[发明专利]在继电保护装置中实现录波文件故障回放的方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统自动化装置的技术领域，实现在电力系统继电保护装置中可以直接对电力系统暂态数据交换通用格式录波文件，即COMTRADE录波文件进行故障回放，为一种在继电保护装置中实现录波文件故障回放的方法。

背景技术

COMTRADE是IEEE Std C37.111-1999定义的一种电力系统暂态数据交换通用录波文件格式，在电力自动化领域得到广泛的应用。在系统发生故障保护动作时，继电保护装置或专用的故障录波器会在COMTRADE格式录波文件中记录系统中的重要电气量的变化以及开关动作情况。对故障录波文件进行故障回放，为分析系统故障原因、检验继电保护动作行为提供了宝贵资料。

但是，以往对COMTRADE格式的录波文件进行故障回放需要使用专用的测试设备，例如继电保护测试仪、RTDS实时仿真系统等。这些设备价格都非常昂贵，而且不便于携带，甚至由于设备过于庞大，只能在专门的实验室使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有继电保护装置依赖专用的测试设备，才能对COMTRADE格式的故障录波文件进行故障回放，故障回放需要额外设备，使用不方便，受到使用成本和使用地点的限制。

本发明的技术方案为：在继电保护装置中实现录波文件故障回放的方法，通过通用计算机将电力系统暂态数据交换通用格式COMTRADE录波文件的数据导入继电保护装置，进行故障回放，包括以下步骤：

1)在通用计算机中设置对应COMTRADE录波文件的程序，打开COMTRADE录波文件，读取其中记载的数据，包括通道数据的采样频率、采样值、通道系数和通道偏移；

2)通用计算机与继电保护装置通过通讯接口进行通讯连接，获取继电保护装置内用于故障回放的相关参数，包括：继电保护装置的采样频率、模拟量输入通道的数量、各模拟量通道的属性、最大支持的故障回放数据长度，其中各模拟量通道的属性包括通道类型、通道系数、通道偏移；

3)获取继电保护装置的模拟量通道信息，将继电保护装置各模拟量通道与相应的COMTRADE录波文件中的模拟量通道关联，使继电保护装置模拟量通道与COMTRADE录波文件中的模拟量通道一一对应；

4)采用插值算法将COMTRADE录波文件中模拟量通道的采样频率转换为继电保护装置的采样频率；并根据公式：

将COMTADE录波文件中的采样数据转换为继电保护装置能识别的A/D采样数据；根据继电保护装置的模拟量通道与COMTRADE录波文件的模拟量通道的对应关系，将转换出来的采样数据保存为故障回放数据文件；

5)通用计算机将故障回放数据文件通过通讯接口导入继电保护装置，控制继电保护装置进行故障回放，此时，继电保护装置的A/D采样模块自动将从通用计算机导入的故障回放数据作为真实运行数据，根据COMTRADE录波文件的记录模拟故障过程，实现COMTRADE录波文件的故障回放。

通讯接口包括以太网、标准232串口、CAN总线，根据传输方向，通讯内容包括下行报文和上行报文，下行报文指由通用计算机发往继电保护装置的通讯报文，上行报文指由继电保护装置发往通用计算机的报文，其中继电保护装置响应通用计算机发起的指令，不主动上传数据。

进一步的，下行报文包括：读取故障回放参数报文、故障回放数据下装报文、故障回放控制开始或停止报文、故障回放过程监视报文；上行报文包括：确认报文、故障回放参数应答报文、故障回放状态应答报文；通讯过程具体为：

1)获取继电保护装置内用于故障回放的相关参数：通用计算机向继电保护装置下发读取故障回放参数报文，继电保护装置在接收到该报文后，将故障回放的相关参数，包括：继电保护装置的采样频率、模拟量输入通道的数量、各模拟量通道的属性和最大支持的故障回放数据长度组织为故障回放参数应答报文发送给通用计算机，其中各模拟量通道的属性包括通道类型、通道系数以及通道偏移；通用计算机接收到故障回放参数应答报文，并对该报文进行解析，即可获取继电保护装置的故障回放相关参数；

2)故障回放数据文件导入继电保护装置：通用计算机将故障回放数据文件组织为故障回放数据下装报文，下发到继电保护装置；继电保护装置在接收到该报文后，回复确认报文，通知通用计算机已收到故障回放数据；

3)故障回放控制：通用计算机下发故障回放控制开始或故障回放控制结束报文，继电保护装置在接收到该报文后，开始或停止本次故障回放，同时回复确认报文给通用计算机；