发电机组遥信及遥测数据防误装置及防误处理方法

技术领域

本发明属于电力行业电网自动化领域，涉及一种防误装置及防误处理方法，尤其涉及一种发电机组遥信及遥测数据防误装置及防误处理方法。

背景技术

随着近些年来自动化设备及智能电网建设不断升级，新建设的智能分析和执行设备的投运，以及环保数据采集和分析系统的投运，渉网设备涉及面广以及对采集数据的准确性和可靠性有了更高要求。电气维护及施工人员日常工作中对渉网设备了解不足，工作中经常出现信号和数据误上传的情况。例如会出现以下情况：

1)当机组出现事故开出遥信事故总信号时，并没有自动复归功能，长时间占用信号通道时，影响其它设备再次发出事故信号。

2)发电机组检修或停机备用时，为了验证汽轮机紧急停机打闸能否有效跳开主变高压侧断路器保护的可靠性，在做打闸试验时，误发事故信号。

3)为了避免事故信号误发，调度要求加装发电机组事故总隔离压板，机组检修时打开压板断开信号回路，增加了人为故障。

4)发电机组检修做传动试验时，机组事故信号没有断开，分合闸机组出口断路器容易误发事故信号。

5)升压站高压断路器分合试验时，从保护测控装置里的开关量状态显示菜单里可以看到除了有TWJ和HWJ状态外，还有断路器状态。正常情况下，TWJ及HWJ其中一个励磁，一个失磁，故常闭触点也将闭合，一个打开。当有什么原因引起跳位继电器与合位继电器同时失磁，常闭触点同时闭合时，就会出现“控制回路断线”信号。不论是采用TWJ还是HWJ来判断开关位置，都有一个一旦控制回路断线，就会导致位置判断错误的问题。手动机械跳闸试验时也会发出事故信号。

6)全厂事故总信号采用多个发电机组和升压站高压断路器事故信号“或”逻辑运算并上传事故信号。

7)遥测测量点校准试验，容易造成上传错误数据，干扰电网智能分析运行控制系统的识别与执行，影响电网安全运行。

8)遥测测量元件接线松动。机组功率遥测数据一般为测量元件转换为4-20mA信号采集上传。例如当停机检修拆除4-20mA引线时，将失去4mA输出量，远动主机采集为负值并上传调度，影响电网负荷准确性，容易造成电网智能分析运行控制系统的错误识别与执行。

以上案例列出在不同环境下，以及发电机组出现事故时，继电保护装置执行跳发电机组出口断路器的同时发出事故总信号，发电机组出口断路器的事故跳闸信号也同时发出。机组检修时传动试验容易造成事故信号误发，原发电机组事故总信号和机组出口断路器的遥信点为逻辑“或”运算，以及发电厂侧缺乏专业的自动化人员，增加发电机组事故信号隔离压板容易被忽略，各种因素影响渉网遥信、遥测信号的准确性和可靠性，试验和意外造成的错误遥测信号的发出，容易造成电网智能设备误判和错误执行跳合闸线路，造成电网事故。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可有效保障发电厂远动信号的正确性和准确性、为电网的安全可靠运行奠定基础的发电机组遥信及遥测数据防误装置及防误处理方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种发电机组遥信及遥测数据防误装置，其特征在于：所述发电机组遥信及遥测数据防误装置包括遥信点、数据采集单元、运算单元以及数据处理单元；所述遥信点是多个；多个遥信点均通过数据采集单元与运算单元相连；所述运算单元与数据处理单元相连；

所述数据采集单元用于采集多个遥信点的遥信量并发送至运算单元；

所述运算单元将数据采集单元采集到的多个遥信点的遥信量进行逻辑运算，获取正确遥测信号以及错误遥测信号；

所述数据处理单元对运算单元获取的正确遥测信号向外部发送，对运算单元获取的错误遥测信号进行闭锁输出。

上述数据采集单元是采用4通道、16位△-∑型高性能数模转换器；所述数据处理单元是基于ARM Cortex-M3内核STM32系列的32位的微控制器。

上述数据采集单元所用的芯片是ADS1115；所述数据处理单元采用的是STM32F103系列芯片。

上述遥信点包括用于测量第二隔离刀闸遥信量的遥信点、用于测量第一隔离刀闸遥信量的遥信点、用于测量接地刀闸D1遥信量的遥信点、用于测量断路器QF遥信量的遥信点、用于测量接地刀闸D2遥信量的遥信点、用于测量发变组保护事故出口信号遥信量的遥信点、用于测量发电机电压遥测量的遥信点以及用于测量主变电压遥测量的遥信点。

一种基于如前所述的发电机组遥信及遥测数据防误装置的防误处理方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1)通过数据采集单元采集各遥信点的事故遥信信号；

2)对步骤1)采集得到的事故遥信信号进行逻辑运算，最终确定判断事故遥信信号是正确遥测信号或错误遥测信号；

3)对正确遥测信号向外部发送，对错误遥测信号进行闭锁输出。

上述步骤2)中逻辑运算的具体实现方式是：

当发变组出口断路器是合闸或分闸时，第一隔离刀闸或第二隔离刀闸是合闸状态，接地刀闸D1以及接地刀闸D2均为分闸状态时，是正常开机或启停机状态，事故遥信信号是正确遥测信号；

当发变组出口断路器是分闸时，第一隔离刀闸以及第二隔离刀闸均为分闸状态，接地刀闸D1或接地刀闸D2为合闸状态时，逻辑运算为停机状态，事故遥信信号是错误遥测信号；

当发变组出口断路器是合闸或分闸时，发电机电压大于等于设定阈值X，为正常开机或启停机状态，事故遥信信号是正确遥测信号；

当发变组出口断路器是合闸或分闸时，主变电压大于等于设定阈值Y，为正常开机或启停机状态，事故遥信信号是正确遥测信号；

当发变组出口断路器停机分闸时，发电机电压小于等于设定阈值X，闭锁影响电网参与智能运算的重要遥测点的错误遥测信号；

当发变组出口断路器停机分闸时，主变电压小于等于设定阈值Y，闭锁影响电网参与智能运算的重要遥测点的错误遥测信号；

所述影响电网参与智能运算的重要遥测点是发电机有功功率和无功功率遥测点、发电机电流遥测点、主变有功功率和无功功率遥测点、主变电流遥测点、高厂变有功功率和无功功率遥测点以及高厂变电流遥测点。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明公开了一种发电机组遥信及遥测数据防误装置及防误处理方法，在电力设备校验和传动试验时，涉及远动设备采集遥信、遥测以及遥调点的信号，通过对错误遥信及遥测信号有效识别判断闭锁，有助于改善电网遥信、遥测信号的准确性和可靠性，对减少智能电网设备误动作和避免电网事故会有很大改善，在满足省调和地调的文件要求的同时，也保障了发电厂远动信号的正确性和准确性，为电网的安全可靠运行奠定了基础。本发明避免了原机组事故信号采用继电保护发变组事故出口信号、发变组出口断路器继电保护出口信号、各线路断路器继电保护出口信号的“或”运算，并增加事故信号压板，停机时必须断开压板连接，增加工作量以及检修工作时容易被忽略，造成事故信号误上传至电网调度。停机检修时发变组功率、电流等重要测量数据正常连接在系统中，容易因检修、校验等试验误上传数据至电网调度，影响电网调度侧参与电网负荷和智能运算的重要遥测数据，造成电网事故。

附图说明

图1是本发明所采用的防误处理方法中所涉及的一次系统图取样连接图；

图2是本发明所采用的防误处理方法的逻辑图；

图3是本发明所采用的防误装置的结构框图；

图4是本发明所采用的防误装置的电路原理图；

图中：

1-第二隔离刀闸遥信量；2-第一隔离刀闸遥信量；3-接地刀闸D1遥信量；4-断路器QF遥信量；5-接地刀闸D2遥信量；6-发变组保护事故出口信号遥信量；7-发电机电压遥测量；8-主变电压遥测量；9-采集单元；10-运算单元；11-闭锁输出。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

参见图3以及图4，本发明提供了一种发电机组遥信及遥测数据防误装置，包括第二隔离刀闸遥信量1、第一隔离刀闸遥信量2、接地刀闸D1遥信量3、断路器QF遥信量4、接地刀闸D2遥信量5、发变组保护事故出口信号遥信量6、发电机电压遥测量7、主变电压遥测量8、采集单元9、运算单元10、闭锁输出11。

采样单元9分别接入遥信点遥测量采样，二次电压回路并接在发电机测量0.2级互感器PT回路中的测量元件上，使用0.2级测量绕组提高采样精度。装置采样后的遥信点遥测量进行逻辑运算，错误遥测信号和数据进行闭锁，正确遥测信号和数据上传调度侧。

装置的遥测数据采集芯片采用TI公司4通道、16位△-∑型高性能数模转换器ADS1115，测量精度为0.1mV，模拟量采样分别接在ADS1115输入端AN0至AN3的任意通道中，并采用高精密低温漂电阻转换成0-5伏电压值进行模数转换和数据采集，并通过I2C接口送入STM32处理模块。处理模块采用意法半导体(ST)公司出品的STM32F103系列芯片，一款基于ARM Cortex-M3内核STM32系列的32位的微控制器，将第二隔离刀闸遥信量1、第一隔离刀闸遥信量2、接地刀闸D1遥信量3、断路器QF遥信量4、接地刀闸D2遥信量5、发变组保护事故出口信号遥信量6、发电机电压遥测量7、主变电压遥测量8；送来的遥信信号和ADS1115采集遥测数据按照图2所示逻辑进行运算，并通过PB0、PB1闭锁输出控制信号防止误发。

可以理解的，在其他的实施例中，装置采样、数据运算可以采用其他型号的模数转换器和微控制器，本领域技术人员可以根据具体工况自行设置，在此不作详述。

实施例2

参见图1以及图2，在“RTU”等系统连接装置或设备中，按照图2逻辑运算关系，设置相关运算法。

遥信及遥测信号(遥信点所采集的事故遥信信号)送入“RTU”等装置进行逻辑运算判断。采用第二隔离刀闸遥信量1、第一隔离刀闸遥信量2、接地刀闸D1遥信量3、断路器QF遥信量4、接地刀闸D2遥信量5、发变组保护事故出口信号遥信量6、发电机电压遥测量7以及主变电压遥测量8进行遥信信号测量。

事故总信号和遥测数据上传时，通过判断发变组出口断路器QF为合闸状态或QF为分闸状态，同时第一隔离刀闸或第二隔离刀闸处于合闸状态，同时接地刀闸D1和接地刀闸D2同处于分闸状态时，此时判断为发电机开机或临时停机状态。当发变组出口断路器QF为分闸状态，同时第一隔离刀闸和第二隔离刀闸同处于分闸状态，同时接地刀闸D1或接地刀闸D2处于合闸状态时，为停机状态并闭锁事故信号，防止停机状态传动试验等误发事故信号。

发变组出口断路器QF为合闸状态或QF为分闸状态，发电机电压大于等于设定阈值X(U1≥X)，或主变电压大于等于设定阈值Y(U2≥Y)，为正常开机或临时停机状态，遥测数据正常上传。当发变组出口断路器QF为分闸状态,发电机电压小于等于设定阈值X(U1≤X)，或主变电压小于等于设定阈值Y(U2≤Y)，闭锁发电机有功功率和无功功率、发电机电流、主变有功功率和无功功率、主变电流、高厂变有功功率和无功功率、高厂变电流等影响电网参与智能运算的重要遥测数据点。