一种基于同一时钟源的直流保护时间现场校验装置与方法与流程

本发明涉及电气工程技术，具体涉及一种基于同一时钟源的直流保护时间现场校验装置与方法。

背景技术：

作为跨区域大范围资源配置的重要手段，（特）高压直流输电已成为国家能源战略的重要组成部分。近十年来已有一大批（特）高压直流输电系统相继建成投运，在保障能源供应、优化能源结构和转变能源发展方式方面发挥了重要作用，在国家经济、人民生活中影响日益重大。确保（特）高压直流输电核心设备—直流保护设备的工作状态正常，对提高（特）高压直流输电的可靠性意义重大。

基于二次信号模拟的现场校验技术早已被广泛地应用于交流系统二次设备日常维护工作中，并通过数十年的运行维护经验证明是提高二次设备可靠性最有效的手段。目前基于二次信号模拟的现场检验技术已被应用于直流保护设备，取得了良好的效果。然而，与交流保护不同，由于直流保护动作行为并非直接以开关量的形式作用于开关，而是通过控制系统控制换流阀等设备，无法按交流保护现场校验的方法现场校验直流保护动作时间。现有的直流保护现场校验方法大多未涉及直流保护时间校验内容，少数提及直流保护时间校验的，也只能校验动作时序。由于缺乏一种有效的直流保护时间现场校验的装置和方法，使得直流保护动作时间投运后就无法校验，给已投运的（特）高压直流输电工程，特别是投运较久的高压直流输电工程，带来严重隐患。

现有的涉及已投运的（特）高压直流输电工程的直流保护时间现场校验装置和方法很少：如申请号为cn201610288482.4的中国专利文献公开的一种高压直流保护系统现场校验方法及装置，通过计算同一保护两种动作信号的时间差，间接校验保护动作时序；如申请号为cn201410194153.4的中国专利文献公开的一种直流保护校验方法，没有提及直流保护时间的校验；如申请号为cn201410194153.4的中国专利文献公开的一种直流保护校验方法，没有提及直流保护时间的校验；如申请号为201610940761.4的中国专利文献公开的一种直流保护定值的校核方法，在实验室环境下通过emtdc仿真平台开展保护时间定值的校核，与现场对实际直流保护设备开展校验差异很大，无法被用于直流保护时间的现场校验。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能有效解决已投运的（特）高压直流输电工程的直流保护时间无法现场校验的问题，直观、易于实施、成本较低、安全风险小、适用范围广的基于同一时钟源的直流保护时间现场校验装置与方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一方面，本发明提供一种基于同一时钟源的直流保护时间现场校验装置，包括标准时钟源、测试加量单元和动作信号采集单元，所述标准时钟源的输出端分别与测试加量单元和动作信号采集单元相连以为测试加量单元和动作信号采集单元提供时钟源授时，所述测试加量单元的输出端与被校验的直流保护相连，所述动作信号采集单元的输入端与被校验的直流保护相连。

优选地，所述标准时钟源采用被校验的直流保护所在换流站的换流站用标准时钟源。

优选地，所述动作信号采集单元采用被校验的直流保护所在换流站的换流站站监控系统。

一方面，本发明还提供一种基于前述基于同一时钟源的直流保护时间现场校验装置的基于同一时钟源的直流保护时间现场校验方法，实施步骤包括：

1）通过标准时钟源为测试加量单元、动作信号采集单元通过b码授时；

2）通过测量加量单元施加测试量至被校验的直流保护设备并记录施加测试量的时间t1；

3）通过动作信号采集单元观测直流保护动作信息，记录直流保护切换系统信号的动作时间t2、直流保护闭锁直流信号的动作时间t3、直流保护告警信号的动作时间t4；

4）计算施加测试量的时间t1、直流保护告警信号的动作时间t4两者之间的第一时间差△t1，计算施加测试量的时间t1、直流保护切换系统信号的动作时间t2两者之间的第二时间差△t2，计算施加测试量的时间t1、直流保护闭锁直流信号的动作时间t3两者之间的第三时间差△t3；

5）判断第一时间差△t1和直流保护告警时间定值之间的偏差量不超过第一给定偏差门槛值，第二时间差△t2和直流保护切换系统时间定值之间的偏差量不超过第二给定偏差门槛值、第三时间差△t3和直流保护闭锁直流时间定值之间的偏差量不超过第三给定偏差门槛值三者是否同时成立，如果三者同时成立，则判定被校验的直流保护时间校验通过，否则判定直流保护时间校验不通过。

优选地，步骤5）中第一给定偏差门槛值为300ms，第二给定偏差门槛值为50ms，第三给定偏差门槛值为50ms。

本发明基于同一时钟源的直流保护时间现场校验装置具有下述优点：本发明包括标准时钟源、测试加量单元和动作信号采集单元，标准时钟源的输出端分别与测试加量单元和动作信号采集单元相连以为测试加量单元和动作信号采集单元提供时钟源授时，测试加量单元的输出端与被校验的直流保护相连，动作信号采集单元的输入端与被校验的直流保护相连，从而能为本发明基于同一时钟源的直流保护时间现场校验方法提供硬件设备，能有效解决已投运的（特）高压直流输电工程的直流保护时间无法现场校验的问题，具有直观、易于实施、成本较低、安全风险小、适用范围广的优点。

本发明基于同一时钟源的直流保护时间现场校验方法具有下述优点：本发明基于同一时钟源的直流保护时间现场校验方法在本发明基于同一时钟源的直流保护时间现场校验装置的基础上，通过通过测量加量单元施加测试量至被校验的直流保护设备并记录施加测试量的时间t1，通过动作信号采集单元观测直流保护动作信息，记录直流保护切换系统信号的动作时间t2、直流保护闭锁直流信号的动作时间t3、直流保护告警信号的动作时间t4，然后基于上述信息进行计算处理，判断被校验的直流保护时间校验是否通过，能有效解决已投运的（特）高压直流输电工程的直流保护时间无法现场校验的问题，具有直观、易于实施、成本较低、安全风险小、适用范围广的优点。

附图说明

图1为本发明实施例装置的应用结构示意图。

图2为本发明实施例方法的流程示意图。

具体实施方式

下文将以对某±500kv换流站极1阀直流差动保护开展保护时间现场校验为例，对本发明基于同一时钟源的直流保护时间现场校验装置与方法进行说明。极1阀直流差动保护相关判据只包括一个光电式电流互感器测量通道和一个零磁通电流互感器测量通道。极1阀直流差动保护系统的保护判据分为告警、闭锁两种，其中告警判据为：vdcdp_ivalve_diff>90a，延时4s告警（vdcdp_alarm）；闭锁判据为vdcdp_ivalve_diff-0.2×idnc>1200a，则延时2ms切换系统（vdcdp_ss），再延时15ms闭锁直流(vdcdp_trip)。其中vdcdp_ivalve_diff=idp–idnc，idp为阀厅极母线出口电流（取自阀厅高压侧极母线光电式电流互感器p1.u.t1），idnc为阀厅中性母线出口电流（取自阀厅低压侧中性母线零磁通电流互感器p1.u.t11）。该站极1阀直流差动保护告警动作时间定值误差不超过300ms，切换系统、闭锁直流动作时间定值误差不超过50ms。

如图1所示，本实施例基于同一时钟源的直流保护时间现场校验装置包括标准时钟源1、测试加量单元2和动作信号采集单元3，标准时钟源1的输出端分别与测试加量单元2和动作信号采集单元3相连以为测试加量单元2和动作信号采集单元3提供时钟源授时，测试加量单元2的输出端与被校验的直流保护相连，动作信号采集单元3的输入端与被校验的直流保护相连。测试加量单元2用于对被校验的直流保护施加测试量并记录包含时间的测试信息（包括测试量数值和施加时间），动作信号采集单元3用于采集包含时间的被校验的直流保护动作信息（保护名称、保护动作类型和保护动作时间）。本实施例基于同一时钟源的直流保护时间现场校验装置由标准时钟源1对测试加量单元2和动作信号采集单元3统一授时，测试加量单元2对被校验的阀直流差动保护施加测试量，动作信号采集单元3记录被校验的阀直流差动保护的动作信息。

本实施例中，标准时钟源1采用被校验的直流保护所在换流站的换流站用标准时钟源；动作信号采集单元3采用被校验的直流保护所在换流站的换流站站监控系统。

本实施例基于同一时钟源的直流保护时间现场校验方法的实施步骤包括：

1）通过标准时钟源1为测试加量单元2、动作信号采集单元3通过b码授时；

2）通过测量加量单元2施加测试量至被校验的直流保护设备并记录施加测试量的时间t1；本实施例中，通过测量加量单元2施加的测试量等值一次值为idp=1500a、idnc=100a，施加测试量的时间t1为12:04:14.876；

3）通过动作信号采集单元3观测直流保护动作信息，记录直流保护切换系统信号的动作时间t2、直流保护闭锁直流信号的动作时间t3、直流保护告警信号的动作时间t4；本实施例中，通过动作信号采集单元3观测极1阀直流差动保护动作信息，记录极1阀直流差动保护切换系统信号的动作时间、极1阀直流差动保护闭锁直流信号的动作时间、极1阀直流差动保护告警信号的动作时间，其中极1阀直流差动保护切换系统信号的动作时间t2为12:04:14.898、极1阀直流差动保护闭锁直流信号的动作时间t3为12:04:14.913、极1阀直流差动保护告警信号的动作时间t4为12:04:18.912；

4）计算施加测试量的时间t1、直流保护告警信号的动作时间t4两者之间的第一时间差△t1，计算施加测试量的时间t1、直流保护切换系统信号的动作时间t2两者之间的第二时间差△t2，计算施加测试量的时间t1、直流保护闭锁直流信号的动作时间t3两者之间的第三时间差△t3；本实施例中，计算施加测试量的时间t1、极1阀直流差动保护告警信号的动作时间t4两者之间的第一时间差，计算施加测试量的时间t1、极1阀直流差动保护切换系统信号的动作时间t2两者之间的第二时间差，计算施加测试量的时间t1、极1阀直流差动保护闭锁直流信号的动作时间t3两者之间的第三时间差，其中第一时间差为4036ms，第二时间差为22ms，第三时间差为37ms；

5）判断第一时间差△t1和直流保护告警时间定值之间的偏差量不超过第一给定偏差门槛值，第二时间差△t2和直流保护切换系统时间定值之间的偏差量不超过第二给定偏差门槛值、第三时间差△t3和直流保护闭锁直流时间定值之间的偏差量不超过第三给定偏差门槛值三者是否同时成立，如果三者同时成立，则判定被校验的直流保护时间校验通过，否则判定直流保护时间校验不通过。

本实施例中，步骤5）中第一给定偏差门槛值为300ms，第二给定偏差门槛值为50ms，第三给定偏差门槛值为50ms。经判断第一时间差和极1阀直流差动保护告警时间定值的偏差量为36ms，不超过第一给定偏差门槛值300ms；第二时间差和极1阀直流差动保护切换系统时间定值的偏差量为20ms不超过第二给定偏差门槛值50ms；第三时间差和极1阀直流差动保护闭锁直流时间定值的偏差量为20ms不超过第三给定偏差门槛值50ms。上述三者同时成立，因此，判定被校验的极1阀直流差动保护时间校验通过，说明该极1阀直流差动保护时间正常。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。