CN204858539U - 高压微机线路保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高压微机线路保护装置。互感器分别连接A/D采样模块Ⅰ的输入端和A/D采样模块Ⅱ的输入端，开关量输入模块分别连接输入控制模块Ⅰ的输入端和输入控制模块Ⅱ的输入端，逻辑控制模块Ⅰ的输出端和逻辑控制模块Ⅱ的输出端与继电器连接；A/D采样模块Ⅰ和输入控制模块Ⅰ分别与DSP数据处理模块Ⅰ的两个输入端连接，DSP数据处理模块Ⅰ的输出控制端与逻辑控制模块Ⅰ连接，通讯模块和人机接口模块分别与DSP数据处理模块连接。本实用新型性能稳定，保护过程可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及线路保护领域，具体是一种高压微机线路保护装置，满足变电站综合自动化系统的要求，可作为110KV和不实现单相自动重合闸的220KV输电线路的主保护及后备保护。
背景技术
目前国内的保护装置，启动原件动作后，后续的故障处理过程是按照启动时刻为基准展开的，如突变量启动后相继执行快速段，稳态阶段，震荡闭锁阶段，跳闸后阶段以及非全相阶段，大多保护装置会导致实际情况与保护不一致，从而影响保护整体性能。
传统保护装置的操作回路一般采用电流启动，电压保持回路实现电气防跳，需根据断路器跳合闸回路的电流选择防跳继电器，通用性较差，况且对于断路器跳合闸电流较小的断路器(如德国AEG公司的10KV断路器，跳合闸电流不大于0.2A)往往很难实现。
额定电气参数
交流电流5A、1A
交流电压100/V
交流频率50HZ/60HZ
直流电源电压220V、110V
直流允许偏差-20%～+10%
交流电流回路=5A每相不大于1VA
=1A每相不大于0.5VA
交流电压回路U=每相不大于0.5VA
直流电源回路正常工作时不大于40W
保护动作时不大于50W
交流电流回路：2倍额定电流连续工作
10倍额定电流允许工作10S
40倍额定电流允许工作1S
交流电压回路：1.4倍额定电压连续工作
正常工作温度：-10℃～+55℃
相对湿度5％～95％
大气压力86～106kpa
整组动作时间
相间距离Ⅰ段：在0.7倍整定阻抗内≤30ms。
接地距离Ⅰ段：在0.7倍整定阻抗内≤30ms。
零序过流Ⅰ段：在1.2倍整定值条件下≤25ms。
过流速断：在1.2倍整定值条件下≤25ms。
距离保护
精确工作电压范围：(0.01～1.1)
精确工作电流范围：0.1In～30In
零序(方向)电流保护
零序方向组件的死区电压：1V
零序方向组件最小动作电流：0.1In
暂态超越：＜±3％
定值误差：＜±2.5％
测距误差：在相间故障时＜±2.5％。
发明内容
鉴于以上缺陷，本实用新型的目的是提供一种性能稳定的高压微机线路保护装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：高压微机线路保护装置，包括互感器和继电器，开关量输入模块，由A/D采样模块Ⅰ、DSP数据处理模块Ⅰ、输入控制模块Ⅰ和逻辑控制模块Ⅰ构成的第一电路单元，由A/D采样模块Ⅱ、DSP数据处理模块Ⅱ、输入控制模块Ⅱ和逻辑控制模块Ⅱ构成的第二电路单元，通讯模块和人机接口模块，其中，所述互感器分别连接第一电路单元A/D采样模块Ⅰ的输入端和第二电路单元A/D采样模块Ⅱ的输入端，开关量输入模块分别连接输入控制模块Ⅰ的输入端和输入控制模块Ⅱ的输入端，逻辑控制模块Ⅰ的输出端和逻辑控制模块Ⅱ的输出端与继电器连接；在第一电路单元中，所述A/D采样模块Ⅰ和输入控制模块Ⅰ分别与DSP数据处理模块Ⅰ的两个输入端连接，DSP数据处理模块Ⅰ的输出控制端与逻辑控制模块Ⅰ连接，第二电路单元中各模块间的连接关系与第一电路单元相同，通讯模块和人机接口模块分别与DSP数据处理模块连接。
本方实用新型利用DSP数据处理模块来准确的识别系统状态，通过状态识别结果来投入相应的处理模块，此过程本身改变了以前基于启动时刻调节保护范围的做法，而采用互感器采集系统的电流，电压量，根据电流电压量调节保护范围，调节方向元件动作范围等各个环节的基准。从根本上解决了不论是何种原因导致的信号畸变不会影响保护性能，同时也确保了任何故障情况下，保护在暂态超越指标范围能快速切除故障的可能。
完全相同的两个保护电路单元的冗余设计：两个保护电路单元（两块CPU板）互相启动和闭锁，任何一块CPU板故障时保护不会误动，任何一个继电器损坏时不会拒动；管理单元实时比较两块保护CPU板的采集量（包括模拟量和数字量），当采集量不一致时，及时发出报警信号，并且闭锁保护，提高装置的可靠性。
采用全差分输入A/D，能有效抑制二阶交调干扰和共模干扰，确保了采样的高精度。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型的流程图；
图中：1-互感器；2-开关量输入模块；3.1-A/D采样模块Ⅰ；4.1-DSP数据处理模块Ⅰ；5.1-输入控制模块Ⅰ；6.1-逻辑控制模块Ⅰ；3.2-A/D采样模块Ⅱ；4.2-DSP数据处理模块Ⅱ；5.2-输入控制模块Ⅱ；6.2-逻辑控制模块Ⅱ；7-继电器；8-通讯模块；9-人机接口模块；10-打印接口模块。
具体实施方式
下面结合附图做进一步说明。
参见图1，高压微机线路保护装置，包括互感器1，继电器7，开关量输入模块2，由A/D采样模块Ⅰ3.1、DSP数据处理模块Ⅰ4.1、输入控制模块Ⅰ5.1和逻辑控制模块Ⅰ6.1构成的第一电路单元，由A/D采样模块Ⅱ3.2、DSP数据处理模块Ⅱ4.2、输入控制模块Ⅱ5.2和逻辑控制模块Ⅱ6.2构成的第二电路单元，通讯模块8，人机接口模块9和打印接口模块10；其中，所述互感器1分别连接第一电路单元A/D采样模块Ⅰ3.1的输入端和第二电路单元A/D采样模块Ⅱ3.2的输入端，开关量输入模块2分别连接输入控制模块Ⅰ5.1的输入端和输入控制模块Ⅱ5.2的输入端，逻辑控制模块Ⅰ6.1的输出端和逻辑控制模块Ⅱ6.2的输出端与继电器7连接；在第一电路单元中，所述A/D采样模块Ⅰ3.1和输入控制模块Ⅰ5.1分别与DSP数据处理模块Ⅰ4.1的两个输入端连接，DSP数据处理模块Ⅰ4.1的输出控制端与逻辑控制模块Ⅰ6.1连接，第二电路单元中各模块间的连接关系与第一电路单元相同（即A/D采样模块Ⅱ3.2和输入控制模块Ⅱ5.2分别与DSP数据处理模块Ⅱ4.2的两个输入端连接，DSP数据处理模块Ⅱ4.2的输出控制端与逻辑控制模块Ⅱ6.2连接），通讯模块8和人机接口模块9分别与DSP数据处理模块连接。打印接口模块10与DSP数据处理模块连接。
所述互感器1包括电流互感器和电压互感器。所述人机接口模块9包括键盘输入模块和显示模块。
在另一优选实施例中，还设置管理单元，管理单元分别与两个DSP数据处理模块连接，两设置与该管理单元连接的通讯模块、人机接口模块和打印接口模块。管理单元实时比较两块保护CPU板的采集量（包括模拟量和数字量），当采集量不一致时，及时发出报警信号，并且闭锁保护，提高装置的可靠性。
互感器1采集电流和电压信号经过A/D采样将模拟信号转变为数字信号供DSP数据处理模块处理。输入控制模块控制开关量输入模块的开关量输入。DSP数据处理模块根据获得的数据进行分析处理，输出控制信号控制继电器。其主要流程参见图2。
DSP数据处理模块采用美国德州仪器TI公司的TMSC5402芯片，面向数字控制，低功耗，32位的高速浮点DSP保证了高精度的快速计算，能在每个采样间隔对所有继电器实现实时计算，提高了采样的精度，保证了保护的可靠性和速动性。输入控制模块用FPGA实现，采用Altera公司的EP1C6Q240C8的多管脚，多逻辑单元的芯片。可编程的逻辑控制模块用CPLD实现，采用Altera公司EPM7128S的芯片型号它具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、设计制造成本低、对设计者的硬件经验要求低、标准产品无需测试、保密性强、价格大众化等特点，各芯片的处理方法采用的是本领域常用的技术手段，不是本实用新型的发明点，此处不再赘述。
通讯模块8具有工业以太网、CAN-BUS和RS485等通信接口，通讯介质可采用光纤、屏蔽双绞线等，实现IEC61850、IEC60870-5-103（104）、CAN2.0、RS485、Modbus等多种通信协议的转换。
本实用新型的通信配置包括：打印机接口，Modem或IAP下载电缆接口，一个RS485接口，两个RS485/RS232接口，差分GPS脉冲对时接口和异步广播对时接口。可选配置为：Ethernet接口，支持全双工和半双工的10/100base-T双绞线接口，支持多模和单模的100base-F光纤接口；两个CAN总线接口，符合CAN2.0B标准，传输速率为60Kbps，最大传输距离1km。
Claims (4)
1.高压微机线路保护装置，包括互感器（1）和继电器（7），其特征在于：还包括开关量输入模块（2），由A/D采样模块Ⅰ（3.1）、DSP数据处理模块Ⅰ（4.1）、输入控制模块Ⅰ（5.1）和逻辑控制模块Ⅰ（6.1）构成的第一电路单元，由A/D采样模块Ⅱ（3.2）、DSP数据处理模块Ⅱ（4.2）、输入控制模块Ⅱ（5.2）和逻辑控制模块Ⅱ（6.2）构成的第二电路单元，通讯模块（8）和人机接口模块（9），其中，所述互感器（1）分别连接第一电路单元A/D采样模块Ⅰ（3.1）的输入端和第二电路单元A/D采样模块Ⅱ（3.2）的输入端，开关量输入模块（2）分别连接输入控制模块Ⅰ（5.1）的输入端和输入控制模块Ⅱ（5.2）的输入端，逻辑控制模块Ⅰ（6.1）的输出端和逻辑控制模块Ⅱ（6.2）的输出端与继电器（7）连接；在第一电路单元中，所述A/D采样模块Ⅰ（3.1）和输入控制模块Ⅰ（5.1）分别与DSP数据处理模块Ⅰ（4.1）的两个输入端连接，DSP数据处理模块Ⅰ（4.1）的输出控制端与逻辑控制模块Ⅰ（6.1）连接，第二电路单元中各模块间的连接关系与第一电路单元相同，通讯模块（8）和人机接口模块（9）分别与DSP数据处理模块连接。
2.根据权利要求1所述高压微机线路保护装置，其特征在于：所述互感器（1）包括电流互感器和电压互感器。
3.根据权利要求1所述高压微机线路保护装置，其特征在于：所述人机接口模块（9）包括键盘输入模块和显示模块。
4.根据权利要求1到3任一项所述高压微机线路保护装置，其特征在于：还设置有打印接口模块（10），打印接口模块（10）与DSP数据处理模块连接。
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| CN201520578400.0U CN204858539U (zh) | 2015-08-04 | 2015-08-04 | 高压微机线路保护装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107196268A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-09-22 | 积成软件有限公司 | 基于同构双cpu板卡的继电保护装置及保护方法 |
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