CN203398759U - 基于网络采样可变比例制动系数的数字化变压器保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于网络采样可变比例制动系数的数字化变压器保护装置，其特征在于，包括：网络采样模块，用于接收来自合并单元的采样数据并对所述采样数据打上时间标志，并接收来自于同步信号源装置的同步信号；逻辑运算主CPU模块，逻辑运算主CPU模块连接网络采样模块，逻辑运算主CPU模块用于保护运算和比例制动系数的调节；GOOSE发送跳闸模块，GOOSE发送跳闸模块连接逻辑运算主CPU模块，GOOSE发送跳闸模块用于将跳闸报文的发送。本实用新型可网络化采样并可根据其到达时间来改变变压器差动保护比例制动系数的保护装置，以满足电力系统用户对于智能变电站及数字化变电站网络化采样情况下数字化变压器保护的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种数字化变压器保护装置，具体涉及一种基于网络采样可变比例制动系数的数字化变压器保护装置。
背景技术
同步问题一直是对网络采样的数字化变压器进行差动保护的最大难点。目前，一般采用点对点采样来解决因同步问题造成的对数字化变压器差动保护的误动，利用合并单元的额定延时进行三侧电流相位角修正以实现数字化变压器差动保护的同步。
随着网络技术的发展，过程层统一组网将是数字化变电站技术发展的最终方向。如何解决因网络采样带来的对同步信号的依赖性已成了现在数字化变压器保护研究的新方向。现有的变压器保护装置在网络化采样的时候完全依赖于同步信号的正确性，当合并单元失去同步时就会进行闭锁差动保护。
但是现阶段变电站同步信号的可靠性还不能达到保护安全性的技术要求，一旦合并单元失去同步就有可能导致变压器保护装置的拒动，所以现有的大多数合并单元都设有同步守时机制，即当合并单元失去同步时，合并单元将按照原有的节拍工作。因此，实际中，如果合并单元面临同步异常，基于同步守时机制，可能会造成不同的合并单元按照不同节拍工作，但合并单元报文中的同步标志依旧处在同步状态，这会导致变压器保护装置不正确动作。
现有的数字化变压器保护装置的制动原理与常规变压器保护装置相同，其一般采用三段折线式，这种刚性的比例制动曲线具有固定的比例制动系数。这种刚性的比例制动曲线已经不适合基于网络采样的数字化变压器保护装置，现有技术不能提供解决方案。
发明内容
为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于网络采样可变比例制动系数的数字化变压器保护装置。
为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：
基于网络采样可变比例制动系数的数字化变压器保护装置，其特征在于，包括：
网络采样模块，用于接收来自合并单元的采样数据并对所述采样数据打上时间标志，并接收来自于同步信号源装置的同步信号；
逻辑运算主CPU模块，逻辑运算主CPU模块连接网络采样模块，逻辑运算主CPU模块用于保护运算和比例制动系数的调节；
GOOSE发送跳闸模块，GOOSE发送跳闸模块连接逻辑运算主CPU模块，GOOSE发送跳闸模块用于将跳闸报文的发送。
前述的基于网络采样可变比例制动系数的数字化变压器保护装置，其特征在于，所述网络采样模块为FPGA控制的网络采样模块。
前述的基于网络采样可变比例制动系数的数字化变压器保护装置，其特征在于，所述网络采样模块采用XILEX公司1800E等级的FPGA芯片。
前述的基于网络采样可变比例制动系数的数字化变压器保护装置，其特征在于，所述逻辑运算主CPU模块采用摩托罗拉公司的POWER PC MPC8247。
本实用新型的有益之处在于：本实用新型的一种基于网络采样可变比例制动系数的数字化变压器保护装置可网络化采样并可根据其到达时间来改变变压器差动保护比例制动系数的保护装置，以满足电力系统用户对于智能变电站及数字化变电站网络化采样情况下数字化变压器保护的需求。
附图说明
图1是本实用新型的一个优选实施的结构示意图；图2是本实用新型数字化变压器保护装置的比例制动曲线。
图中附图标记的含义：
1、基于网络采样可变比例制动系数的数字化变压器保护装置。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。
参照图1所示，本实用新型基于网络采样可变比例制动系数的数字化变压器保护装置1，包括：网络采样模块，用于接收来自合并单元的采样数据并对采样数据打上时间标志，并接收来自于同步信号源装置的同步信号；逻辑运算主CPU模块，逻辑运算主CPU模块连接网络采样模块，逻辑运算主CPU模块用于保护运算和比例制动系数的调节；GOOSE发送跳闸模块，GOOSE发送跳闸模块连接逻辑运算主CPU模块，GOOSE发送跳闸模块用于将跳闸报文的发送。
本实用新型不限制网络采样模块、逻辑运算主CPU模块、GOOSE发送跳闸模块的具体实现结构，也不限制合并单元的具体类型、数量，但作为优选，网络采样模块为FPGA控制的网络采样模块。实际中，网络采样模块采用XILEX公司1800E等级的FPGA芯片。XILEX公司1800E等级的FPGA芯片具有规模大，实时性好等特点，可同时接收来自于多个合并单元的采样数据，并接收同步信号，根据同步信号给每个采样数据打上精确的时间标志。如图1所示给出了一种网络采样模块接收来自合并单元的采样数据，并接收来自于同步信号源装置的同步信号的具体实现方式。如图1所示，合并单元包括高压侧合并单元、中压侧合并单元和低压侧合并单元，每个合并单元分别连接SMV网络，SMV网络将每个合并单元的采样数据传送给本实用新型基于网络采样可变比例制动系数的数字化变压器保护装置1中的网络采样模块。同时，同步信号源装置分别连接每个合并单元，同步信号源装置连接基于网络采样可变比例制动系数的数字化变压器保护装置1，网络采样模块接收来自于同步信号源装置的同步信号，同步信号可以采用IRIG-B或光纤秒脉冲。作为进一步优选，逻辑运算主CPU模块采用摩托罗拉公司的POWER PC MPC8247。处理采样值数据并进行保护逻辑的运算，所有算法的处理均在主CPU内执行，采用波形对称及谐波制动来处理涌流算法，采用可变比例制动系数来进行网络同步处理。GOOSE跳闸发送模块处理来自主CPU的跳闸报文，按照GOOSE协议的格式发送。
本实用新型不限制网络采样模块，逻辑运算主CPU模块、GOOSE发送跳闸模块是如何通过软件处理各种数据的，作为一种优选，如图2所示为数字化变压器保护装置的比例制动曲线，图2中横轴为制动电流，竖轴为差动电流。Izd一般为变压器的额定电流Ie，3Izd为拐点值,Icd为数字化变压器保护装置的动作定值，Isd为数字化变压器保护装置的速断定值。
目前数字化变压器保护装置的采样速率为80点采样，合并单元采样系统整体额定延时小于2ms，其误差小于10us，采样时间间隔为250us，其报文抖动应小于10us。合并单元报文中应包含采样延时通道。所以数字化变压器保护装置在调节采样时刻时应按照下列三种情况：
如果合并单元同步标志正常，且报文中报文到达时间与数字化变压器保护装置的同步标志理想时间之间的时间间隔与合并单元标定的额定延时一致小于t1，此时认为整个采样系统延时正常。变压器保护的比例制动算法按照图2所示执行。这里的t1小于1ms。
如果合并单元的同步标志正常，但报文中报文到达时间与数字化变压器保护装置的同步标志理想时间之间的时间间隔与合并单元标定的额定延时超过t1时刻且小于1ms，且稳定，此时认为合并单元处于同步守时状态，但同步守时已偏离安全区域。此时数字化变压器保护装置的差动保护依然利用其采样计数器而工作但应调整比例制动系数，将所有比例制动系数上调K3倍。
如果合并单元的同步标志正常，但报文中报文到达时间与数字化保护装置的同步标志理想时间之间的时间间隔与合并单元标定的额定延时超过1ms，且稳定。此时认为合并单元同步守时已异常。数字化变压器差动保护不再采用采样计数器进行工作，应按照点对点采样系统按照到达时刻进行插值算法，同时将所有比例制动系数上调K4倍。
如果合并单元同步标志异常，且同步报文时间离散度的变化不超过250us，此时同步异常但网络正常可以按照点对点采样系统按照到达时刻进行插值算法，同时将所有比例制动系数上调K4倍。
当不采用采样计数器而采用到达时刻进行插值时，离散度的变化超过250us时，闭锁保护。
本实用新型不限制t1、K1、K2、K3、K4的具体数值，本领域技术人员可以结合实际加以选择。
本实用新型为了解决智能变电站以及数字化变电站对于网络化采样的数字化变压器保护可靠性及安全性的要求，并针对现有合并单元的技术现状，开发出可网络化采样并可根据其到达时间来改变变压器差动保护比例制动系数的保护装置，以满足电力系统用户对于智能变电站及数字化变电站网络化采样情况下数字化变压器保护的需求。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1. 基于网络采样可变比例制动系数的数字化变压器保护装置，其特征在于，包括：
网络采样模块，用于接收来自合并单元的采样数据并对所述采样数据打上时间标志，并接收来自于同步信号源装置的同步信号；
逻辑运算主CPU模块，逻辑运算主CPU模块连接网络采样模块，逻辑运算主CPU模块用于保护运算和比例制动系数的调节；
GOOSE发送跳闸模块，GOOSE发送跳闸模块连接逻辑运算主CPU模块，GOOSE发送跳闸模块用于将跳闸报文的发送。
2. 根据权利要求1所述的基于网络采样可变比例制动系数的数字化变压器保护装置，其特征在于，所述网络采样模块为FPGA控制的网络采样模块。
3. 根据权利要求2所述的基于网络采样可变比例制动系数的数字化变压器保护装置，其特征在于，所述网络采样模块采用XILEX公司1800E等级的FPGA芯片。
4. 根据权利要求3所述的基于网络采样可变比例制动系数的数字化变压器保护装置，其特征在于，所述逻辑运算主CPU模块采用摩托罗拉公司的POWER PC MPC8247。
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