CN101707398B - 用于智能电网的智能保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于智能电网的智能保护装置，其包括互感器信息提取单元，故障信息提取单元，智能电子设备信号提取单元，保护计算单元，动作分析与计算单元，配置参数设置模块，运行参数设置模块以及记录模块，所述的互感器信息提取单元通过网络通信获取合并单元或者电子互感器数据，通过故障信息提取单元采用各种算法从断路器的数字信号中提取故障信息，智能电子设备信号提取单元通过智能电网网络提取其他IED的GOOSE的动作信号，所述的互感器信息提取单元以及故障信息提取单元与该保护计算单元相连，所述的保护计算单元与该动作分析与计算单元相连，所述的智能电子设备信号提取单元与该动作分析与计算单元相连。
Description
技术领域
本发明涉及电力领域，特别是关于一种用于智能电网的智能保护装置。
背景技术
现有的常规继电器或微机保护都是接受的是从电流或电压互感器传递过来的模拟量信号，装置对这些信号进行处理，提取出故障信息，然后利用故障信息里的特征值与设定的门槛进行比较，按定制的逻辑和延时驱动装置出口继电器动作。
常规保护装置与TA或TV之间采用电力电缆联接，保护装置与控制对象如断路器之间采用控制电缆联接。
现有的这些保护方式存在一些问题：
常规保护或微机保护只能一对一的实现保护，装置一旦出厂，其功能配置很难改变。
当要实现保护功能备份时需要增加保护装置和接线。
常规保护或微机保护采用电缆联接，接线复杂，容易出现故障，维护困难，受雷电干扰影响容易出现误动作。
互操作实现起来非常困难。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种结构简单操作方便的用于智能电网的智能保护装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于智能电网的智能保护装置，其包括互感器信息提取单元，故障信息提取单元，智能电子设备信号提取单元，保护计算单元，动作分析与计算单元，配置参数设置模块，运行参数设置模块以及记录模块，所述的互感器信息提取单元通过网络通信获取合并单元或者电子互感器数据，通过故障信息提取单元采用各种算法从断路器的数字信号中提取故障信息，智能电子设备信号提取单元通过智能电网网络提取其他IED的GOOSE的动作信号，所述的互感器信息提取单元以及故障信息提取单元与该保护计算单元相连，所述的保护计算单元与该动作分析与计算单元相连，所述的智能电子设备信号提取单元与该动作分析与计算单元相连。
本发明进一步解决技术问题的方案是：所述的动作分析与计算单元发送控制信号给断路器，通过间隔层通信模块与IED相连以产生或者获取GOOSE信息。
本发明进一步解决技术问题的方案是：所述的配置参数设置模块与该保护计算单元相连，所述的运行参数设置模块与该动作分析与计算单元相连。
本发明进一步解决技术问题的方案是：所述的记录模块与该动作分析与计算单元相连。
本发明进一步解决技术问题的方案是：所述的智能保护装置通过配置参数设置模块最大可以获取10个合并单元或组合电子互感器的采样信号进行相关保护功能的计算。
本发明进一步解决技术问题的方案是：所述的智能保护装置获取最多10个智能电子设备的GOOSE信号参与保护逻辑计算。
本发明进一步解决技术问题的方案是：所述的智能保护装置控制最多10个智能断路器，可以成为一对一或一对十以内的IED。
本发明进一步解决技术问题的方案是：所述的智能保护装置包括CPU以及分别与该CPU相连的人机界面，DSP模块，FRAM，多个间隔通信接口，多个过程通信接口以及维护通信接口。
本发明进一步解决技术问题的方案是：所述的过程通信接口为100M以太网，光纤接口，用于和电子互感器组成的过程总线联接，向该用于智能电网的智能保护装置传输电子互感器采样数据，以及用于和智能断路器组成的过程总线联接，向用于智能电网的智能保护装置传输断路器、接地开关、隔离开关等一次设备状态信息，向一次设备传输跳闸、合闸、检同期合闸、重合闸控制命令。
本发明进一步解决技术问题的方案是：所述的间隔通信接口为1000M以太网，光纤接口，用于和智能装置组成网络，交互信息。
相较于现有技术，本发明的用于智能电网的智能保护装置被应用在智能变电站或数字化变电站中，取代常规的继电器或微机保护装置，结构简单，维护方便，而且可以实现一对多的保护。
附图说明
图1是本发明的用于智能电网的智能保护装置的原理模块示意图。
图2是本发明的用于智能电网的智能保护装置的结构示意图。
具体实施方式
以下内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供了一种用于智能电网的智能保护装置，其包括互感器信息提取单元，故障信息提取单元，智能电子设备信号提取单元，保护计算单元，动作分析与计算单元，配置参数设置模块，运行参数设置模块以及记录模块。所述的互感器信息提取单元通过网络通信获取合并单元(merging unit，MU)或者电子互感器数据，通过故障信息提取单元采用各种算法从断路器的数字信号中提取故障信息，智能电子设备信号提取单元通过智能电网网络提取其他智能电子设备(Intelligent ElectronicDevice，IED)的通用面向对象的变电站事件(generic object orientedsubstation event，GOOSE)的动作信号，所述的互感器信息提取单元以及故障信息提取单元与该保护计算单元相连，所述的保护计算单元与该动作分析与计算单元相连，所述的智能电子设备信号提取单元与该动作分析与计算单元相连。
所述的动作分析与计算单元发送控制信号给断路器，通过间隔层通信模块与IED相连以产生或者获取GOOSE信息。
所述的配置参数设置模块与该保护计算单元相连，所述的运行参数设置模块与该动作分析与计算单元相连。
所述的记录模块与该动作分析与计算单元相连。
当变电站设备或线路某处发生故障后，所述的用于智能电网的智能保护装置从获取的电流或电压信息里计算、分析并提取故障信息，从这些信息里自动判断是哪条线路或设备发生了故障，对故障的性质进行分析和判断，辨别是保护区内故障还是保护区外故障，如果是保护区内故障，就要利用故障信息里的特征值与设定的门槛进行比较，按定制的逻辑和延时驱动装置出口继电器动作，将故障隔离在最小停电区域。
所述的用于智能电网的智能保护装置输出的控制信号是数字信号，通过过程总线传递给智能断路器，智能断路器或开关就会根据用于智能电网的智能保护装置发出的控制信号进行相关操作。
本发明的用于智能电网的智能保护装置通过配置参数设置模块最大可以获取10个合并单元(merging unit，MU)或组合电子互感器的采样信号进行相关保护功能的计算，可以获取最多10个智能电子设备(IntelligentElectronic Device，IED)的GOOSE信号参与保护逻辑计算，可以控制最多10个智能断路器，可以成为一对一或一对十以内的的IED。
本发明的用于智能电网的智能保护装置可以根据实际需要对每一个控制对象配置诸如速断、过流、过压、母线差动等保护功能，也可以配置诸如检同期、检无压、自动重合闸等自动控制功能。
如图2所示，人机界面，DSP模块，铁电存储器(Ferroelectric RAM，FRAM)，多个间隔通信接口，多个过程通信接口以及维护通信接口分别与CPU相连。
其中所述的人机界面包括按键、LED以及LCD，用于输入运行参数和显示各种曲线和参数，显示装置的运行状态。
所述的过程通信接口1为100M以太网，光纤接口，用于和电子互感器组成的过程总线联接，向该用于智能电网的智能保护装置传输电子互感器采样数据。
所述的过程通信接口2为100M以太网，光纤接口，用于和智能断路器组成的过程总线联接，向用于智能电网的智能保护装置传输断路器、接地开关、隔离开关等一次设备状态信息，向一次设备传输跳闸、合闸、检同期合闸、重合闸等控制命令。
所述的间隔通信接口1为1000M以太网，光纤接口，用于和智能装置组成网络，交互信息。其中最重要的是传递GOOSE信息，它在网络传输中无需等待，具有最先优先级，本通信接口电路带有网管功能，可以实现环网通信，具有自动愈合功能。
所述的间隔通信接口2与所述的间隔通信接口1完全相同
所述的维护通信接口采用电接口，用于下载配置参数或更新软件版本。
所述的FRAM用于保存配置参数、运行参数、故障录波、事件记录等，具有停电不丢失等功能。
所述的CPU用于处理各种通信和人机交互功能，按IEC61850标准建模，执行保护启动计算和故障录波功能，执行网络对时功能。
所述的DSP模块用于进行保护计算、测量计算、自动控制、逻辑计算和事件记录等。
本发明的用于智能电网的智能保护装置被应用在智能变电站或数字化变电站中，取代常规的继电器或微机保护装置，结构简单，维护方便，而且可以实现一对多的保护。
Claims (8)
1.一种用于智能电网的智能保护装置，其特征在于：其包括互感器信息提取单元，故障信息提取单元，智能电子设备信号提取单元，保护计算单元，动作分析与计算单元，配置参数设置模块，运行参数设置模块以及记录模块，所述的互感器信息提取单元通过网络通信获取合并单元或者电子互感器数据，通过故障信息提取单元采用各种算法从断路器的数字信号中提取故障信息，智能电子设备信号提取单元通过智能电网网络提取其他IED的GOOSE的动作信号，所述的互感器信息提取单元以及故障信息提取单元与该保护计算单元相连，所述的保护计算单元与该动作分析与计算单元相连，所述的智能电子设备信号提取单元与该动作分析与计算单元相连，所述的配置参数设置模块与该保护计算单元相连，所述的运行参数设置模块与该动作分析与计算单元相连，所述的记录模块与该动作分析与计算单元相连。
2.根据权利要求1所述的用于智能电网的智能保护装置，其特征在于：所述的动作分析与计算单元发送控制信号给断路器，通过间隔层通信模块与IED相连以产生或者获取GOOSE信息。
3.根据权利要求1所述的用于智能电网的智能保护装置，其特征在于：所述的智能保护装置通过配置参数设置模块最大可以获取10个合并单元或组合电子互感器的采样信号进行相关保护功能的计算。
4.根据权利要求1所述的用于智能电网的智能保护装置，其特征在于：所述的智能保护装置获取最多10个智能电子设备的GOOSE信号参与保护逻辑计算。
5.根据权利要求1所述的用于智能电网的智能保护装置，其特征在于：所述的智能保护装置控制最多10个智能断路器，可以成为一对一或一对十以内的IED。
6.根据权利要求1所述的用于智能电网的智能保护装置，其特征在于：所述的智能保护装置包括CPU以及分别与该CPU相连的人机界面，DSP模块，FRAM，多个间隔通信接口，多个过程通信接口以及维护通信接口。
7.根据权利要求6所述的用于智能电网的智能保护装置，其特征在于：所述的过程通信接口为100M以太网，光纤接口，用于和电子互感器组成的过程总线联接，向该用于智能电网的智能保护装置传输电子互感器采样数据，以及用于和智能断路器组成的过程总线联接，向用于智能电网的智能保护装置传输断路器、接地开关、隔离开关一次设备状态信息，向一次设备传输跳闸、合闸、检同期合闸、重合闸控制命令。
8.根据权利要求6所述的用于智能电网的智能保护装置，其特征在于：所述的间隔通信接口为1000M以太网，光纤接口，用于和智能装置组成网络，交互信息。
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