智能變電站的安全穩(wěn)定運行埋下隱患的問題，通過本發(fā)明提供一種智能變電站變壓器保護合并單元同步核相測試裝置及相關(guān)測試方法以解決上述問題。

參見圖1，在本實施方式中，擬針對3個分別處于變壓器高壓側(cè)的合并單元、變壓器中壓側(cè)合并單元和變壓器低壓側(cè)的合并單元的同步性進行測試，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的智能變電站變壓器保護合并單元同步核相測試裝置，包括多個具備脈沖觸發(fā)功能的定位裝置，定位裝置可以采用單獨設(shè)置的，具有脈沖觸發(fā)功能的北斗定位裝置或者GPS定位裝置，也可以將定位裝置集成在模擬量輸出繼電保護測試儀上，通過設(shè)置天線把微弱的微信電磁波能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流，通過設(shè)置前置放大器將北斗或者GPS信號電流予以放大，而北斗或者GPS部分的信號處理模塊集成在模擬量輸出繼電保護測試儀上，每個定位裝置均連接一個模擬量輸出繼電保護測試儀，定位裝置和模擬量輸出繼電保護測試儀組成模擬量測試信號的發(fā)射裝置。

本實施方式中的3個合并單元均為模擬量輸入合并單元，因此，擬測試的合并單元與模擬量輸出繼電保護測試儀采用了直接連接的方式，每個合并單元分別連接一個模擬量輸出繼電保護測試儀，模擬量輸出繼電保護測試儀在與其連接的定位裝置的脈沖觸發(fā)下，向與其連接的合并單元輸出模擬量測試信號。合并單元接收到模擬量輸出繼電保護測試儀的模擬量測試信號后，將產(chǎn)生輸出測試量波形，3個合并單元產(chǎn)生的輸出測試量波形均輸入變壓器保護裝置，變壓器保護裝置具有錄波功能，其與所有擬測試的合并單元連接，接收所有合并單元的輸出測試量波形，并對輸出測試量波形進行錄波。實際情況中，多個合并單元有距離，而且通常距離較遠，因此造成了同步性測試的不便，但合并單元往變壓器保護裝置輸出的通常都是數(shù)字量，因此，對于本發(fā)明而言可以通過連接好的光纖進行輸出，而實際工程上基建會敷設(shè)好的光纖，類似于傳統(tǒng)站的二次電纜，利用上述現(xiàn)有資源即可實現(xiàn)本發(fā)明的需求。

本實施方式完成上述的連接后，在進行合并單元同步性測試時，首先將模擬量輸出繼電保護測試儀的輸出設(shè)置為脈沖觸發(fā)模式，將變壓器保護裝置開啟進行錄波，具體可以開啟手動錄波的方式，然后在同一時刻利用多個定位裝置向多個模擬量輸出繼電保護測試儀同時發(fā)出脈沖觸發(fā)信號，出于優(yōu)選較好的是采用秒脈沖觸發(fā)信號，也可以采用分脈沖觸發(fā)信號，使得每個模擬量輸出繼電保護測試儀被同時觸發(fā)，向與其連接的合并單元輸出模擬量測試信號，模擬量輸出繼電保護測試儀相當于互感器的作用，使得合并單元產(chǎn)生輸出測試量波形，變壓器保護裝置錄取多個合并單元產(chǎn)生輸出測試量波形，通過對錄取的多個合并單元的輸出測試量波形對比分析，得出合并單元是否滿足同步性要求。變壓器保護裝置的錄波時長可以設(shè)置為10s左右，在繼電保護測試儀停止輸出之后再結(jié)束錄波，變壓器保護裝置錄取的波形，較好的是通過軟件導出形成的CFG格式報文，以便于對合并單元的輸出測試量波形進行對比分析。

從最優(yōu)同步性角度而言，多個合并單元的輸出測試量波形完全同步是最好的，但基于實際情況而言很難出現(xiàn)完全同步的情況，對于本發(fā)明而言，多個合并單元的輸出測試量波形的同步性誤差不大于20us，則認定多個合并單元滿足同步性要求。這里，同步性誤差指的是時間誤差，這是本領(lǐng)域通常的標準要求，相當于相位相差不能大于0.36°，即每秒50Hz，每Hz有80個點/數(shù)據(jù)幀，那么，1Hz的20ms對應(yīng)80幀對應(yīng)360°，那么20us對應(yīng)0.36°

當模擬量輸出繼電保護測試儀向與其連接的合并單元輸出的模擬量測試信號為電流模擬量測試信號，合并單元產(chǎn)生的輸出測試量波形為電流輸出測試量波形；相應(yīng)地，當模擬量輸出繼電保護測試儀向與其連接的合并單元輸出的模擬量測試信號為電壓模擬量測試信號，合并單元產(chǎn)生的輸出測試量波形為電壓輸出測試量波形。

以下以本實施方式的模擬量輸出繼電保護測試儀向與其連接的合并單元輸出的模擬量測試信號為電流模擬量測試信號時，如何進行同步性測試進行說明。在慣常情況下，現(xiàn)有一般以電壓等級對合并單元位置的劃分，本實施方式中，3個合并單元分別處于變壓器的高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)，這里，我們將變壓器的高壓側(cè)定義為變壓器的第一側(cè)，變壓器的中壓側(cè)定義為變壓器第二側(cè)，變壓器的低壓側(cè)定義為變壓器的第三側(cè)，那么，變壓器的第一側(cè)、第二側(cè)和第三側(cè)的電壓等級依次降低。電壓等級的高低是一個相對概念，在220kV/110kV/35kV（或者10kV）的變電站，220kV是變壓器的高壓側(cè)（第一側(cè)），110kV是變壓器的中壓側(cè)（第二側(cè)），35kV（或者10kV）是變壓器的低壓側(cè)（第三側(cè)）；而在500Kv/220kV/35kV的變電站，變壓器的高中低壓側(cè)則分別是500Kv、220kV和35kV（或者10kV）。以下，為了便于說明，將仍舊以變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)的概念進行描述。

3個定位裝置向3個模擬量輸出繼電保護測試儀同時發(fā)出脈沖觸發(fā)信號后，3個模擬量輸出繼電保護測試儀分別輸出測試用的電流模擬量測試信號到變壓器高壓側(cè)合并單元、變壓器中壓側(cè)合并單元和變壓器低壓側(cè)合并單元，出于優(yōu)選，電流模擬量測試信號的電流量初始幅值為1A或5A，初始相角為0°并持續(xù)5s。

3個合并單元將各自產(chǎn)生電流輸出測試量波形，由于3個合并單元所處的變壓器位置（電壓等級）不同，比如高壓側(cè)的合并單元，輸出的都是高壓的輸出測試量波形，中壓側(cè)的合并單元輸出的都是中壓的輸出測試量波形，對于3個合并單元的電流輸出測試量波形無法直接進行同步性的對比分析，因此有以下的兩種解決方式：

1、將3個合并單元產(chǎn)生的電流輸出測試量波形變換到同一時標體系后，再進行電流輸出測試量波形對比分析，這樣，可在同一時標體系下展示變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)的合并單元的電流輸出測試量波形，再結(jié)合現(xiàn)場的狀態(tài)，即可對3個合并單元進行同步核相；

2、以變壓器高壓側(cè)合并單元的電流輸出測試量波形為基準，將變壓器中壓側(cè)和低壓側(cè)合并單元的電流輸出測試量波形進行變換，然后再進行電流輸出測試量波形對比分析。

可以理解的是，對于上述的第1種方式，除了應(yīng)用于本實施方式3個合并單元分別為變壓器高壓側(cè)合并單元、變壓器中壓側(cè)合并單元和變壓器低壓側(cè)合并單元的情況外，同樣也適用于多個合并單元中，包括變壓器高壓側(cè)合并單元、變壓器中壓側(cè)合并單元和變壓器低壓側(cè)合并單元中的至少其中兩側(cè)合并單元的情形。例如，擬測試的合并單元為3個，其中1個為變壓器高壓側(cè)合并單元，2個為變壓器中壓側(cè)合并單元；或者，擬測試的合并單元為5個，其中3個為變壓器中壓側(cè)合并單元，2個為變壓器低壓側(cè)合并單元，由于組合方式眾多，基于上述原則本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉應(yīng)當如何進行設(shè)置，此處不再累述。

對于上述的第2種方式，同樣除了應(yīng)用于本實施方式3個合并單元分別為變壓器高壓側(cè)合并單元、變壓器中壓側(cè)合并單元和變壓器低壓側(cè)合并單元的情況外，同樣也適用于多個合并單元只有變壓高壓側(cè)合并單元和變壓器中壓側(cè)合并單元，或者多個合并單元只有變壓高壓側(cè)合并單元和變壓器低壓側(cè)合并單元的情形。另外，當模擬量輸出繼電保護測試儀向與其連接的合并單元輸出的模擬量測試信號為電壓模擬量測試信號，合并單元產(chǎn)生的輸出測試量波形為電壓輸出測試量波形時，合并單元的同步性測試過程與上述方式是相同的，此處不再累述。

當然，對于本實施方式，模擬量輸出繼電保護測試儀向與其連接的合并單元輸出的模擬量測試信號，也可以包括電流模擬量測試信號和電壓模擬量測試信號，需要注意的是，電流模擬量測試信號和電壓模擬量測試信號的相位角差設(shè)置為零度，電流模擬量測試信號和電壓模擬量測試信號的幅值可以按照額定值輸出，具體將電壓模擬量測試信號的電壓量初始幅值57.7V，電流模擬量測試信號的電流量初始幅值設(shè)置為1A或5A。那么，此時的合并單元與其他合并單元，既可以對電流輸出測試量波形進行同步性測試，也可以對電壓輸出測試量波形進行同步性測試。

參見圖2和圖3，在本發(fā)明的上述兩種實施方式中，擬測試的合并單元包還包括電子式互感器合并單元（除附圖3變壓器低壓側(cè)合并單元外，均是），那么，擬測試的電子式互感器合并單元是不能與模擬量輸出繼電器保護測試儀直接連接的，在上述的實施方式中，擬測試的合并單元與模擬量輸出繼電器保護測試儀通過ECT模擬器或者EVT模擬器連接。模擬量輸出繼電器保護測試儀輸出的模擬量測試信號，先輸入ECT模擬器或者EVT模擬器，ECT模擬器或者EVT模擬器將模擬量測試信號轉(zhuǎn)變?yōu)镕T3信號輸入給合并單元，合并單元產(chǎn)生的輸出測試量波形再輸入變壓器保護裝置。

圖2和圖3所示實施方式，相對圖1所示的實施方式，除了增加電子式互感器合并單元外，其對多個合并單元同步性的測試方式與圖1所示實施方式均是相同的，由于前述的實施方式已經(jīng)進行了詳細的描述，除此不再進行累述。

以上僅就本發(fā)明較佳的實施例作了說明，但不能理解為是對權(quán)利要求的限制。本發(fā)明不僅局限于以上實施例，其具體結(jié)構(gòu)允許有變化。總之，凡在本發(fā)明獨立權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)所作的各種變化均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。