CN105301989B - 基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器，该控制器包括：箱体、电源插件、控制插件、CPU插件、人机插件、通讯插件。本发明利用移动通讯作为手段，时间同步靠实测通讯通道实际延时，并采用精确补偿，只依靠同步控制器本身时钟差，即不要求两侧试验仪时钟保持一致，也不依赖绝对时间或外部时钟。从根本上解决了线路纵联保护对时两侧难以同步的技术问题。可以在线路投运前实现保护对调各个实验项目全部完成，充分实验验证线路两侧保护装置的同步性能，保证线路可靠安全投运，缩短线路保护对调时间，节约线路启动时间。使得线路及早投入运行，及早产生经济效益。

Description

基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器

技术领域

本发明涉及高压输电技术领域，更具体涉及一种基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器。

背景技术

高压输电线路纵联保护(纵联差动、距离、零序等)在投入运行前，两侧保护装置必须连接实际的通讯通道进行对调。本侧保护装置、对侧保护装置、通讯通道经过对调验证三者配合合适，保护装置经过对调验证动作逻辑正确，纵联保护方能正式投入运行。当线路实际故障时，线路两侧的保护装置是同时(同步)测量到故障的，但在对调试验时，两侧的保护试验仪如何模拟故障同时发生(同步)，一直是困扰纵联保护对调的技术难题。

目前有两种解决方案。方案1：本侧和对侧分别单独模拟故障进行部分项目对调，两侧同步问题暂不调试。等到启动试验时，运行部门根据线路的具体电气位置改变系统运行方式，并设置相应的后备保护，利用一次设备启动带电时核相及相量检查来间接验证两侧保护装置的同步。这种方案需要系统倒换运行方式配合，增加了高压一次设备的操作安全隐患；并且本线路需要系统相邻设备的保护作为本线路后备保护；而且如果两侧保护装置同步有问题，需要停下线路的启动来查找处理，耗时费力。方案2：本侧和对侧保护装置都分别接入GPS天线接收GPS信号，两侧装置分别和GPS时间保持一致。本侧和对侧继电保护实验仪之间没有直接的电气信号联系。两侧试验人员在每个实验项目前相互协调沟通好，分别设置相同的模拟故障类型和相互关联的试验参数，到达预定时间后两侧装置同时输出故障量。这种方式需要架设GPS天线，依赖GPS信号，对于处于厂房内的试验仪并不方便，也易受极端天气等因素影响，经常因为收不到GPS信号放弃同步试验项目；而且每个项目都是两侧试验人员按照方案确定→试验参数设置统一性确定→设置试验参数→试验时间约定→开始试验这种方式进行。对于多状态的转换性故障，因为是两侧分别设置，模拟起来比较麻烦，效率低下，实验经常进行的不顺利。最后被迫转为采取方案1方式。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题就是线路纵联保护对时两侧难以同步的技术问题，提供一种基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器，保证线路可靠安全投运，缩短线路保护对调时间，节约线路启动时间，使得线路及早投入运行，及早产生经济效益。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器，该控制器包括：箱体、电源插件、控制插件、CPU插件、人机插件、通讯插件；

箱体由下板、上板、背板及左、右板部件组成；下板内侧有起固定插件作用的轨道；上板内侧有起固定插件作用的轨道；背板内有插件相互连接的电路，背板内侧有连接插件电路的插槽；

电源插件通过下、上侧卡槽分别和箱体内的轨道固定，电源插件背板外侧插头和箱体内的插槽连接；控制插件通过下、上侧卡槽分别和箱体内的轨道固定，控制插件背板外侧插头和箱体内的插槽连接；CPU插件通过下、上侧卡槽分别和箱体内的轨道固定，CPU插件背板外侧插头和箱体内的插槽连接；人机插件通过下、上侧卡槽分别和箱体内的轨道固定，人机插件背板外侧插头和箱体内的插槽连接；通讯插件通过下、上侧卡槽分别和箱体内的轨道固定，通讯插件背板外侧插头和箱体内的插槽连接；

电源插件可以把输入的220V交流电源转变为低压直流，通过箱体的后背板内的电路给其他各个插件提供直流工作电源；

控制插件通过箱体的后背板内的电路和CPU插件连接，控制插件接收CPU插件的信号后并转换成试验指令通过标准KEY接口和保护试验仪相连；

人机插件通过箱体的后背板内的电路和CPU插件连接，设置并显示同步控制器“主”/“从”工作方式，“本侧地址”、“对侧地址”、“补偿时间”参数；线路对调时，线路两侧各设一台基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器，分别控制本侧的保护试验仪；基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步器工作时本侧设为“主”工作方式，则对侧设为“从”工作方式，或者本侧设为“从”工作方式，对侧设为“主”工作方式；

通讯插件通过箱体的后背板内的电路和CPU插件连接，插入移动通讯卡，并通过移动网络和对侧同步控制器通讯；

CPU插件通过箱体的后背板内的电路分别和控制插件、人机插件、通讯插件连接，CPU插件读取人机插件内的设置参数，根据参数选择工作方式；CPU插件把带时标的的信号通过通讯插件向对侧发送出，并通过通讯插件接受对侧的信号；CPU插件启动保护试验仪的命令通过控制插件发出；时间同步主要在CPU插件中实现。

本发明还提供了使用基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器实现对调时间同步的方法，该方法主要在所述CPU插件中实现，其步骤为：

第一步，实测通讯通道延时时间，“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器先发出一个信号，以“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器时钟计时的发出时刻为T_bf、接收时刻为T_bs，“从”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器收到这个信号，以“从”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器时钟计时的发出时刻为T_df、接收时刻为T_ds，则通道延时为:

“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器提前T_d时间向“从”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器发试验指令，试验指令启动该侧保护试验仪试验；T_d时间后再向“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器发试验指令，试验指令启动该侧保护试验仪试验；就保证两侧基本同时开始试验；

第二步，补偿时间，在上述开始实验时两侧保护试验仪都给保护装置输入工频正玄波电流信号，在本侧保护装置读取本侧电流和对侧电流相位差δ°，则对侧电流相位滞后本侧电流相位时，补偿时间为对侧电流相位超前本侧电流相位时，补偿时间为

第三步，精确同步，通过人机界面输入补偿时间，“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器提前T_d+T_b时间向“从”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器发试验指令，T_d+T_b时间后再向“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器发试验指令，两侧试验仪收到试验指令后给本侧保护装置输入正玄波，在本侧保护装置读取本侧电流和对侧电流相位差，如果相位不为0，按第二步的补偿方法继续补偿，相位为0，则说明两侧精确同步了，就开始对调。

(三)有益效果

本发明利用移动通讯作为手段，时间同步靠实测通讯通道实际延时，并采用精确补偿，只依靠同步控制器本身时钟差，即不要求两侧试验仪时钟保持一致，也不依赖绝对时间或外部时钟。从根本上解决了线路纵联保护对时两侧难以同步的技术问题。可以在线路投运前实现保护对调各个实验项目全部完成，充分实验验证线路两侧保护装置的同步性能，保证线路可靠安全投运，缩短线路保护对调时间，节约线路启动时间。使得线路及早投入运行，及早产生经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明控制器的连接示意图；

图2是本发明控制器箱体的示意图；

图中标记：1、箱体，2、电源插件，3、控制插件，4、CPU插件，5、人机插件，6、通讯插件，7、下板，8、上板，9、背板，10、轨道，11、轨道，12、轨道，13、轨道，14轨道，15、轨道，16、轨道，17、轨道，18、轨道，19轨道，20、插槽，21、插槽，22、插槽，23、插槽，24插槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

本发明基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器利用移动通讯作为手段，时间同步靠实测通讯通道实际延时，并采用精确补偿，只依靠两侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器各自本身时钟，即不要求两侧试验仪时钟保持一致，不也依赖绝对时间或外部时钟。从根本上解决了线路纵联保护对时两侧难以同步的技术问题。可以在线路投运前实现保护对调各个实验项目全部完成，充分实验验证线路两侧保护装置的同步性能

如图1和图2所示，本发明基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器包括箱体1、电源插件2、控制插件3、CPU插件4、人机插件5、通讯插件6。

箱体1由下板7、上板8、背板9及左、右板等部件组成。下板7内侧有起固定插件作用的轨道10、轨道11、轨道12、轨道13、轨道14；上板8内侧有起固定插件作用的轨道15、轨道16、轨道17、轨道18、轨道19；背板9内有插件相互连接的电路，背板9内侧有连接插件电路的插槽20、插槽21、插槽22、插槽23、插槽24。

电源插件2通过下、上侧卡槽分别和箱体1内的轨道10、轨道15固定，电源插件2背板外侧插头和箱体1内的插槽20连接。控制插件3通过下、上侧卡槽分别和箱体1内的轨道11、轨道16固定，控制插件3背板外侧插头和箱体1内的插槽21连接。CPU插件4通过下、上侧卡槽分别和箱体1内的轨道12、轨道17固定，CPU插件4背板外侧插头和箱体1内的插槽22连接。人机插件5通过下、上侧卡槽分别和箱体1内的轨道13、轨道18固定，人机插件5背板外侧插头和箱体1内的插槽23连接。通讯插件6通过下、上侧卡槽分别和箱体1内的轨道14、轨道19固定，通讯插件6背板外侧插头和箱体1内的插槽24连接。

电源插件2可以把输入的220V交流电源转变为低压直流，通过箱体1的后背板内的电路给其他各个插件提供直流工作电源。

控制插件3通过箱体1的后背板内的电路和CPU插件4连接，控制插件3可以接收CPU插件4的信号后并转换成试验指令通过KEY接口和保护试验仪相连。

人机插件5通过箱体1的后背板内的电路和CPU插件4连接，可以设置并显示同步控制器“主”/“从”工作方式，:“本侧地址”、“对侧地址”、“补偿时间”等参数。同步器工作时一侧设为“主”工作方式，另一侧设为“从”工作方式。

通讯插件6通过箱体1的后背板内的电路和CPU插件4连接，可以插入移动通讯卡，并可以通过移动网络和对侧同步控制器通讯。

CPU插件4通过箱体1的后背板内的电路分别和控制插件3、CPU插件4、人机插件5、通讯插件6连接。CPU插件4可以读取人机插件5内的设置参数，根据参数选择工作方式。CPU插件4可以把带时标的的信号通过通讯插件6向对侧发送出，并通过通讯插件6接受对侧的信号。CPU插件4启动保护试验仪的命令通过控制插件3发出。时间同步主要在CPU插件4中实现。

CPU插件4分为三个过程实现对调时间同步。

第一步，通讯通道延时时间的实测，“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器先发出一个信号，以“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器时钟计时的发出时刻为T_bf、接收时刻为T_bs，“从”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器收到这个信号，以“从”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器时钟计时的发出时刻为T_df、接收时刻为T_ds，则通道延时为:

“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器提前T_d时间向“从”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器发试验指令，试验指令启动该侧保护试验仪试验。T_d时间后再向“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器发试验指令，试验指令启动该侧保护试验仪试验。就可以保证两侧基本同时开始试验。

第二步，补偿时间，在上述开始实验时两侧保护试验仪都给保护装置输入工频正玄波电流信号，在本侧保护装置读取本侧电流和对侧电流相位差δ°，则对侧电流相位滞后本侧电流相位时，补偿时间为对侧电流相位超前本侧电流相位时，补偿时间为

第三步，精确同步，通过人机界面输入补偿时间，“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器提前T_d+T_b时间向“从”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器发试验指令，T_d+T_b时间后再向“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器发试验指令，两侧试验仪收到试验指令后给本侧保护装置输入正玄波，在本侧保护装置读取本侧电流和对侧电流相位差，如果相位不为0，按第二步的补偿方法继续补偿，相位为0，则说明两侧精确同步了。就可以开始对调了。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.使用基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器实现对调时间同步的方法，其特征在于，该方法主要在CPU插件中实现，其步骤为：

第一步，实测通讯通道延时时间，“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器先发出一个信号，以“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器时钟计时的发出时刻为T_bf、接收时刻为T_bs，“从”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器收到这个信号，以“从”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器时钟计时的发出时刻为T_df、接收时刻为T_ds，则通道延时为:

“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器提前T_d时间向“从”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器发试验指令，试验指令启动该侧保护试验仪试验；T_d时间后再向“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器发试验指令，试验指令启动该侧保护试验仪试验；就保证两侧基本同时开始试验；

第二步，补偿时间，在上述开始实验时两侧保护试验仪都给保护装置输入工频正弦波电流信号，在本侧保护装置读取本侧电流和对侧电流相位差δ°，则对侧电流相位滞后本侧电流相位时，补偿时间为对侧电流相位超前本侧电流相位时，补偿时间为

第三步，精确同步，通过人机界面输入补偿时间，“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器提前T_d+T_b时间向“从”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器发试验指令，T_d+T_b时间后再向“主”方式侧基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器发试验指令，两侧试验仪收到试验指令后给本侧保护装置输入正弦波，在本侧保护装置读取本侧电流和对侧电流相位差，如果相位不为0，按第二步的补偿方法继续补偿，相位为0，则说明两侧精确同步了，就开始对调；

其中，所述基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器包括：箱体、电源插件、控制插件、CPU插件、人机插件、通讯插件；

箱体由下板、上板、背板及左、右板部件组成；下板内侧有起固定插件作用的5个轨道；上板内侧有起固定插件作用的5个轨道；背板内有插件相互连接的电路，背板内侧有连接插件电路的插槽；

电源插件通过下、上侧卡槽分别和箱体内的轨道固定，电源插件背板外侧插头和箱体内的插槽连接；控制插件通过下、上侧卡槽分别和箱体内的轨道固定，控制插件背板外侧插头和箱体内的插槽连接；CPU插件通过下、上侧卡槽分别和箱体内的轨道固定，CPU插件背板外侧插头和箱体内的插槽连接；人机插件通过下、上侧卡槽分别和箱体内的轨道固定，人机插件背板外侧插头和箱体内的插槽连接；通讯插件通过下、上侧卡槽分别和箱体内的轨道固定，通讯插件背板外侧插头和箱体内的插槽连接；

电源插件可以把输入的220V交流电源转变为低压直流，通过箱体的后背板内的电路给其他各个插件提供直流工作电源；

控制插件通过箱体的后背板内的电路和CPU插件连接，控制插件接收CPU插件的信号后并转换成试验指令通过标准KEY接口和保护试验仪相连；

人机插件通过箱体的后背板内的电路和CPU插件连接，设置并显示同步控制器“主”/“从”工作方式，“本侧地址”、“对侧地址”、“补偿时间”参数；线路对调时，线路两侧各设一台基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步控制器，分别控制本侧的保护试验仪；基于移动通讯的自我补偿式纵联保护对调同步器工作时本侧设为“主”工作方式，则对侧设为“从”工作方式，或者本侧设为“从”工作方式，对侧设为“主”工作方式；

通讯插件通过箱体的后背板内的电路和CPU插件连接，插入移动通讯卡，并通过移动网络和对侧同步控制器通讯；

CPU插件通过箱体的后背板内的电路分别和控制插件、人机插件、通讯插件连接，CPU插件读取人机插件内的设置参数，根据参数选择工作方式；CPU插件把带时标的信号通过通讯插件向对侧发送出，并通过通讯插件接受对侧的信号；CPU插件启动保护试验仪的命令通过控制插件发出；时间同步主要在CPU插件中实现。