一种用于串补设备的独立录波系统及其录波方法与流程

本发明涉及串联电容器补偿装置的暂态故障录波技术，具体涉及一种用于串补设备的独立录波系统及其录波方法。

背景技术：

随着串联电容器补偿装置(简称串补)在超、特高压电网应用规模日益扩大，在其发挥巨大经济效益和社会效益的同时，对其稳定性和可靠性提出了更高的要求。因此需要一套独立于串补继电保护及安全自动装置外的故障录波装置，它能够记录电网故障发生前后电气量和状态变化过程信息，完整地反映故障后的瞬间变化及继电保护的动作行为，并有数据存档和数据再分析的能力。从而能够客观的、准确的对串补进行故障元件诊断、事故后数据分析、保护动作行为评价等。

由于串联电容器补偿装置是串联于线路中，其特殊的高压平台结构，使得电流互感器(ct)可安装于平台上，并将其二次侧电流直接输入同样位于平台上的平台测量箱中，在平台测量箱中完成模数(a/d)、电光转换后通过光纤将测量数据传送到串补继电保护及安全自动装置，然后由串补继电保护及安全自动装置在实现控制保护功能的同时实现暂态故障录波功能。然而，如前所述故障录波器是进行电力系统故障分析的基本工具，用于分析判断继电保护及安全自动装置动作行为，确定故障原因，及早排除故障，恢复系统正常运行，当前这种集裁判员和运动员于一身的是不合理的。因此将其与串补继电保护及安全自动装置分离开，独立运行，更有利于其记录波形的正确性和客观性。

串联补偿是将电容器组串联于交流输电线路中，用于补偿交流输电线路的电器。按照补偿阻抗的固定不变和可以调节，串补装置可分为固定串补(fsc)和可控串补(tcsc)。可控串补是通过电力电子的手段实现对串联阻抗的控制，使整个输电线的参数可动态调节。可以提高线路功率极限和电力系统稳定性，其最大的特点就是通过在电网线路上加装相应装置，提高电网的输送能力。

故障录波装置的作用就是在电力系统发生故障时，通过故障量能自动记录的启动，记录下故障前后一段时间内电气量与非电气量的变化过程，并生成录波文件，已达到协助故障追忆分析的目的。其基本工作原理是在正常运行情况时，故障录波装置时时对接入的模拟电气量(电流、电压、功率)进行采集，当故障发生时，根据预先的定值，故障录波装置动作记录下故障前后数秒内(通常为3秒)模拟电气量及开关量数据，并生成故障录波文件。

当前串联电容器补偿装置录波方式主要由以下几部分组成：平台上电流互感器(ct)、平台测量箱模数和电光转换模块、光纤绝缘柱、地面光纤转接箱、串补继电保护及安全自动装置中的数据汇总板、背板、通信管理板，以及网线和工控机。由于所采集的各种数据经串补继电保护及安全自动装置处理后再进行录波，不符合独立录波的要求。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种用于串补设备的独立录波系统及其录波方法，本发明全面提高了串联电容器补偿装置录波方式的可靠性和客观性，为分析系统故障提供了重要依据。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种用于串补设备的独立录波系统，其改进之处在于，包括：

平台测量箱，用于将采集的互感器数据进行ad转换，并通过st光纤接口分别下发给控制保护装置和录波装置；

控制保护装置，用于向平台测量箱发送三相同步信号，以及向录波装置发送goose开关量信号；

录波装置，用于记录控制保护装置发送来goose开关量信号和平台测量箱发送的sv信号。

进一步地，所述独立录波系统还包括若干条光纤回路，每条光纤回路均通过设置在其上的st光纤接口分别与平台测量箱、控制保护装置和录波装置进行联通。

进一步地，所述平台测量箱包括模数转换ad板；

所述模数转换ad板用于对采集的互感器数据进行模数转换，并通过st光纤接口将转换后的互感器数据同时下发给控制保护装置和录波装置。

进一步地，所述转换后的互感器数据采用ft3通信规约格式的数据。

进一步地，所述平台测量箱还包括电光转换板，所述电光转换板用于将采集的互感器数据进行模数转换，且与模数转换ad板冗余设计。

进一步地，所述电光转换板包括光以太网口。

进一步地，所述控制保护装置包括数据汇总板，所述数据汇总板用于接收通过st光纤接口将转换后的互感器数据，并通过数据汇总板向模数转换ad板发送三相同步信号，通过光以太网口向录波装置传输goose开关量信号。

进一步地，所述互感器数据为采样值sv信号。

本发明还提供一种用于串补设备的独立录波系统的录波方法，其改进之处在于：

平台测量箱将采集的互感器数据进行ad转换，并通过st光纤接口分别下发给控制保护装置和录波装置；

控制保护装置向平台测量箱发送三相同步信号，以及向录波装置发送goose开关量信号；

录波装置记录控制保护装置发送来goose开关量信号和平台测量箱发送的sv信号。

进一步地，所述平台测量箱用于将采集的互感器数据进行ad转换，并通过st光纤接口分别下发给控制保护装置和录波装置，包括：

平台测量箱的模数转换ad板采集的互感器数据进行ad转换；

将ad转换后的互感器数据分别下发给控制保护装置和录波装置。

进一步地，所述控制保护装置向平台测量箱发送三相同步信号，以及向录波装置发送goose开关量信号，包括：

控制保护装置的数据汇总板接收通过st光纤接口将转换后的互感器数据；

控制保护装置的数据汇总板向模数转换ad板发送三相同步信号；

控制保护装置的数据汇总板通过光以太网口向录波装置传输goose开关量信号。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的优异效果是：

a)本发明提供的技术方案采用平台测量箱，用于将采集的互感器数据进行ad转换，并通过st光纤接口分别下发给控制保护装置和录波装置；控制保护装置，用于向平台测量箱发送三相同步信号，以及向录波装置发送goose开关量信号；录波装置，用于记录控制保护装置发送来goose开关量信号和平台测量箱发送的sv信号，系统的结构简单，并且实现了录波功能，全面提高了串联电容器补偿装置录波方式的可靠性和客观性，为分析系统故障提供了重要依据，克服了由于所采集的各种数据经串补继电保护及安全自动装置处理后再进行录波，不符合独立录波的要求的缺陷。

b)本发明提供的技术方案成本低工程适用性强，能充分利用串补已有数据采集系统，研发和生产制造成本大幅降低。

c)本发明提供的技术方案安全稳定性和可靠性高，该独立录波方式对串补已有数据采集系统的影响和改动要求最小，最大限度地降低了这些环节得不确定因素。

d)本发明提供的技术方案实现方式简单、可靠，因此非常适合大范围推广应用。尤其适用于对已投运串补装置的升级改造。

附图说明

图1是本发明提供的一种用于串补设备的独立录波方法的流程图；

图2是本发明提供的一种用于串补设备的独立录波方法的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

本发明提供的一种基于数据合并装置的独立故障录波系统及方法。独立录波系统基本需求包括：继电保护及安全自动装置和独立录波装置所需的物理量应来自同一个采集或数据处理设备，相关通信协议必须一致。数据采集部分既适用于传统电磁式电流/电压互感器，可与多个厂家录波装置接口。

本发明提供一种用于串补设备的独立录波系统，如图1所示，所述系统包括平台测量箱、控制保护装置和录波装置，所述平台测量箱与控制保护装置数据交互，所述平台测量箱向录波装置传递数据，所述控制保护装置向录波装置传递数据。

平台测量箱，用于将采集的互感器数据进行ad转换，并通过st光纤接口分别下发给控制保护装置和录波装置；

控制保护装置，用于向平台测量箱发送三相同步信号，以及向录波装置发送goose开关量信号；

录波装置，用于记录控制保护装置发送来goose开关量信号和平台测量箱发送的sv信号。

优选的，所述独立录波系统还包括若干条光纤回路，每条光纤回路均通过设置在其上的st光纤接口分别与平台测量箱、控制保护装置和录波装置进行联通。

优选的，所述平台测量箱包括模数转换ad板；

所述模数转换ad板用于对采集的互感器数据进行模数转换，并通过st光纤接口将转换后的互感器数据同时下发给控制保护装置和录波装置。

优选的，所述转换后的互感器数据采用ft3通信规约格式的数据。

优选的，所述平台测量箱还包括电光转换板，所述电光转换板用于将采集的互感器数据进行模数转换，且与模数转换ad板冗余设计。

优选的，所述电光转换板包括光以太网口。

优选的，所述控制保护装置包括数据汇总板，所述数据汇总板用于接收通过st光纤接口将转换后的互感器数据，并通过数据汇总板向模数转换ad板发送三相同步信号，通过光以太网口向录波装置传输goose开关量信号。

本发明还提供一种独立录波系统工作过程，包括：

1)利用现有串联电容器补偿装置高压平台上现有的模拟量数据采集系统。通过对平台测量箱模数转换ad板进行功能性能的优化，对现有系统进行最小改动，达到满足串补工程独立录波的要求。从而通过模数转换ad板采用国网ft3格式下发数据，

2)通过光纤接口同时发给串补继电保护及安全自动装置(控制保护装置)的数据汇总板和独立故障录波装置。

录波装置记录控制保护装置发送来goose开关量信号和平台测量箱发送的sv信号。

3)控制保护装置将数据汇总板采集的数据，通过光以太网口向录波装置传输goose开关量信号，满足iec61850标准协议。

图2给出了独立录波的实现方式，通过平台测量箱采集所有互感器数据后，通过平台测量箱模数转换ad板进行ad转换和电光转换，然后通过不同的光纤回路将电气测量量分别传输到平台下的串补继电保护及安全自动装置(控制保护装置)和独立录波装置。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。