CN210167810U - 一种可自由拓扑的多端差动保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可自由拓扑的多端差动保护装置，包含：包含工频信号传变回路的交流输入插件，用于工频信号采集和继电保护计算的保护DSP插件；用于与多端线路各端差动装置进行数据交互的多端通道插件；包含装置管理、对时接口、文件存储和网络通信的管理CPU插件；用于开关量输入输出的开入开出插件，以及电源插件；以上插件通过装置的背板总线进行连接，背板总线包括：电源总线、模拟量总线、数据总线。此种装置可在满足多端输电线路对保护的可靠和灵敏性的要求，大大节约资源的同时，通过将原有的通道插件改为可支持多端差动的通道硬件，对拓扑结构会变化的多端输电线路适应性极强，具有良好的应用前景。

Description

一种可自由拓扑的多端差动保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种可自由拓扑的多端差动保护装置。

背景技术

随着光伏风电大量接入电网，多端T接输电线路越来越多地出现在高压输电线路中。多点T型接线方式的特点是不同的节点T接在同一条联网线路上，所以并网线路比较重要；多端差动保护装置的出现满足了多点T接输电线路的对保护的可靠性、灵敏性要求高；多点T接输电线路由于其灵活的输电方式，并且新能源存在分布式的特点，多点T接联网线路上存在经常变化的可能。

实用新型内容

本实用新型的目的，在于提供一种可自由拓扑的多端差动保护装置，其可在满足多端输电线路对保护的可靠和灵敏性的要求，大大节约资源的同时，通过将原有的通道插件改为可支持多端差动的通道硬件，支持多块多端通道插件配置和按照实际通道使用投入，对拓扑结构会变化的多端输电线路适应性极强，具有良好的应用前景。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种可自由拓扑的多端差动保护装置，包含：

包含工频信号传变回路的交流输入插件，

用于工频信号采集和继电保护计算的保护DSP插件；

用于与多端线路各端差动装置进行数据交互的多端通道插件；

包含装置管理、对时接口、文件存储和网络通信的管理CPU插件；

用于开关量输入输出的开入开出插件，以及电源插件；

以上插件通过装置的背板总线进行连接，背板总线包括：电源总线、模拟量总线、数据总线；交流输入插件的模拟量信号经模拟量总线输入到保护DSP插件进行工频量采集，开入开出插件的开关量经数据总线与保护DSP插件通信，保护DSP插件将模拟量及开关量处理后经过数据总线输入到多端通道插件，多端通道插件实现多端线路差动保护、多端测距所需的多个站间数据处理与交换，保护DSP插件完成多端差动保护及后备保护的功能，管理CPU插件的网络通信接口实现多端差动相关信息和其他保护信息的站内通信功能；电源插件经电源总线与其余插件连接，并为其余插件供电。

上述装置默认配置1块多端通道插件，可支持与4端通道互通；最多支持配置5块多端通道插件，每个多端通道插件上的通道可独立投入和退出运行。

上述多端通道插件仅对投入的通道进行站间数据处理与交换。

上述多端通道插件包含四组光纤收发接口，其接口支持FC和ST形式的光纤接口。

上述多端通道插件支持单模和多模的光纤通信形式。

上述多端通道插件支持的通道类型包括专用光纤通道和复用通道。

采用上述方案后，本实用新型通过将原有的通道插件改为可支持多端差动的通道硬件，并支持最多5块多端通道插件配置，且对应的通道可依据实际线路情况投退，可以很好地适应拓扑结构存在变化的多端输电线路，能节约大量的资源，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型装置应用场景示意图；

图2是本实用新型装置功能模块示意图；

图3是本实用新型实施例装置功能插件示意图；

其中，①管理CPU插件，②交流输入插件，③保护DSP插件，④多端通道插件，⑤可扩展插件位，⑥开入开出插件，⑦电源插件；

图4是本实用新型实施例多端通道插件功能模块示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的技术方案及有益效果进行详细说明。

本实用新型实施例提供了一种可自由拓扑的多端差动保护装置，该装置的应用场景示意图如图1所示，图中，PM为本实用新型的可自由拓扑的多端差动保护装置，作为主从式多端差动保护系统的主机，Ps1-Psn可配置为常规的差动保护装置，作为主从式多端差动保护系统的从机。主机与多个从机之间可通过专用光纤通道或复用通道连接，主机完成本侧和其他各侧的数据收集和同步，并完成差动保护的计算；满足动作条件后，差动保护动作，同时主机将跳闸信号发送至各侧从机，由各侧从机独立完成跳闸。该多端差动保护装置以输电线路保护装置的软硬件模块为基础，将原有的通道插件改为可支持多端差动的通道硬件，并增加了多端差动的软件模块，装置的软硬件功能模块示意图如图2所示。

本实用新型实施例的具体实施方式如下：

本实用新型所述装置是在输电线路继电保护装置的软硬件基础上，将原有的通道插件改为可支持多端差动的通道硬件并支持多块配置，同时增加多端差动相关的软件模块，实现可灵活配置的多端差动保护功能。

本实用新型所述装置采用标准嵌入式装置(例如标准4U结构)实现多端差动保护功能，装置插件包含：管理CPU插件、交流输入插件、保护DSP插件、多端通道插件、开入开出插件和电源插件，各插件通过装置背板上的模拟量总线和数据总线连接。实施例装置功能插件示意图如图3所示。功能插件主要包括：①管理CPU插件，②交流输入插件，③保护DSP插件，④多端通道插件，⑤可扩展插件位，⑥开入开出插件，⑦电源插件。其中：⑤可扩展插件位可配置多端通道插件以实现多端差动系统端数的扩展，其余插件均是输电线路继电保护装置原有插件。

本实用新型所述装置采用多端通道插件实现多通道数据接收处理、本侧通道数据发送、多通道状态监测和多通道延时计算及同步调整等功能。多端通道插件主要包括：光电转换模块、数据收发缓存模块、FPGA芯片、FPGA控制的高速多路选择开关芯片、DSP芯片、DSP外挂的DDR3内存芯片。多端通道插件功能模块示意图如图4所示。该插件通过数据总线从保护DSP插件获得需发送的通道号及通道数据，数据经校验及组帧处理后，由FPGA控制进行数据缓存和发送；识别为投入的通道号发送过来的数据缓存后经FPGA控制依次进行数据转存，由DSP芯片校验后进行通道延时计算和数据同步整理，之后通过数据总线传输给保护DSP插件进行多端差动保护计算和多端故障测距计算；DSP芯片定时对投入运行通道的状态进行检测，包括光口发送接收光强和运行温度，并将检测结果进行存储并交给管理CPU插件处理。

本实用新型所述装置利用已有的管理CPU插件实现多端差动保护相关的管理通信功能，包括：多端差动通道状态记录功能、多端差动自检告警管理功能、多端线路故障测距结果管理功能以及多端差动保护信息的IEC61850通信等功能。另外，管理CPU插件可接收IRIG-B码信号实现装置时间同步。

综上所述，本实用新型的一种可自由拓扑的多端差动保护装置，通过将原有的通道插件改为可支持多端差动的通道硬件，支持多块多端通道插件配置，对相应的通道可依据实际情况投退，很好的适应拓扑结构存在变化的多端输电线路，能节约大量的土地资源，具有良好的应用前景。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可自由拓扑的多端差动保护装置，其特征在于包含：

包含工频信号传变回路的交流输入插件，

用于工频信号采集和继电保护计算的保护DSP插件；

用于与多端线路各端差动装置进行数据交互的多端通道插件；

包含装置管理、对时接口、文件存储和网络通信的管理CPU插件；

用于开关量输入输出的开入开出插件，以及电源插件；

以上插件通过装置的背板总线进行连接，背板总线包括：电源总线、模拟量总线、数据总线；交流输入插件的模拟量信号经模拟量总线输入到保护DSP插件进行工频量采集，开入开出插件的开关量经数据总线与保护DSP插件通信，保护DSP插件将模拟量及开关量处理后经过数据总线输入到多端通道插件，多端通道插件实现多端线路差动保护、多端测距所需的多个站间数据处理与交换，保护DSP插件完成多端差动保护及后备保护的功能，管理CPU插件的网络通信接口实现多端差动相关信息的站内通信功能；电源插件经电源总线与其余插件连接，并为其余插件供电。

2.如权利要求1所述的一种可自由拓扑的多端差动保护装置，其特征在于：所述多端差动保护装置配置至少1块多端通道插件，每块多端通道插件均支持与4端通道互通。

3.如权利要求2所述的一种可自由拓扑的多端差动保护装置，其特征在于：所述多端差动保护装置配置不多于5块多端通道插件，每个多端通道插件上的通道均能够独立投入和退出运行。

4.如权利要求2所述的一种可自由拓扑的多端差动保护装置，其特征在于：所述多端通道插件仅对投入的通道进行站间数据处理与交换。

5.如权利要求1所述的一种可自由拓扑的多端差动保护装置，其特征在于：所述多端通道插件包含四组光纤收发接口，其接口支持FC和ST形式的光纤接口。

6.如权利要求1所述的一种可自由拓扑的多端差动保护装置，其特征在于：所述多端通道插件支持单模和多模的光纤通信形式。

7.如权利要求1所述的一种可自由拓扑的多端差动保护装置，其特征在于：所述多端通道插件支持的通道类型包括专用光纤通道和复用通道。

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