CN103647350A - 一种变电站集中式保护装置保护功能的设计方法 - Google Patents

Abstract

一种变电站集中式保护装置保护功能的设计方法，该方法的基础步骤如下，1）设计基础功能模块；2）基础功能模块组合为保护模块；3）组成逻辑设备保护模块；4）分层化结构组合。该方法以可视化逻辑开发环境为基础，实现了模块化、结构化的保护功能设计，不仅简化了保护功能的实现，在大规模应用中也降低了工作强度，而且保护的可移植性强，可靠性也大大增加。

Description

一种变电站集中式保护装置保护功能的设计方法

技术领域

本发明属于电力系统中继电保护领域，是一种集中式保护装置的保护功能设计方法。

背景技术

目前变电站的保护大多是分散式元件保护，但这种类型的保护利用的信息重复多样，每个元件保护之间都重复处理很多相同或者类似的事件，从而浪费了大量的CPU资源，同时也造成运行维护量大、停电时间长、成本高等一系列问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在变电站内实现集中式保护装置的保护功能设计方法。本发明基于可视化逻辑开发环境（VLD），同时采用分层、分模块的设计思想，将保护功能实现按数据处理、元件计算、保护逻辑、出口逻辑等进行划分，实现保护功能模块化，并且可移植性强，完成全站集线路、母线、变压器于一体的集中式保护相当简便实用。由于模块化和分层化的结构设计，提高站域保护的可靠性、简便性和实用性。

本发明是通过如下技术方案来实现的。

本发明根据变电站一次系统拓扑结构采用分层设计的方法，将变电站整体的集中式站域保护功能按照区域划分为多个逻辑设备模块，每个逻辑设备模块再次细分为多个保护逻辑功能模块（线路保护模块、变压器保护模块、母线保护模块等）；保护模块再次细分，划分为各个模块可以共用的基础功能模块；变电站整体的集中式站域保护实现时通过搭建模块分层分级依次实现，各个模块功能具有一致性，可重复使用。对应不同的变电站仅需要改变模块的数目和逻辑关系即可，无须重新设计整个站域保护的软件。各个基础功能模块和保护模块可以重复使用，并且可移植性强，在不同种类的逻辑保护设备中可以重复使用，从而节省了大量CPU资源，保护的可靠性也大大增加；

本发明的基础步骤如下：

1）设计基础功能模块，各模块描述如下：

a)模拟量采样数据处理模块：对采集到的数据进行滤波、幅值计算、矢量计算、序分量计算；

b)开关量数据处理模块：对采集到的数据进行防抖、延时、展宽处理；

c)元件计算模块：根据保护逻辑的需要，从一个或多个模拟量采样数据处理模块获取数据，进行差流，制动电流等的计算；

d)逻辑比较模块:实现基本逻辑与、或、非等功能，根据输入量和定值进行比较进行逻辑输出；

e)延时模块:实现基本的逻辑功能，根据输入量和定值进行比较进行，逻辑输出；

f)出口逻辑模块:根据逻辑输出结果，驱动数字跳闸命令或者物理接点类型的跳闸命令；

g)其他应用模块:包括事件记录模块、动作报告输出模块、通信模块；

2）基础功能模块组合为保护模块

组合1）中所述各基础功能模块构成保护模块，如：比率差动保护模块、差动速断保护模块、过流保护模块、过压保护模块等；

3）组成逻辑设备保护模块

由2）中所述各保护模块和1.g中其他应用性模块组合构成逻辑设备保护模块，主要有变压器保护逻辑设备模块、线路保护逻辑设备模块和母线保护设备模块等；

4）分层化结构组合

放置逻辑设备保护模块，依据拓扑网络和功能要求，连接各个模块的输入输出数据，最终组成集中式的站域保护系统，并下载于站域保护装置，实现全站的继电保护功能。

本发明基于可视化逻辑开发环境（VLD），同时采用分层、分模块的设计思想，将保护功能实现按数据处理、元件计算、保护逻辑、出口逻辑等进行划分。

本发明所述软件系统是采用可视化的逻辑开发环境。

本发明所述功能模块能够完成一个变电站全站所需的继电保护功能。

本发明所述分层结构能够实现集中式保护装置的保护功能。

本发明的优点和有益效果为：

1操作性强

采用可视化逻辑开发环境，只需将多个模块组合、连接，即可实现保护功能，并且由于可视，简单明了，准确性也增加了。

2可移植性强

采用大量的基础功能模块，可以为不同的保护和逻辑保护设备使用，节省了CPU资源，也增强了保护的可靠性。

3结构性强

采用分层化的结构设计，多级组合，功能、联系结构清晰，效率和准确性都相当高。

附图说明

图1为模拟量采样数据预处理模块；

图2为元件计算模块；

图3为出口逻辑模块；

图4为保护模块；

图5为集中式站域保护分层化结构图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

根据变电站一次系统拓扑结构采用分层设计的方法，将变电站整体的集中式站域保护功能按照区域划分为多个逻辑设备模块，每个逻辑设备模块再次细分为多个保护逻辑功能模块（线路保护模块、变压器保护模块、母线保护模块等），保护逻辑功能模块由多个成熟可靠的基础功能模块构成，无须重复设计；最终将多个逻辑设备保护模块组成变电站整体的集中式站域保护。各个基础功能模块和保护模块可以重复使用，并且可移植性强，在不同种类的逻辑保护设备中可以重复使用，从而节省了大量CPU资源，保护的可靠性也大大增加。该方法可广泛使用于不同规模的变电站的站域集中式保护控制系统；

本发明的基础步骤如下：

1）设计多个基础功能保护模块：

2）组合保护模块

通过这些基础功能模块构成更上一级的各个保护模块，例如比率差动保护模块、差动速断保护模块、过流1段保护模块；如（如图4所示）

3）组成逻辑设备保护模块

这些保护模块和一些应用性模块，一起构成变压器保护模块。

4）分层化结构组合

将多个保护模块和逻辑设备保护模块，通过拓扑网络，最终组成集中式的站域保护系统。（如图5所示）

本发明设计方法的可操作性强，可移植性也很强。同样的保护量处理模块可以为多个保护模块使用，也可以为多个逻辑保护设备使用；同样的保护模块也可以稍作修改移植到其他的逻辑保护设备上。同时变电站1的大部分模块还可以移植到变电站2去，从而做到一次处理，多次使用的效果。从而节省了大量的CPU资源，和大量的人力、物力。并且成熟、稳定的保护模块移植，也增加了保护的可靠性和可维护性。

本发明基于可视化逻辑开发环境（VLD），同时采用分层、分模块的设计思想，将保护功能实现按数据处理、元件计算、保护逻辑、出口逻辑等进行划分。

本发明所述软件系统是采用可视化的逻辑开发环境。

本发明所述功能模块能够完成所需的保护功能。

本发明所述分层结构能够实现集中式保护装置的保护功能。

Claims (1)

1.一种变电站集中式保护装置保护功能的设计方法，其特征在于：该方法的基础步骤如下：

1）设计基础功能模块，各模块描述如下：

a.模拟量采样数据处理模块：对采集到的数据进行滤波、幅值计算、矢量计算、序分量计算；

b.开关量数据处理模块：对采集到的数据进行防抖、延时、展宽处理；

c.元件计算模块：根据保护逻辑的需要，从一个或多个模拟量采样数据处理模块获取数据，进行差流，制动电流的计算；

d.逻辑比较模块:实现基本逻辑与、或、非的功能，根据输入量和定值进行比较进行逻辑输出；

e.延时模块:实现基本的逻辑功能，根据输入量和定值进行比较进行，逻辑输出；

f.出口逻辑模块:根据逻辑输出结果，驱动数字跳闸命令或者物理接点类型的跳闸命令；

g.其他应用模块:包括事件记录模块、动作报告输出模块、通信模块；

2）基础功能模块组合为保护模块

组合1）中所述各基础功能模块构成保护模块，如：比率差动保护模块、差动速断保护模块、过流保护模块、过压保护模块；

3）组成逻辑设备保护模块

由2）中所述各保护模块和1.g中其他应用性模块组合构成逻辑设备保护模块，主要有变压器保护逻辑设备模块、线路保护逻辑设备模块和母线保护设备模块；

4）分层化结构组合

放置逻辑设备保护模块，依据拓扑网络和功能要求，连接各个模块的输入输出数据，最终组成集中式的站域保护系统，并下载于站域保护装置，实现全站的继电保护功能。

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