CN108631257B - 就地化元件保护系统 - Google Patents
就地化元件保护系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108631257B CN108631257B CN201810445095.6A CN201810445095A CN108631257B CN 108631257 B CN108631257 B CN 108631257B CN 201810445095 A CN201810445095 A CN 201810445095A CN 108631257 B CN108631257 B CN 108631257B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- protection
- control device
- information acquisition
- logic judgment
- acquisition device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000004224 protection Effects 0.000 title claims abstract description 133
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 37
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012952 Resampling Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 241000238876 Acari Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
- H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
- H02H1/0061—Details of emergency protective circuit arrangements concerning transmission of signals
- H02H1/0084—Details of emergency protective circuit arrangements concerning transmission of signals by means of pilot wires or a telephone network; watching of these wires
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
- H02H1/0092—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the data processing means, e.g. expert systems, neural networks
Abstract
本发明涉及一种就地化元件保护系统，包括至少一台保护子机，保护子机包括辅助控制装置和保护控制装置，辅助控制装置设置有对时信号接收端口及通信端口，辅助控制装置连接有第一、二信息采集装置，保护控制装置连接有第三信息采集装置；辅助控制装置用于接收被保护设备的两路数据信息并进行同步，将同步后的两路数据信息发送给变电站SV网络；根据其中一路数据信息进行启动逻辑判别；保护控制装置用于接收被保护设备的一路数据信息进行保护逻辑判别和启动逻辑判别；当启动逻辑判别和保护逻辑判别均动作时，输出保护动作信号。本发明在原有继电保护装置上直接集成合并单元功能方式，在集成合并单元功能的基础上仍可满足继电保护高可靠性的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种就地化元件保护系统，属于电力系统就地化继电保护技术领域。
背景技术
继电保护装置是电力系统的重要组成部分，它对保证系统安全运行有着非常重要的作用。层次化保护对于解决传统后备保护整定困难、动作速度慢以及电网结构或运行工况发生非预设性变化时保护性能难以得到保证提供了思路。智能变电站的数据信息共享和网络通信技术为层次化保护的实施提供了基础，合并单元和智能终端作为层次化保护的就地数据采集和执行单元起着重要的作用。但在就地化保护系统中取消了合并单元，层次化保护系统中站域保护和广域保护失去了数据采集的来源，对目前层次化保护系统体系造成极大影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种就地化元件保护系统，用于解决就地化保护系统取消合并单元之后模拟量数据无法实现数据共享的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种就地化元件保护系统，包括至少一台保护子机，保护子机包括通信连接的辅助控制装置和保护控制装置，辅助控制装置设置有对时信号接收端口以及用于与变电站SV网络通信的通信端口，辅助控制装置连接有用于采集被保护设备模拟量信息的第一信息采集装置和第二信息采集装置，保护控制装置连接有用于采集被保护设备模拟量信息的第三信息采集装置；辅助控制装置用于：接收第一信息采集装置和第二信息采集装置发送过来的两路数据信息，并根据对时信号以同步两路数据信息，将同步后的两路数据信息打包成SV报文发送给变电站SV网络；根据接收到的其中一路数据信息进行启动逻辑判别；保护控制装置用于：接收第三信息采集装置发送过来的数据信息，并进行保护逻辑判别和启动逻辑判别；当辅助控制装置的启动逻辑判别以及保护控制装置的保护逻辑判别和启动逻辑判别均动作时，输出保护动作信号。
本发明的有益效果是：在原有继电保护装置上直接集成合并单元功能方式，使保护功能和合并单元功能从模拟量采集上做到了独立，从而在集成合并单元功能的基础上仍可满足继电保护高可靠性的要求。
进一步的，为了保护动作信号的可靠输出以便于继电保护功能的实现，辅助控制装置和保护控制装置驱动连接有控制信号出口模块，用于当辅助控制装置的启动逻辑判别以及保护控制装置的保护逻辑判别和启动逻辑判别均动作时，输出保护动作信号。
进一步的，为了实现与输电线路对侧装置采样数据同步，保护控制装置还设置有用于与输电线路对侧装置通信连接的连接端口，以实现输电线路两侧装置的采样数据同步。
进一步的，为了同步两路数据信息，保护控制装置用于根据内部时钟信号控制信息采集装置，并根据与输电线路对侧装置采样数据同步算法计算结果实时调整信息采集装置的采样时刻，以实现输电线路两侧装置的采样数据同步。
进一步的，为了实现被保护设备模拟量信息的采集，各信息采集装置均包括依次连接的CT/PT交流变换模块、低通滤波模块以及A/D转换模块。
进一步的，为了实现被保护设备模拟量信息的采集，各信息采集装置均包括通信连接的低通滤波模块和A/D转换模块，各低通滤波模块共同连接一个CT/PT交流变换模块。
附图说明
图1是就地化元件保护系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
本发明提供了一种就地化元件保护系统，该保护系统采用分布式多子机结构，如图1所示，各个保护子机包括三个信息采集装置、一个辅助控制装置、一个保护控制装置以及一个控制信号出口模块，辅助控制装置采样连接第一信息采集装置和第二信息采集装置，保护控制装置采样连接第三信息采集装置，辅助控制装置通信连接保护控制装置，辅助控制装置和保护控制装置驱动连接控制信号出口模块。
具体的，辅助控制装置设置有用于与变电站SV网络通信的第一通信端口以及用于接收对时信号的对时信号接收端口。辅助控制装置通过第一通信端口与变电站SV网络进行信息交互，以收发SV信号，通过对时信号接收端口接收对时信号。在本实施例中，该对时信号为GPS对时信号，保护控制模块与辅助控制模块通过以太网连接，保护控制模块通过纵联通道与输电线路对侧装置连接，用于两侧装置通讯和采样数据同步。
如图1所示，各信息采集装置均包括依次连接的低通滤波模块和A/D转换模块(简称为低通AD)，各低通滤波模块即低通AD共同连接一个CT/PT交流变换模块，因此信息采集装置也可以称为AD采样系统。为了保证数据采集的独立性和可靠性，本实施例通过使用三套独立的AD采样系统来采集电力系统的相关数据信息，其中第一、二信息采集装置将采集到被保护设备的两路数据信息传输给辅助控制装置，第三信息采集装置将采集到的被保护设备的一路数据信息传输给保护控制装置，其中，第一、二信息采集装置参数按照合并单元功能的要求进行设计，例如采样率设置为4kHz，第三信息采集装置参数按照继电保护功能的要求进行设计，例如采样率设置为1.2kHz。
每套AD采样系统除装置内部电压或电流变换器外，低通滤波、AD芯片和AD采样控制回路均完全独立。此时，采用多片AD并行采集被保护设备的模拟量信号，电压和电流分别连接至不同的AD芯片。由于AD采样系统属于常规技术，这里不再对其具体结构进行描述。当然，各信息采集装置也可以由依次连接的CT/PT交流变换模块、低通滤波模块和A/D转换模块构成。
当然，作为其他的实施方式，也可以采用两个AD采样系统，此时保护控制装置和辅助控制装置共用其中一路AD采样系统采集的数据。即其中一路AD采样系统采集模拟量信号，比如：电压和电流等，将模拟量信号转换为数字量采样信号之后分为两路，一路传输给保护控制装置，另一路传输给辅助控制装置，以供逻辑判别，另一路AD采样系统连接至辅助控制装置。不管AD采样系统的个数是多少，需要保证保护控制装置接收一路数据，因输出SV采样值报文中需要双AD数据，所以辅助控制装置需要接收两路数据。就拿三个AD采样系统为例，不存在这三个AD采样系统均输出连接保护控制装置和辅助控制装置的情况。
辅助控制装置和保护控制装置为两个完全独立的控制模块。在本实施例中，这两个控制模块为在一块板卡上设置的两套完全独立的CPU系统，相应地，这两套CPU系统分别称为保护CPU和辅助CPU。为了节省空间，这两套独立的CPU系统中的CPU为高集成度低功耗的CPU芯片，比如芯片ZYNQ7020，内部均集成有FPGA，各CPU芯片的外设RAM、Flash等设备也均完全独立。采用集成度高的芯片，在满足继电保护高可靠性的基础上，还能够保证整个控制装置具有较小的尺寸。
由于这两个CPU内部均进行相应的逻辑判别，因此这两个CPU均输入有相应的电力系统数据信息，各CPU根据对应的数据信息进行逻辑判别。在本实施例中，电力系统数据信息为常规电磁式互感器检测的模拟量信号经过处理后得到的数据。
辅助CPU和保护CPU均采用内部集成的FPGA控制AD采样系统的数据采样时刻、AD数据的读取和缓存。辅助CPU的功能除了包括启动逻辑判别、SV报文生成以及与SV网络通信等，还可以同时用于精确记录信息采集装置的触发时刻以及SV报文的重采样时刻。保护CPU的功能除包括与辅助CPU通信、启动逻辑判别以及保护逻辑判别等，还可以根据接收到的信息进行同输电线路对侧装置数据同步。
上述的就地化元件保护系统可以实现继电保护控制策略以及合并单元功能策略，具体工作过程如下：
两个信息采集装置将采集到的被保护设备的两路模拟量电压/电流信息进行处理后发送给辅助控制装置。此时利用两个信息采集装置来采集电力系统的相关数据信息，两个信息采集装置采集到的数据信息均传输给辅助控制模块。辅助控制装置接收被保护设备的两路数据信息，同时接收GPS对时信号，通过接收到的对时信号，来同步接收到的被保护设备的两路数据信息，并将同步后的两路数据信息打包成SV通讯报文发送给变电站SV网络，以实现合并单元功能策略。此时，辅助控制模块首先根据内部时钟信号控制第一、二信息采集装置，然后再根据接收的GPS对时信号对信息采集装置的数据进行重采样，将重采样后的两路数据打包在一帧SV通讯报文中，发送至变电站SV网络中。其中，重采样和SV报文组帧属于常规技术，本实施例就不再具体说明。另外，辅助控制装置根据接收到的其中一路数据信息，例如第二信息采集装置的采集数据进行启动逻辑判别。
保护控制装置接收第三信息采集装置发送过来数据信息，并根据该数据信息进行保护逻辑判别和启动逻辑判别。此时，保护控制模块根据内部时钟信号控制第三信息采集装置，根据和输电线路对侧装置采样数据同步算法计算结果实时调整第三信息采集装置的采样时刻，实现输电线路两侧装置的采样数据同步。其中，对侧装置采样数据同步算法采用传统的乒乓算法。
辅助CPU根据接收到的相应数字量采样信号进行启动逻辑判别，同时保护CPU根据接收到的相应数字量采样信号分别进行保护逻辑判别和启动逻辑判别，当保护控制模块和辅助控制模块进行的启动逻辑判别均动作，且保护控制模块的保护逻辑判别动作时，控制信号出口模块输出保护动作信号，以实现就地化元件保护系统的继电保护控制策略。也就是说，只有在两路启动逻辑判别均动作的基础上，如果保护逻辑判别也动作，那就输出保护动作信号。所以，有如下情况时是不输出保护动作信号的，比如：至少一路启动逻辑判别没有动作；或者保护逻辑判别不动作。
其中，保护逻辑判别为常规的继电保护动作判断，继电保护的种类为现有技术，比如有：差动保护、距离保护、过流保护等，关于这些继电保护的判定策略同样属于常规技术，此处不再具体描述，而该保护CPU中进行的继电保护的种类视具体的应用对象而定。启动逻辑判别具体为判别运行状态是否发生突变，比如：根据采集到的电流信息判断电流是否发生突变，或者根据采集到的电压信息判断是否存在尖峰电压。另外，不同的保护逻辑判别和启动逻辑判别需要的参数可能是不同的，但是由于保护逻辑判别和启动逻辑判别属于常规技术，那么根据相应的数字量采样信号进行相应的保护逻辑判别或者启动逻辑判别也属于常规技术，本实施例就不再具体说明。
需要说明的是，在就地化元件保护系统的继电保护控制策略的过程中，是通过一个控制信号出口模块来实现，控制信号出口模块接收保护CPU和辅助CPU输出的判别结果，并对这些判别结果进行处理。作为其他的实施方式，也可以不设置控制信号出口模块，而是通过辅助控制装置和保护控制装置之间的通信，当辅助控制装置进行的启动逻辑判别以及保护控制装置进行的保护逻辑判别和启动逻辑判别均动作时，选择由辅助控制装置或者保护控制装置输出一个保护动作信号。
上述的就地化元件保护系统通过在原有的继电保护装置上，直接集成合并单元功能方式，使保护功能和合并单元功能从模拟量采集方面做到了独立，从而在集成合并单元功能的基础上仍可满足继电保护高可靠性的要求。
Claims (6)
1.一种就地化元件保护系统，其特征在于，包括至少一台保护子机，保护子机包括辅助控制装置和保护控制装置，辅助控制装置设置有对时信号接收端口以及用于与变电站SV网络通信的通信端口，辅助控制装置连接有用于采集被保护设备模拟量信息的第一信息采集装置和第二信息采集装置，保护控制装置连接有用于采集被保护设备模拟量信息的第三信息采集装置；辅助控制装置用于：接收第一信息采集装置和第二信息采集装置发送过来的两路数据信息，并根据对时信号以同步两路数据信息，将同步后的两路数据信息打包成SV报文发送给变电站SV网络；根据接收到的其中一路数据信息进行启动逻辑判别；保护控制装置用于：接收第三信息采集装置发送过来的数据信息，并进行保护逻辑判别和启动逻辑判别；当辅助控制装置的启动逻辑判别以及保护控制装置的保护逻辑判别和启动逻辑判别均动作时，输出保护动作信号。
2.根据权利要求1所述的就地化元件保护系统，其特征在于，辅助控制装置和保护控制装置驱动连接有控制信号出口模块，用于当辅助控制装置的启动逻辑判别以及保护控制装置的保护逻辑判别和启动逻辑判别均动作时，输出保护动作信号。
3.根据权利要求1或2所述的就地化元件保护系统，其特征在于，保护控制装置还设置有用于与输电线路对侧装置通信连接的连接端口，以实现输电线路两侧装置的采样数据同步。
4.根据权利要求3所述的就地化元件保护系统，其特征在于，保护控制装置用于根据内部时钟信号控制信息采集装置，并根据与输电线路对侧装置采样数据同步算法计算结果实时调整信息采集装置的采样时刻，以实现输电线路两侧装置的采样数据同步。
5.根据权利要求1或2所述的就地化元件保护系统，其特征在于，各信息采集装置均包括依次连接的CT/PT交流变换模块、低通滤波模块以及A/D转换模块。
6.根据权利要求1或2所述的就地化元件保护系统，其特征在于，各信息采集装置均包括通信连接的低通滤波模块和A/D转换模块，各低通滤波模块共同连接一个CT/PT交流变换模块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810445095.6A CN108631257B (zh) | 2018-05-10 | 2018-05-10 | 就地化元件保护系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810445095.6A CN108631257B (zh) | 2018-05-10 | 2018-05-10 | 就地化元件保护系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108631257A CN108631257A (zh) | 2018-10-09 |
| CN108631257B true CN108631257B (zh) | 2020-03-17 |
Family
ID=63692637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810445095.6A Active CN108631257B (zh) | 2018-05-10 | 2018-05-10 | 就地化元件保护系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108631257B (zh) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014141464A1 (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | 三菱電機株式会社 | 電力系統の情報を収集するマージングユニット |
| CN106532957B (zh) * | 2016-12-20 | 2019-02-22 | 国家电网有限公司 | 就地化继电保护系统 |
| CN106684838B (zh) * | 2016-12-29 | 2019-05-14 | 许继集团有限公司 | 就地化继电保护控制装置和继电保护方法 |
| CN106655076B (zh) * | 2016-12-29 | 2019-05-14 | 许继集团有限公司 | 就地化继电保护可靠性控制装置和继电保护方法 |
| CN107681642B (zh) * | 2017-08-17 | 2019-07-23 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种变电站就地化保护系统 |
| CN107611941B (zh) * | 2017-08-23 | 2019-02-26 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种基于功能纵向集成的就地化线路保护装置 |
-
2018
- 2018-05-10 CN CN201810445095.6A patent/CN108631257B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108631257A (zh) | 2018-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105739299B (zh) | 基于二乘二取二安全冗余系统的控制装置 | |
| CN105871466B (zh) | 一种具有智能识别功能的广域安稳通信装置及方法 | |
| CN103684733B (zh) | 一种时钟同步对时的自动校验方法及其专用设备 | |
| CN102514576B (zh) | 一种高速列车车载智能设备 | |
| CN103354355A (zh) | 一种微电网网络化保护方法及装置 | |
| CN103036216B (zh) | 应用于智能化变电站数字化母差保护系统及时钟同步方法 | |
| CN109088400B (zh) | 一种分布式保护方法及系统 | |
| CN108512199B (zh) | 一种就地化元件保护系统 | |
| CN103197652A (zh) | 一种用于火电厂一体化系统的现场总线通信控制装置 | |
| CN102856981A (zh) | 一种在变电站中具有保护和控制功能的站域保护控制装置 | |
| CN103019141A (zh) | 一种控制模块及方法、电力动态记录装置及其实现方法 | |
| CN107069681A (zh) | 一种多端线路差动保护方法及系统 | |
| CN105245306A (zh) | 广域保护系统ptn同步网bc模式的主、备用同步时钟切换方法及系统 | |
| CN101752901B (zh) | 一种异地数据采样同步的方法、系统、装置及设备 | |
| CN108631257B (zh) | 就地化元件保护系统 | |
| CN103595128B (zh) | 基于双层双网结构的变电站自动化系统 | |
| KR20150030786A (ko) | 태양광 pcs 제어 시스템 | |
| CN203554072U (zh) | 基于双层双网结构的变电站自动化系统 | |
| CN2894111Y (zh) | 一种用于串行数据接入的传输装置 | |
| CN104408665A (zh) | 基于scd模型面向事件的扰动数据处理系统 | |
| CN103543730A (zh) | 一种贴片机故障诊断系统 | |
| CN112039032A (zh) | 广域无线同步集中式多级多端差动保护系统及实现方法 | |
| CN106922040B (zh) | 新型无线公网中继器及其数据传输方法 | |
| CN105406995A (zh) | 一种广域保护系统ptn同步网tc模式通道故障自愈的方法及装置 | |
| CN104348569A (zh) | 一种提高智能变电站可靠性的数据源端同步方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200511 Address after: No.39 Siping Street, Heping District, Shenyang, Liaoning 110059 Co-patentee after: XJ GROUP Corp. Patentee after: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Co-patentee after: XJ ELECTRIC Co.,Ltd. Co-patentee after: XUCHANG XJ SOFTWARE TECHNOLOGY Co.,Ltd. Co-patentee after: STATE GRID LIAONING ELECTRIC POWER SUPPLY Co.,Ltd. Co-patentee after: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Address before: No. 1298 Xuchang City, Henan province 461000 XJ Avenue Co-patentee before: XJ ELECTRIC Co.,Ltd. Patentee before: XJ GROUP Corp. Co-patentee before: XUCHANG XJ SOFTWARE TECHNOLOGY Co.,Ltd. Co-patentee before: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Co-patentee before: STATE GRID LIAONING ELECTRIC POWER SUPPLY Co.,Ltd. |