一种成套开关设备和控制设备的准确度诊断方法及系统与流程

1.本发明涉及电力开关设备和控制设备技术领域，特别涉及一种成套开关设备和控制设备的准确度诊断方法及系统。


背景技术：

2.成套开关设备和控制设备是电力系统中应用广泛的一种电力设备，它涵盖了开关装置以及开关装置和互感器/传感器、智能终端等控制、测量、保护和调节设备的组合，以及此类装置和设备及相关的连接线、附件、外壳和支撑构架的总装。
3.传统成套开关设备和控制设备的准确度诊断方法是，一般是只要用于成套开关设备和控制设备的互感器/传感器自身准确度和智能终端的采样精度满足要求，就认为成套开关设备和控制设备的准确度满足要求。但是，随着电网建设和相关技术的发展，开关设备和控制设备成套化供货越来越多，传统的依靠成套开关设备和控制设备单个元器件的准确度诊断方法已不能满足日益提高的供电可靠性需求。尤其是新型互感器/传感器在开关设备和控制设备中的应用越来越广泛，电流、电压信号传输线路参数的匹配性将直接影响成套开关设备和控制设备中量测设备的准确性，进而影响成套开关设备和控制设备的工作可靠性。然而传统成套开关设备和控制设备不能诊断出导致成套开关设备和控制设备准确度是否合格。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的是提供一种成套开关设备和控制设备的准确度诊断方法及系统，能够准确判定成套开关设备和控制设备的准确度是否合格，并可据此诊断出导致成套开关设备和控制设备准确度不合格的环节，提高成套开关设备和控制设备的工作可靠性。
5.为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种成套开关设备和控制设备的准确度诊断方法，所述方法包括步骤：
6.(1)主控模块控制三相电源将标准规定的电信号分别加载在标准互感器的一次侧及成套开关设备和控制设备的一次侧；
7.(2)所述标准互感器将所述电信号变换后得到标准二次电信号并将所述标准二次电信号传送至数据采集和处理模块；
8.(3)所述成套开关设备和控制设备将所述电信号变换后得到设备二次电信号并将所述设备二次电信号传送至所述数据采集和处理模块；
9.(4)所述数据采集和处理模块采集所述标准二次电信号和所述设备二次电信号，分别处理后得到标准二次电信号数据和设备二次电信号数据，计算所述设备二次电信号数据的电信号准确度，并进行所述电信号准确度的判定和诊断。
10.进一步地，所述步骤(3)包括：
11.(3.1)所述成套开关设备和控制设备中的互感器或/和传感器将所述电信号变换
后得到二次电信号并将其传送至所述数据采集和处理模块；
12.(3.2)所述成套开关设备和控制设备中的智能终端从所述互感器或/和传感器处获取并处理所述二次电信号后传送至数据采集和处理模块；
13.步骤(4)中所述设备二次电信号数据包括互感器或/和传感器二次电信号数据和智能终端二次电信号数据。
14.进一步地，所述步骤(4)包括：
15.所述数据采集和处理模块分别计算所述成套开关设备和控制设备中的互感器或/和传感器的电信号准确度以及智能终端的电信号准确度，并进行电信号准确度的判定和诊断。
16.进一步地，所述步骤(4)中所述设备二次电信号数据的电信号准确度为电信号比差或/和角差准确度q，其计算公式如下：
17.q＝(c-s)/s
18.其中，c为所述设备二次电信号数据，s为所述标准二次电信号数据。
19.进一步地，所述步骤(4)所述数据采集和处理模块计算所述设备二次电信号数据的电信号准确度，并进行所述电信号准确度的判定和诊断包括：
20.所述数据采集和处理模块将所述互感器或/和传感器的电信号准确度以及所述智能终端的电信号准确度与标准规定的电信号准确度进行比对，诊断出成套开关设备和控制设备的电信号准确度是否存在问题及存在问题的环节。
21.本发明实施例提供了一种成套开关设备和控制设备的准确度诊断系统，所述系统包括：
22.主控模块，用于控制三相电源将标准规定的电信号分别加载在标准互感器的一次侧及成套开关设备和控制设备的一次侧；
23.三相电源，用于为所述标准互感器、所述成套开关设备和控制设备提供标准规定的电信号；
24.标准互感器，用于将所述电信号变换后得到标准二次电信号并将标准二次电信号传送至数据采集和处理模块；
25.成套开关设备和控制设备，用于将所述电信号变换后得到设备二次电信号并将所述设备二次电信号传送至所述数据采集和处理模块；
26.还包括数据采集和处理模块，数据采集和处理模块包括数据采集单元和数据处理单元，所述数据采集单元用于采集所述标准二次电信号和所述设备二次电信号，所述数据处理单元用于将所述标准二次电信号和所述设备二次电信号分别处理后得到标准二次电信号数据和设备二次电信号数据，计算所述设备二次电信号数据的电信号准确度，并进行所述电信号准确度的判定和诊断。
27.进一步地，所述设备二次电信号数据包括互感器或/和传感器二次电信号数据和智能终端二次电信号数据；所述成套开关设备和控制设备中的互感器或/和传感器将所述电信号变换后得到二次电信号并将其传送至所述数据采集和处理模块；所述成套开关设备和控制设备中的智能终端从所述互感器或/和传感器处获取并处理所述二次电信号后传送至数据采集和处理模块。
28.进一步地，所述数据处理单元分别计算所述成套开关设备和控制设备中的互感器
或/和传感器的电信号准确度以及智能终端的电信号准确度，并进行电信号准确度的判定和诊断。
29.进一步地，所述设备二次电信号数据的电信号准确度为电信号比差或/和角差准确度q，其计算公式如下：
30.q＝(c-s)/s
31.其中，c为所述设备二次电信号数据，s为所述标准二次电信号数据。
32.进一步地，所述计算所述设备二次电信号数据的电信号准确度，并进行所述电信号准确度的判定和诊断包括：
33.所述数据处理单元将所述互感器或/和传感器的电信号准确度以及所述智能终端的电信号准确度与标准规定的电信号准确度进行比对，诊断出成套开关设备和控制设备的电信号准确度是否存在问题及存在问题的环节。
34.进一步地，标准互感器用于将输入的电流、电压信号变换为二次电流、电压信号并传送至数据采集单元，数据处理单元将数据采集单元采集的二次电流、电压信号处理成标准规定的电流、电压准确度数据形式，得到标准二次电流数据s01、电压数据s02；
35.成套开关设备和控制设备中的互感器/传感器将其变换后的二次电流、电压信号传送至数据采集单元，数据处理单元将数据采集单元采集的二次电流、电压信号处理成标准规定的电流、电压准确度数据形式，得到互感器/传感器二次电流数据s11、电压数据s12；
36.成套开关设备和控制设备中的智能终端将其从成套开关设备和控制设备中的互感器/传感器处获取的二次电流、电压信号处理后传送至数据采集单元，数据处理单元将数据采集单元采集的二次电流、电压信号处理成标准规定的电流、电压准确度数据形式，得到智能终端二次电流数据s21、电压数据s22。
37.进一步地，数据采集和处理模块对从成套开关设备和控制设备的互感器/传感器得到的互感器/传感器二次电流数据s11、电压数据s12和标准二次电流数据s01、电压数据s02分别进行比对、计算，得出成套开关设备和控制设备中的电流互感器/传感器的准确度q11和电压互感器/传感器的准确度q12；
38.1)成套开关设备和控制设备中的电流互感器/传感器的电流比差和/角差准确度的计算公式为：
39.q11＝(s11-s01)/s01
40.2)成套开关设备和控制设备中的电压互感器/传感器的电压比差和/角差准确度的计算公式为：
41.q12＝(s12-s02)/s02
42.数据采集和处理模块对从成套开关设备和控制设备的智能终端得到的智能终端二次电流数据s21、电压数据s22和标准二次电流数据s01、电压数据s02分别进行比对、计算，得出成套开关设备和控制设备中的智能终端的电流准确度q21和电压准确度q22；
43.3)成套开关设备和控制设备中的智能终端的电流比差和/角差准确度的计算公式为：
44.q21＝(s21-s01)/s01
45.4)成套开关设备和控制设备中的智能终端的电压比差和/角差准确度的计算公式为：
46.q22＝(s22-s02)/s02
47.数据采集和处理模块对成套开关设备和控制设备中的电流互感器/传感器的准确度q11、成套开关设备和控制设备中的智能终端的电流准确度q21和标准规定的电流准确度进行比对，即可诊断出成套开关设备和控制设备的电流准确度是否存在问题及存在问题的环节；
48.数据采集和处理模块对成套开关设备和控制设备中的电压互感器/传感器的准确度q12、成套开关设备和控制设备中的智能终端的电压准确度q22和标准规定的电压准确度进行比对，即可诊断出成套开关设备和控制设备的电压准确度是否存在问题及存在问题的环节。
49.进一步地，比对并诊断出成套开关设备和控制设备的电信号准确度是否存在问题及存在问题的环节的步骤如下：
50.若所述成套开关设备和控制设备中的电流互感器/传感器的准确度q11不符合标准规定的电流准确度要求，则判定成套开关设备和控制设备的电流准确度不合格；并可判断所述成套开关设备和控制设备中的电流互感器/传感器与成套开关设备和控制设备的一次侧之间的连接或导电通路存在导致成套开关设备和控制设备电流准确度不合格的因素；
51.若所述成套开关设备和控制设备中的电流互感器/传感器的准确度q11符合、但所述成套开关设备和控制设备中的智能终端的电流准确度q21不符合标准规定的电流准确度要求，判定成套开关设备和控制设备的电流准确度不合格；并可判断所述成套开关设备和控制设备中的智能终端与所述成套开关设备和控制设备的电流互感器/传感器之间的连接存在导致成套开关设备和控制设备电流准确度不合格的因素；
52.若所述成套开关设备和控制设备中的电流互感器/传感器的准确度q11、所述成套开关设备和控制设备中的智能终端的电流准确度q21两者都符合标准规定的电流准确度要求，判定成套开关设备和控制设备的电流准确度合格。
53.同样地，若所述成套开关设备和控制设备中的电压互感器/传感器的准确度q12不符合标准规定的电压准确度要求，判定成套开关设备和控制设备的电压准确度不合格；并可判断所述成套开关设备和控制设备中的电压互感器/传感器与所述成套开关设备和控制设备的一次侧之间的连接存在导致成套开关设备和控制设备电压准确度不合格的因素；
54.若所述成套开关设备和控制设备中的电压互感器/传感器的准确度q12符合、但所述成套开关设备和控制设备中的智能终端的电压准确度q22不符合标准规定的电压准确度要求，判定成套开关设备和控制设备的电压准确度不合格；并可判断所述成套开关设备和控制设备中的智能终端与所述成套开关设备和控制设备的电压互感器/传感器之间的连接存在导致成套开关设备和控制设备电压准确度不合格的因素；
55.若所述成套开关设备和控制设备中的电压互感器/传感器的准确度q12、所述成套开关设备和控制设备中的智能终端的电压准确度q22两者都符合标准规定的电压准确度要求，判定成套开关设备和控制设备的电压准确度合格。
56.本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
57.本发明在分析成套开关设备和控制设备中的设备及连接关系的基础上，通过数据采集和处理模块将标准互感器变换后的二次电流、电压信号，和成套开关设备和控制设备中的互感器/传感器变换后的二次电流、电压信号，以及成套开关设备和控制设备中的智能
终端从成套开关设备和控制设备中的互感器/传感器处获取、处理后的二次电流、电压信号进行比对、计算，分别得到成套开关设备和控制设备中的互感器/传感器、智能终端的准确度，通过与标准规定的准确度要求比对，可判定成套开关设备和控制设备的准确度是否合格，并可据此诊断出导致成套开关设备和控制设备准确度不合格的环节，能够对导致成套开关设备和控制设备准确度不合格的因素进行快速、精确定位。
附图说明
58.图1是本发明实施例提供的成套开关设备和控制设备的准确度诊断系统结构框图；
59.图2是本发明实施例提供的成套开关设备和控制设备的准确度诊断方法的逻辑框图。
具体实施方式
60.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
61.请参照图1，本发明实施例中成套开关设备和控制设备作为被测设备，成套开关设备和控制设备包括开关本体、互感器/传感器、智能终端、电缆等。其中，互感器/传感器包括电流互感器/传感器和电压互感器/传感器两种类型的一种或两种，可以与开关本体融合设计，也可以独立于开关本体。智能终端具有电流、电压信号的采集、变换功能，还具有控制和保护等功能。同样地，智能终端可以与开关本体融合设计，也可以独立于开关本体。
62.如图1所示，是本发明实施例提供的一种成套开关设备和控制设备的准确度诊断系统的结构框图，可用于成套开关设备和控制设备的准确度诊断，系统包括：主控模块、三相电源、标准互感器、成套开关设备和控制设备以及数据采集和处理模块。
63.三相电源包括三相电流和/电压发生源，用于为标准互感器、成套开关设备和控制设备提供符合标准规定的电流和/电压信号等电信号，三相电源输出的电流信号和/或电压信号由主控模块设定；
64.标准互感器，用于将输入的电流、电压信号变换为标准二次电流、电压信号；
65.主控模块：用于控制三相电流、电压发生源输出符合标准规定的电流、电压信号；其中，主控模块包括：电流控制单元：用于设定标准规定的、对应相别(abc三相同时输出或任意一相或任意两相)的电流信号，控制三相电流、电压发生源按照设定要求输出；电压控制单元：用于设定标准规定的、对应相别(abc三相同时输出或任意一相或任意两相)的电压信号，控制三相电流、电压发生源按照设定要求输出，电流控制单元和电压控制单元可控制电流信号、电压信号独立输出，也可控制其同时输出。主控模块通过三相电流、电压发生源分别加载在标准互感器的一次侧及成套开关设备和控制设备的一次侧后，经标准互感器变换后的二次电流、电压信号，和成套开关设备和控制设备中的互感器/传感器变换后得到二次电流、电压信号，以及成套开关设备和控制设备中的智能终端从成套开关设备和控制设备中的互感器/传感器处获取、处理后得到二次电流、电压信号。
66.数据采集和处理模块：用于对标准互感器和成套开关设备和控制设备输出的二次电流、电压信号的采集和处理，以及成套开关设备和控制设备准确度的判定和诊断；数据采集和处理模块具体包括:用于二次电流、电压信号采集的数据采集单元；用于数据处理和比对、计算以及逻辑判断的数据处理单元；数据采集单元包括二次电流信号采集的多组通道，以及用于二次电压信号采集的多组通道，多组通道可以便于标准互感器，成套开关设备和控制设备中互感器/传感器以及智能终端输出的二次电流信号、二次电压信号的同步采集。
67.本发明实施例提供的成套开关设备和控制设备的准确度诊断方法，可以采用前述的成套开关设备和控制设备的准确度诊断系统执行，包括如下步骤：
68.主控模块通过三相电流、电压发生源将标准规定的电流、电压信号分别加载在标准互感器的一次侧及成套开关设备和控制设备的一次侧；
69.标准互感器将其变换后的二次电流、电压信号传送至数据采集单元，数据处理单元将数据采集单元采集的二次电流、电压信号处理成标准规定的电流、电压准确度数据形式，得到标准二次电流数据s01、电压数据s02；
70.成套开关设备和控制设备中的互感器/传感器将其变换后的二次电流、电压信号传送至数据采集单元，数据处理单元将数据采集单元采集的二次电流、电压信号处理成标准规定的电流、电压准确度数据形式，得到二次电流数据s11、电压数据s12；
71.成套开关设备和控制设备中的智能终端将其从成套开关设备和控制设备中的互感器/传感器处获取的二次电流、电压信号处理后传送至数据采集单元，数据处理单元将数据采集单元采集的二次电流、电压信号处理成标准规定的电流、电压准确度数据形式，得到二次电流数据s21、电压数据s22；
72.本发明中标准二次电流数据s01、电压数据s02、二次电流数据s11、电压数据s12、二次电流数据s21、电压数据s22均采用一组数据，以提高计算结果的准确度，能够更加精确的进行诊断。
73.数据采集和处理模块对从成套开关设备和控制设备的互感器/传感器得到的二次电流数据s11、电压数据s12和标准二次电流数据s01、电压数据s02分别进行比对、计算，得出成套开关设备和控制设备中的电流互感器/传感器的准确度q11和电压互感器/传感器的准确度q12；
74.1)成套开关设备和控制设备中的电流互感器/传感器准确度
75.q11(比差，角差)＝(s11-s01)/s01
76.2)成套开关设备和控制设备中的电压互感器/传感器准确度
77.q12(比差，角差)＝(s12-s02)/s02
78.数据采集和处理模块对从成套开关设备和控制设备的智能终端得到的二次电流数据s21、电压数据s22和标准二次电流数据s01、电压数据s02分别进行比对、计算，得出成套开关设备和控制设备中的智能终端的电流准确度q21和电压准确度q22；
79.3)成套开关设备和控制设备中的智能终端的电流准确度
80.q21(比差，角差)＝(s21-s01)/s01
81.4)成套开关设备和控制设备中的智能终端的电压准确度
82.q22(比差，角差)＝(s22-s02)/s02
83.数据采集和处理模块对成套开关设备和控制设备中的电流互感器/传感器的准确
度q11、成套开关设备和控制设备中的智能终端的电流准确度q21和标准规定的电流准确度进行比对，即可诊断出成套开关设备和控制设备的电流准确度是否存在问题及存在问题的环节。
84.同样地，数据采集和处理模块对成套开关设备和控制设备中的电压互感器/传感器的准确度q12、成套开关设备和控制设备中的智能终端的电压准确度q22和标准规定的电压准确度进行比对，即可诊断出成套开关设备和控制设备的电压准确度是否存在问题及存在问题的环节。
85.具体比对并诊断出成套开关设备和控制设备的电信号准确度是否存在问题及存在问题的环节的过程如下：
86.若所述成套开关设备和控制设备中的电流互感器/传感器的准确度q11不符合标准规定的电流准确度要求，则判定成套开关设备和控制设备的电流准确度不合格；并可判断所述成套开关设备和控制设备中的电流互感器/传感器与成套开关设备和控制设备的一次侧之间的连接或导电通路存在导致成套开关设备和控制设备电流准确度不合格的因素；
87.若所述成套开关设备和控制设备中的电流互感器/传感器的准确度q11符合、但所述成套开关设备和控制设备中的智能终端的电流准确度q21不符合标准规定的电流准确度要求，判定成套开关设备和控制设备的电流准确度不合格；并可判断所述成套开关设备和控制设备中的智能终端与所述成套开关设备和控制设备的电流互感器/传感器之间的连接存在导致成套开关设备和控制设备电流准确度不合格的因素；
88.若所述成套开关设备和控制设备中的电流互感器/传感器的准确度q11、所述成套开关设备和控制设备中的智能终端的电流准确度q21两者都符合标准规定的电流准确度要求，判定成套开关设备和控制设备的电流准确度合格。
89.同样地，若所述成套开关设备和控制设备中的电压互感器/传感器的准确度q12不符合标准规定的电压准确度要求，判定成套开关设备和控制设备的电压准确度不合格；并可判断所述成套开关设备和控制设备中的电压互感器/传感器与所述成套开关设备和控制设备的一次侧之间的连接存在导致成套开关设备和控制设备电压准确度不合格的因素；
90.若所述成套开关设备和控制设备中的电压互感器/传感器的准确度q12符合、但所述成套开关设备和控制设备中的智能终端的电压准确度q22不符合标准规定的电压准确度要求，判定成套开关设备和控制设备的电压准确度不合格；并可判断所述成套开关设备和控制设备中的智能终端与所述成套开关设备和控制设备的电压互感器/传感器之间的连接存在导致成套开关设备和控制设备电压准确度不合格的因素；
91.若所述成套开关设备和控制设备中的电压互感器/传感器的准确度q12、所述成套开关设备和控制设备中的智能终端的电压准确度q22两者都符合标准规定的电压准确度要求，判定成套开关设备和控制设备的电压准确度合格。
92.综上，本发明实施例提供的成套开关设备和控制设备的准确度诊断系统，能够同时得到互感器/传感器、智能终端在成套开关设备和控制设备中的准确度，可用于判断成套开关设备和控制设备的准确度是否满足要求，并可根据准确度数据比对诊断成套开关设备和控制设备的准确度存在问题的环节。
93.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。