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CN101917066B - 用于电力系统继电保护的在线监测户外采集器 - Google Patents

用于电力系统继电保护的在线监测户外采集器 Download PDF

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CN101917066B
CN101917066B CN 201010252398 CN201010252398A CN101917066B CN 101917066 B CN101917066 B CN 101917066B CN 201010252398 CN201010252398 CN 201010252398 CN 201010252398 A CN201010252398 A CN 201010252398A CN 101917066 B CN101917066 B CN 101917066B
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CN 201010252398
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姜健宁
裘愉涛
朱炳铨
杨漪俊
刘军
方愉冬
王桂龙
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浙江省电力公司
上海思源弘瑞自动化有限公司
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Abstract

一种电力系统技术领域的用于电力系统继电保护的在线监测户外采集器,包括:采集转换模块、信息处理模块、通信模块、存储模块、快速接口模块、电源模块和系统时钟。本发明实现信息的就地化采集,并依据IEC61850标准建模,转换成数字信号光纤传输上送,与原有的保护采集构成闭环回路,为保护采集回路监视提供判断依据。

Description

用于电力系统继电保护的在线监测户外采集器

技术领域

[0001] 本发明涉及的是一种电力系统技术领域的测试装置,具体是一种用于电力系统继电保护的在线监测户外采集器。

背景技术

[0002] 依据DL/T995-2006《继电保护及电网安全自动装置检验条例》的要求,对继电保护、安全自动装置及二次回路接线进行定期检验,以确保装置元件完好、功能正常,确保回路接线及定值正确。需要检测的信息包括继电保护装置自检信息,如装置异常、电源故障、 ΤΑ/TV断线等,还有大量的元器件及逻辑回路节点状态信息,目前采用的定期传动试验,不能可靠全面的获取这些信息。

[0003] 经过对现有技术的检索发现,《继电保护状态检修及实施探讨》(继电器,第33卷第20期,2005年10月16日)中记载了一种对保护的状态检修方法,该技术利用SEL保护装置的开入接点实现保护控制回路状态的采集,并通过SEL保护装置的逻辑方程及继电器开出实现防跳功能,以达到保护状态检修的目标。对模拟量的监测目前只是通过与保护装置的通讯,间接获取。

发明内容

[0004] 本发明针对现有技术存在的上述不足,提供一种用于电力系统继电保护的在线监测户外采集器,实现信息的就地化采集,并依据IEC61850标准建模,转换成数字信号光纤传输上送,与原有的保护采集构成闭环回路,为保护采集回路监视提供判断依据。

[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的,本发明包括:采集转换模块、信息处理模块、 通信模块、存储模块、快速接口模块、电源模块和系统时钟,其中:采集转换模块的输入端与继电保护装置的PT/CT端口相连接以接收模拟采集信息,采集转换模块的输出端与信息处理模块相连接并输出AD转换后的数字采集信息,信息处理模块接收来自系统时钟的时钟信息后与数字采集信息合并生成带有时间戳的采样信息报文并发送至通信模块,系统时钟与通信模块相连接并接收更新时钟信息,存储模块与信息处理模块相连接并接收带有时间戳的采样信息报文同时输出历史信息报文,快速接口模块与信息处理模块相连接并接收开出信号及输出开入信号,电源模块的输出端与信息处理模块相连接并输出开入信号,信息处理模块将开入信号和开出信号合并后输出开入开出报文至通信模块,通信模块与信息交互网络相连接以传输更新后的开入开出报文、采样信息报文和更新时钟信息。

[0006] 所述的信息处理模块采用FPGA与CPU共同处理实现,其中:FPGA的数据传输端分别与快速接口模块和CPU的模拟输入端相连接并传输模拟量的开入信号和开出信号,CPU 的数字传输端分别与通信模块和存储模块相连接并传输数字量的采样信息报文和历史信息报文,CPU的模拟输出端与通信模块相连接并传输模拟量的开入开出报文。

[0007] 所述的系统时钟接收更新时钟信息后与晶振秒脉冲计数器进行比较,并将差值通过40ns为步长的均勻分布scaler算法生成时钟信息并输出至信息处理模块。[0008] 所述的时钟信息和更新时钟信息均包括1588对时协议脉冲以及^IG-B对时协议脉冲,所述系统时钟分别进行两次所述比较得到两组时钟信息并输出至信息处理模块;

[0009] 所述的通信模块包括两个并联且采样率不同的传输单元,该传输单元的输入端和输出端分别与采集转换模块和信息交互网络相连接,其中:信息交互网络为1588对时协议以及IRIG-B对时协议。

[0010] 所述的快速接口模块和电源模块均采用8路开入开出处理。

[0011] 本发明实现在线监测信息的就地化采集,在信号的源端采集,保证数据的采集及时性;将复杂的电缆敷设简化为一根光纤,节省项目成本及缩短施工周期,并可避免电磁对信号传输的干扰,使数据的可靠性增加30%。

[0012] 本发明实现在线监测信息的数字化源端采集,将采集到得信息按照IEC61850标准面向设备建模,采集到得信息可全站共享、唯一,使信息采集更全面、传输更有序,对故障的查询率可提高20%。

[0013] 本发明实现采样数据的时间标签和数据值更高的精度、纠错能力要求。利用内部再采样脉冲跟随外部时钟脉冲,当外部时钟脉冲出现震荡时,通过与内部晶振秒脉冲计数器进行比较,差值通过scaler算法,以40ns为步长均勻分布到下一秒的再采样脉冲中,与常规的一次性末位调整,均勻的步长调整大大减小了相位的偏差。对数据采集的抗干扰纠错,采用基于中值算法的采样数据容错技术,在再采样环节完成采样值纠错,避免强干扰时个别数据采集瞬时出错引起监测逻辑误判。

附图说明

[0014] 图1为本发明结构示意图。

[0015] 图2为实施例连接示意图。

具体实施方式

[0016] 下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0017] 如图1和图2所示,本实施例包括:采集转换模块1、信息处理模块2、通信模块3、 存储模块4、快速接口模块5、电源模块6和系统时钟7,其中:采集转换模块1的输入端与继电保护装置的PT/CT端口相连接以接收模拟采集信息,采集转换模块1的输出端与信息处理模块2相连接并输出AD转换后的数字采集信息,信息处理模块2接收来自系统时钟7 的时钟信息后与数字采集信息合并生成带有时间戳的采样信息报文并发送至通信模块3, 系统时钟7与通信模块3相连接并接收更新时钟信息,存储模块4与信息处理模块2相连接并接收带有时间戳的采样信息报文同时输出历史信息报文,快速接口模块5与信息处理模块2相连接并接收开出信号及输出开入信号,信息处理模块2将开入信号和开出信号合并后输出开入开出报文至通信模块3,通信模块3与信息交互网络相连接以传输更新后的开入开出报文、采样信息报文和更新时钟信息,电源模块6的输出端与信息处理模块2相连接并输出开入信号。

[0018] 所述的时钟信息和更新时钟信息均包括1588对时协议脉冲以及^IG-B对时协议脉冲;

[0019] 所述的快速接口模块5采用8路开入开出处理。

[0020] 所述的采集转换模块1由三组并联的AD7656型16位串行A/D与单片机接口电路以及依次串联的运算放大电路和滤波回路构成,其中:两个接口电路设置静默冗余供保护用,滤波回路置于运算放大电路后级以实现高采样率;

[0021] 所述的滤波回路共两级其输出端为FPGA并口 ;

[0022] 如图2所示,所述的信息处理模块2采用FPGA与CPU共同处理实现,其中:FPGA的数据传输端分别与快速接口模块5和CPU的模拟输入端相连接并传输模拟量的开入信号和开出信号,CPU的数字传输端分别与通信模块3和存储模块4相连接并传输数字量的采样信息报文和历史信息报文,CPU的模拟输出端与通信模块3相连接并传输模拟量的开入开出报文。

[0023] 所述的FPGA采用256脚BGA封装的EP2C20且设置采用EPCS4和JTAG的下载程序方式。

[0024] 所述的CPU采用MC9sl2)(DGU8的3. 3V电源电压,最低工作电压为3. 13V,其中: CPU的复位芯片选择3. 08V的MAX706T,CAN网芯片为TJA1040,直接和3. 3V的IO接口,其中的FPGA接口采用并口和SPI兼容的方式,存储模块采用板载DATA FLASH, BRICK扩展I2C 接口的256Kbits的EEPR0M,连接测温芯片采用LM77。

[0025] 所述的通信模块3采用采用AVAGO的1414系列模块实现,其驱动电流为15mA ;该通信模块3的输出端配置为相互独立对时的AB双网,其中:A网采用1588对时,B网可以采用IRIG-B对时。

[0026] 所述的系统时钟7接收1588对时协议脉冲以及^IG-B对时协议脉冲后与晶振秒脉冲计数器进行两次比较,并将差值分别通过40ns为步长的均勻分布scaler算法生成时钟信息并输出至信息处理模块2 ;

[0027] 所述的存储模块4采用板载DATA FLASH与BRICK扩展I2C接口的256Kbits的 EEPROM。

[0028] 所述的快速接口模块5采用非光耦的244隔离且母板上设置5V信号,该快速接口模块5的跳、合闸均采用一正一反2个信号,启动信号采用单个0UT_EN使能端口。

[0029] 所述的电源模块6采用定制IW的电源模块,输入范围154V〜250VDC,具有过压、 断路和过流保护,允许电压中断时间> 200ms,运行温度范围-40 V〜85°C,寿命大于12年, 输出5V,电压精度士0. IV,纹波< 50mV。

[0030] 所述的采集转换模块1的外部设有金属合金制成的防护外壳,该外壳的分合处采用不易老化的硅胶密封圈,外壳的电缆连接处采用航空插头,达到很高的密封性能,且有很好的散热性能,其密封保护性能达到IP67。

[0031] 本实施例解决了现有技术无法有效监视装置的交流输入回路和装置的数据采集回路的问题,通过就地化安装在线状态监测户外采集器,实现了信息的源端采集,并依据 IEC61850标准建模,转换成数字信号光纤传输上送,与原有的保护采集构成闭环回路,为保护采集回路监视提供判断依据。在线监测数据采集的信息更加全面,为状态检修诊断提供更多的比对,使故障点的定位更可靠、更迅速,使运行、检修、维护更加方便。

Claims (7)

1. 一种用于电力系统继电保护的在线监测户外采集器,其特征在于,包括:采集转换模块、信息处理模块、通信模块、存储模块、快速接口模块、电源模块和系统时钟,其中:采集转换模块的输入端与继电保护装置的PT/CT端口相连接以接收模拟采集信息,采集转换模块的输出端与信息处理模块相连接并输出AD转换后的数字采集信息,信息处理模块接收来自系统时钟的时钟信息后与数字采集信息合并生成带有时间戳的采样信息报文并发送至通信模块,系统时钟与通信模块相连接并接收更新时钟信息,存储模块与信息处理模块相连接并接收带有时间戳的采样信息报文同时输出历史信息报文,快速接口模块与信息处理模块相连接并接收开出信号及输出开入信号,电源模块的输出端与信息处理模块相连接并输出开入信号,信息处理模块将开入信号和开出信号合并后输出开入开出报文至通信模块,通信模块与信息交互网络相连接以传输更新后的开入开出报文、采样信息报文和更新时钟信息。
2.根据权利要求1所述的用于电力系统继电保护的在线监测户外采集器,其特征是, 所述的快速接口模块和电源模块均采用8路开入开出处理。
3.根据权利要求1所述的用于电力系统继电保护的在线监测户外采集器,其特征是, 所述的系统时钟接收更新时钟信息后与晶振秒脉冲计数器进行比较,并将差值通过40ns 为步长的均勻分布scaler算法生成时钟信息并输出至信息处理模块。
4.根据权利要求3所述的用于电力系统继电保护的在线监测户外采集器,其特征是, 所述的时钟信息和更新时钟信息均包括1588对时协议脉冲以及^IG-B对时协议脉冲,所述系统时钟分别进行两次所述比较得到两组时钟信息并输出至信息处理模块。
5.根据权利要求1所述的用于电力系统继电保护的在线监测户外采集器,其特征是, 所述的通信模块包括两个并联且采样率不同的传输单元,该传输单元的输入端和输出端分别与采集转换模块和信息交互网络相连接,其中:信息交互网络为1588对时协议以及 IRIG-B对时协议。
6.根据权利要求1所述的用于电力系统继电保护的在线监测户外采集器,其特征是, 所述的信息处理模块采用FPGA与CPU共同处理实现,其中:FPGA的数据传输端分别与快速接口模块和CPU的模拟输入端相连接并传输模拟量的开入信号和开出信号,CPU的数字传输端分别与通信模块和存储模块相连接并传输数字量的采样信息报文和历史信息报文, CPU的模拟输出端与通信模块相连接并传输模拟量的开入开出报文。
7.根据权利要求6所述的用于电力系统继电保护的在线监测户外采集器,其特征是, 所述的采集转换模块的外部设有金属合金制成的防护外壳,该外壳的分合处采用不易老化的硅胶密封圈,外壳的电缆连接处采用航空插头。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102637309A (zh) * 2012-03-27 2012-08-15 河南省电力公司安阳供电公司 电气设备使用信息自动记录装置
CN104601221A (zh) * 2014-12-30 2015-05-06 国家电网公司 一种合并单元和智能终端的状态监测系统
CN105049282A (zh) * 2015-07-07 2015-11-11 中国南方电网有限责任公司 基于在线监测信息的智能继电保护装置管控检修方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1787318A (zh) 2005-12-12 2006-06-14 天津理工大学 Dsp技术与快速傅氏算法相结合的继电保护控制系统
CN1972054A (zh) 2006-10-26 2007-05-30 天津理工大学 一种可区分短路与谐波的继电保护系统及其工作方法
CN101227080A (zh) 2007-12-03 2008-07-23 天津理工大学 继电保护装置的控制电路及其操作方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6707655B2 (en) * 2000-12-27 2004-03-16 Abb Technology Ag Adaptive protection for recloser control

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1787318A (zh) 2005-12-12 2006-06-14 天津理工大学 Dsp技术与快速傅氏算法相结合的继电保护控制系统
CN1972054A (zh) 2006-10-26 2007-05-30 天津理工大学 一种可区分短路与谐波的继电保护系统及其工作方法
CN101227080A (zh) 2007-12-03 2008-07-23 天津理工大学 继电保护装置的控制电路及其操作方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王铁滨.继电保护通道的实时监测系统.《电力系统通信》.2005,第26卷(第149期),

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