CN2909655Y - 一种继电保护装置 - Google Patents

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丁文杰
吴明玉
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Guangdong Zhongyu Science & Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种继电保护装置，包括：用于对采样的光信号进行光电的数字转换的光接收装置；从上述光接收装置获得数字采样信号后，根据上述采样信号计算出电量数据，并将上述计算出来的电量数据传送到下述逻辑处理装置的数据通信与计算装置；根据从上述通信与计算装置获得的数据，对继电保护进行逻辑判断的逻辑处理装置；用于从上述数据通信与计算装置计算出来的电量数据值传送到系统的控制输出装置；用于从上述数据通信与计算装置计算出来的电量数据传送到间隔层的通信装置。本实用新型远远超出传统的继电保护和计量仪表测量范围与精度，降低了成本，绝缘性能和稳定性也能大大增强。

Description

一种继电保护装置
技术领域
本实用新型涉及一种继电保护装置，更具体地涉及一种具有光接收装置的继电保护装置。
背景技术
目前，电力系统继电保护装置中大量采用电流互感器和电压互感器进行模拟数据的采样。但这些传统的互感器具有以下缺点。
首先，测量范围窄。由于必须通过一次互感器接入，这种传统的互感器存在磁饱和的问题，因此很难做到高倍数的过载，对于特殊故障超过其测量范围，就无法进行有效的测量，保护上也就很难达到要求。
其次，精度低。由于铁磁互感器的线性精度范围小，无论是高端还是低端都存在非线性问题，加上传输过程中模拟电量受到现场大量干扰，很难保证测量的精度。
在次，高压大电流接入的稳定性差。系统接入超过安全电压，电流最高达到100A，产生强烈的电磁效应和发热等不良反应，极易造成系统的不稳定。
最后，隔离性差。因为电气部分与现场高压和室外相连，很容易引入高压干扰或者雷电，导致整个系统隔离性不好。
为了弥补上述缺点，同时考虑到满足未来电子式互感器和光电互感器的发展，需要一种具有完全兼容接口能力的继电保护装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是在于提供一种继电保护装置，包括：用于对采样的光信号进行光电的数字转换的光接收装置；从上述光接收装置获得数字采样信号后，根据上述采样信号计算出电量数据，并将上述计算出来的电量数据传送到下述逻辑处理装置的数据通信与计算装置；根据从上述通信与计算装置获得的数据，对继电保护进行逻辑判断的逻辑处理装置；用于从上述数据通信与计算装置计算出来的电量数据值传送到系统的控制输出装置；用于从上述数据通信与计算装置计算出来的电量数据传送到间隔层的通信装置。
优选地，上述继电保护装置还包括，根据上述数据通信与计算装置计算的上述电量数据，计算出多个应用数据的计量装置。
优选地，上述继电保护装置中，上述光接收装置还设有将模拟信号采样数据转换成数字信号，再以统一的形式在系统上通信的转接板。
优选地，上述继电保护装置中，上述光接收装置提供多模光纤和单模光纤接口。
本实用新型远远超出传统的继电保护和计量仪表测量范围与精度，减少了一次、二次的各级电流互感器和电压互感器的投资而降低了成本。而且，光纤绝对隔离了与外界高压部分的电气连接，绝缘性能和稳定性能大大增强。在长时间大电流运行时，不会存在装置发热的问题，确保稳定性。
附图说明
图1示意了根据本实用新型的继电保护装置的方框图；
图2示意了根据本实用新型的CPU主要接口电路图。
图中：1、光接收装置；2、数据通信与计算装置；3、人机接口装置；4、计量装置；5、逻辑处理装置；6、通信装置；7、控制输出装置；8、电源装置；9、信号电平转换装置。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
本实用新型针对电力系统实用新型一种新型的全数字化继电保护装置，彻底改变传统继电保护中模拟量和高压信号输入的特点，改为光纤数字式信号输入，同时在通信的数据和结构上配合光电互感器，一般应用在110KV及以上电压等级的变电站和其他输配电领域。
该继电保护装置的特点在于全数字化接口，系统组成包括如下几部分：光接收装置；数据通信与计算装置、逻辑处理装置；输出装置；人机装置；电源装置；计量装置；通信装置。
实施例
下面结合附图，详细进行说明。
图1为根据本实用新型的继电保护装置的方框图。
如图1所示的数字继电保护装置将原有的二次电流、电压信号作为输入，需要专用的电流、电压互感器实现其转化。其中电流一般额定为5A，最高过载10～20倍，电压一般额定为100V。
继电保护装置作为电子仪表，必须要有足够的电磁隔离，同时必须防止因电气连接所带来的外部电弧爬电或雷击等破坏性干扰。采用光接收装置1进行传输则彻底进行了电气隔离。(这段不知是否删除)
电源提供到电源装置8，采样的光信号在光接收装置1内进行光电的数字转换，再通过信号电平转换装置9最后变成数据码流，通过数据接口芯片对码流处理，成为现场实时的采样数据的通信包。在数据通信与计算装置2中需要对数据通信包解包，获得现场的实时采样信号。
实时采样数据通过数据通信与计算装置2进行FFT运算获得电力系统的有效信息，数据通信与计算装置2采用32位高速芯片，满足对通信处理和数据计算的需求。在FFT运算时，为保证更高的精度和实时反应现场信号，采用循环队列的方式计算。
如果因通信或者校验发现有错误数据帧时，数据通信与计算装置2将通过光纤发送要求重发的数据帧，数据从智能一次电子测量设备上重新发回。考虑到其响应的实时性，数据的通信速率将高达100Mbps。对于一条线路来说，按照采样速度64KHz，也能完全满足信号的传输。
为配合不同的应用系统，在光接收装置1上提供多模光纤和单模光纤接口的方式，如因光纤数设置不够时，对于上述错误，采用数据缺位模拟的方式补偿，避免因缺数导致的谐波测量过大。
对于继电保护系统，要求出现数据错误的情况必须要小于百万分之一的概率，以确保系统运行的稳定性。(这段是否也要删除？)
通过数据通信与计算装置2的计算和人机接口装置3的参数校正，计算出电压向量、电流向量、电网频率等的交流电量数据，这些电量数据结果即为最终的测量结果，不存在传统的二次侧测量值，较少了紊乱。
数据通信与计算装置2将这些数据传送给计量装置4和逻辑处理装置5。
计量装置4根据上述电量数据，计算出如下应用数据：
(1)三相有功功率P；
(2)三相无功功率Q；
(3)三相功率因数COSΦ；
(4)电流有效值；
(5)电压有效值。
上述实时的电压、电流值，计算功率和电能等数据，通过通信装置6，即标准的485接口以标准DLT645的协议输出至间隔层。同时，通过控制输出装置也将数据传送给系统，用于综合自动化数据的采集。该计量装置精度根据采样的精度(0.2S)能达到0.2S的精度级别，完全可以替代绝大部分的关口表或主要线路电表的计量。
在逻辑处理装置5，进行继电保护的逻辑判断，同时根据需要计算其他辅助量，如零序、负序电量值等。
由于在目前的绝大部分变电站中，传统的互感器仍在大量使用，因此，该光纤接口板还设有转换板(图中未示)，能接入传统的模拟量板，所有数据以统一的形式在系统总线上通信。
图2是根据本实用新型的CPU主要接口电路图。包括采样数据的输入接口、计算数据输出接口、数字信号输入、数字信号输出，以及模拟量信号输入、显示信号、通信等部分，形成一个以CPU为核心的计算系统。

Claims (4)

1、一种继电保护装置，其特征在于，包括：
用于对采样的光信号进行光电的数字转换的光接收装置；
从上述光接收装置获得数字采样信号后，根据上述采样信号计算出电量数据，并将上述计算出来的电量数据传送到下述逻辑处理装置的数据通信与计算装置；
根据从上述通信与计算装置获得的数据，对继电保护进行逻辑判断的逻辑处理装置；
用于从上述数据通信与计算装置计算出来的电量数据值传送到系统的控制输出装置；
用于从上述数据通信与计算装置计算出来的电量数据传送到间隔层的通信装置。
2、如权利要求1所述的继电保护装置，其特征在于，还包括，根据上述数据通信与计算装置计算的上述电量数据，计算出多个应用数据的计量装置。
3、如权利要求1或2所述的继电保护装置，其特征在于，上述光接收装置还设有将模拟信号采样数据转换成数字信号，再以统一的形式在系统上通信的转接板。
4、如权利要求3所述的继电保护装置，其特征在于，上述光接收装置提供多模光纤和单模光纤接口。
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