RU2482588C1 - Device to generate synchronised data on power unit condition - Google Patents
Device to generate synchronised data on power unit condition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2482588C1 RU2482588C1 RU2012113378/07A RU2012113378A RU2482588C1 RU 2482588 C1 RU2482588 C1 RU 2482588C1 RU 2012113378/07 A RU2012113378/07 A RU 2012113378/07A RU 2012113378 A RU2012113378 A RU 2012113378A RU 2482588 C1 RU2482588 C1 RU 2482588C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- digital
- output
- calendar
- block
- Prior art date
Links
Landscapes
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к устройствам для получения привязанных к единой шкале времени данных о состоянии энергообъекта, включая векторные параметры токов и напряжений, и может быть применено, например, в системах автоматизации электроподстанций.The invention relates to devices for obtaining data on the state of an energy object tied to a single time scale, including vector parameters of currents and voltages, and can be used, for example, in automation systems of electrical substations.
Уровень техникиState of the art
Известен терминал RES 521 от производителя ABB [1], обеспечивающий измерения фазовых векторов тока и напряжения и выдачу данных измерений фазовых векторов во внешние системы через внешний цифровой интерфейс по протоколу IEEE C37.118. В состав терминала входят:The known terminal RES 521 from the manufacturer ABB [1], which provides measurements of phase vectors of current and voltage and the issuance of measurement data of phase vectors to external systems via an external digital interface using the IEEE C37.118 protocol. The terminal includes:
- блок аналоговых входов, включающий в себя интерфейсы для подключения к аналоговым вторичным измерительным цепям тока и напряжения, аналого-цифровые преобразователи;- block of analog inputs, including interfaces for connecting to analog secondary measuring current and voltage circuits, analog-to-digital converters;
- блок приема сигналов календарной синхронизации;- a block for receiving calendar synchronization signals;
- вычислительный модуль, включающий в себя центральный процессор, обеспечивающий выполнение основных измерительно-вычислительных функций терминала, и цифровой коммуникационный интерфейс Ethernet для выдачи во внешние системы данных измерений фазовых векторов.- a computing module that includes a central processor that provides the basic measuring and computing functions of the terminal, and a digital Ethernet communication interface for outputting phase vector measurement data to external systems.
Известно устройство векторных измерений [2], обеспечивающее измерение фазового вектора напряжения и передачу данных измерений фазового вектора напряжения другому аналогичному устройству, установленному на другой секции шин. Устройство включает в себя:A device for vector measurements [2], which provides the measurement of the phase voltage vector and the transmission of measurement data of the phase voltage vector to another similar device installed on another section of the bus. The device includes:
- блок аналого-цифрового преобразования;- block analog-to-digital conversion;
- блок измерения напряжения;- voltage measurement unit;
- блок вычисления частоты;- frequency calculation unit;
- блок вычисления действующего значения фазного напряжения;- unit for calculating the effective value of the phase voltage;
- блок вычисления фазового вектора напряжения;- unit for calculating the phase voltage vector;
- блок трансляции данных измерений фазового вектора напряжения внешнему устройству.- unit for transmitting measurement data of the phase voltage vector to an external device.
Недостатком обоих известных устройств являются отсутствие универсальности в отношении формы данных измерений. Эти устройства имеют возможность вычислять фазовые вектора по измеряемым аналоговым величинам, но не способны определять эти вектора по данным, передаваемым в форме цифровых потоков, например, по шине процесса цифровой подстанции. Кроме того, формируемые известными устройствами данные не полностью обеспечивают системы защиты и автоматики необходимой информацией о состоянии энергообъекта в каждый момент времени.A disadvantage of both known devices is the lack of versatility with respect to the shape of the measurement data. These devices have the ability to calculate phase vectors from measured analog values, but are not able to determine these vectors from data transmitted in the form of digital streams, for example, via a digital substation process bus. In addition, the data generated by the known devices do not fully provide the protection and automation systems with the necessary information about the state of the power facility at any given time.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническим результатом изобретения является увеличение функциональных возможностей и надежности устройства, повышение информативности формируемых им данных о состоянии энергообъекта.The technical result of the invention is to increase the functionality and reliability of the device, increasing the information content of the data generated by it about the state of the power facility.
Вышеуказанный технический результат достигается за счет того, что в устройство, содержащее блок вычисления фазовых векторов, выходной коммуникационный интерфейс, блок аналого-цифрового преобразования, снабженный аналоговыми измерительными интерфейсами напряжения и тока, блок приема сигналов календарной синхронизации, введены блок формирования внутреннего цифрового потока, снабженный входом приема сигналов тактовой синхронизации, блок приема цифровых потоков, блок формирования выходных данных, блок дискретно-цифрового преобразования, снабженный интерфейсами дискретного ввода и входом, подключенным к выходу блока приема сигналов календарной синхронизации, при этом блок вычисления фазовых векторов снабжен тремя входами, первый из которых подключен к выходу блока аналого-цифрового преобразования через блок формирования внутреннего цифрового потока, второй - к выходу блока приема сигналов календарной синхронизации, третий - к выходу блока приема цифровых потоков, выходной коммуникационный интерфейс подключен к выходу блока вычисления фазовых векторов через блок формирования выходных данных, к которому подключен выход блока дискретно-цифрового преобразования, а блок приема цифровых потоков выполнен в виде блока коммуникационного резервирования, снабженного, по меньшей мере, двумя интерфейсами приема цифровых потоков.The above technical result is achieved due to the fact that the device containing the phase vector calculation unit, the output communication interface, the analog-to-digital conversion unit equipped with analog voltage and current measurement interfaces, the calendar synchronization signal receiving unit, the internal digital stream generating unit equipped with clock synchronization signal input, digital stream receiving unit, output data generating unit, digital-digital conversion unit equipped with discrete input interfaces and an input connected to the output of the calendar synchronization signal receiving unit, while the phase vector calculation unit is equipped with three inputs, the first of which is connected to the output of the analog-to-digital conversion unit through the internal digital stream generation unit, and the second to the output a calendar synchronization signal receiving unit, the third to the output of the digital stream receiving unit, the output communication interface is connected to the output of the phase vector calculation unit through the unit generating output data, to which the output of the digital-to-digital conversion unit is connected, and the digital stream receiving unit is made in the form of a communication backup unit equipped with at least two digital stream receiving interfaces.
Изобретение имеет развитие, состоящее в том, что блок приема сигналов календарной синхронизации может быть выполнен в виде блока ведения календарного времени, снабженного интерфейсом календарной синхронизации. При этом устройство позволяет обеспечивать привязку дискретных сигналов о состоянии энергообъекта и вычисленных значений фазовых векторов напряжения и тока к календарному времени с меньшей зависимостью от регулярности получения устройством сигнала календарной синхронизации от внешнего источника. Уменьшение зависимости корректного функционирования устройства от готовности внешнего источника сигналов календарной синхронизации дополнительно повышает надежность выдачи во внешние системы корректных данных о состоянии энергообъекта.The invention has a development consisting in the fact that the block for receiving calendar synchronization signals can be made in the form of a block for maintaining the calendar time, equipped with a calendar synchronization interface. At the same time, the device allows for the binding of discrete signals about the state of the energy object and the calculated values of the phase vectors of voltage and current to the calendar time with less dependence on the regularity of the device receiving the calendar synchronization signal from an external source. Reducing the dependence of the correct functioning of the device on the availability of an external source of calendar synchronization signals additionally increases the reliability of issuing correct data on the state of an energy object to external systems.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства с учетом развития изобретения.Figure 1 shows a diagram of the proposed device, taking into account the development of the invention.
Осуществление изобретения с учетом его развитияThe implementation of the invention in view of its development
На фиг.1 показано устройство 1, в состав которого входят:Figure 1 shows the device 1, which includes:
- блок 2 вычисления фазовых векторов напряжения и тока;- block 2 calculating the phase vectors of voltage and current;
- выходной коммуникационный интерфейс 3;- output communication interface 3;
- блок 4 аналого-цифрового преобразования, снабженный аналоговыми измерительными интерфейсами напряжения 5 и тока 6;- block 4 analog-to-digital conversion, equipped with analog measuring interfaces voltage 5 and current 6;
- блок 7 приема сигналов календарной синхронизации;- block 7 receiving signals of calendar synchronization;
- блок 8 формирования внутреннего цифрового потока;- block 8 forming the internal digital stream;
- вход 9 приема сигналов тактовой синхронизации;- input 9 receiving signals of clock synchronization;
- блок 10 приема цифровых потоков;- block 10 receiving digital streams;
- блок 11 формирования выходных данных,- block 11 forming the output data,
- блок 12 дискретно-цифрового преобразования;- block 12 digital-to-digital conversion;
- интерфейсы 13 дискретного ввода;- discrete input interfaces 13;
- блок 14 коммуникационного резервирования;- block 14 communication backup;
- интерфейсы 15 приема цифровых потоков.- interfaces 15 receiving digital streams.
В частном случае выполнения устройства 1 блок 7 приема сигналов календарной синхронизации может быть выполнен в виде блока 16 ведения календарного времени, снабженного интерфейсом 17 календарной синхронизации.In the particular case of the device 1, the block 7 for receiving calendar synchronization signals can be made in the form of a block 16 for maintaining the calendar time, equipped with an interface 17 for calendar synchronization.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Аналоговые сигналы напряжения и тока во вторичных измерительных цепях напряжения и тока через интерфейсы 5 и 6 поступают в блок 4 аналого-цифрового преобразования, где величины указанных сигналов преобразуются в цифровое представление, и далее передаются в блок 8 формирования внутреннего цифрового потока. Блок 8 обеспечивает формирование внутреннего цифрового потока, содержащего данные об измеренных величинах напряжения и тока, с заданной частотой дискретизации с привязкой каждого отдельного значения напряжения или тока в цифровом потоке ко времени по сигналам тактовой синхронизации, получаемым через вход 9.The analog voltage and current signals in the secondary voltage and current measuring circuits through the interfaces 5 and 6 are sent to the analog-to-digital conversion unit 4, where the values of these signals are converted into a digital representation, and then transferred to the internal digital stream generating unit 8. Block 8 provides the formation of an internal digital stream containing data on the measured values of voltage and current, with a given sampling rate with reference to each individual value of voltage or current in the digital stream to time using clock synchronization signals received through input 9.
Блок 10 осуществляет прием цифровых потоков с данными первичных измерений тока и напряжения.Block 10 receives digital streams with data from primary measurements of current and voltage.
Блок 2 осуществляет вычисление фазовых векторов напряжения и тока на основании внутреннего цифрового потока, получаемого от блока 8, и на основании внешнего цифрового потока, получаемого устройством через блок 10. При вычислении фазовых векторов напряжения и тока блок 2 осуществляет привязку вычисленных значений фазовых векторов к календарному времени на основании сигналов календарной синхронизации, непрерывно получаемых блоком 2 от блока 7, который в свою очередь обеспечивает прием сигналов календарной синхронизации от внешнего источника. Вычисленные значения фазовых векторов напряжения и тока транслируются блоком 2 на выходной коммуникационный интерфейс 3.Block 2 calculates the phase vectors of voltage and current based on the internal digital stream received from block 8, and based on the external digital stream received by the device through block 10. When calculating the phase vectors of voltage and current, block 2 binds the calculated values of the phase vectors to the calendar time based on the calendar synchronization signals continuously received by block 2 from block 7, which in turn ensures the reception of calendar synchronization signals from an external source ka. The calculated values of the phase vectors of voltage and current are transmitted by block 2 to the output communication interface 3.
Входные дискретные сигналы через интерфейсы 13 дискретного ввода поступают в блок дискретно-цифрового преобразования 12, где указанные сигналы преобразуются в цифровое представление, и производится привязка указанных сигналов ко времени, получаемому от блока 17 ведения календарного времени. Преобразованные в цифровой вид дискретные сигналы, имеющие привязку к календарному времени, транслируются блоку 11 формирования выходных данных. Наряду с этим, блоку 11 транслируются вычисленные блоком 2 значения фазовых векторов в виде пар цифровых значений фазовых векторов напряжения и тока, относящихся к одному и тому же моменту календарного времени. Блок 11 добавляет к каждой полученной от блока 2 паре значений векторов, относящихся к одному моменту календарного времени, значения дискретных сигналов, полученные от блока 12 и относящиеся к тому же моменту календарного времени, что и значения фазовых векторов в паре. Полученный при этом пакет данных, включающий в себя величины фазовых векторов напряжения и тока и значения дискретных сигналов, относящиеся к одному и тому же моменту времени, транслируется блоком 11 на выходной коммуникационный интерфейс 3.Discrete input signals via discrete input interfaces 13 are supplied to a digital-digital conversion unit 12, where these signals are converted to a digital representation, and these signals are linked to the time received from the calendar time maintenance block 17. Converted into digital form, discrete signals associated with the calendar time, are transmitted to the block 11 of the formation of the output data. Along with this, block 11 translates the values of the phase vectors calculated by block 2 in the form of pairs of digital values of the phase vectors of voltage and current related to the same moment of the calendar time. Block 11 adds to each pair of block values received from block 2 the vectors related to one moment of the calendar time, the values of discrete signals received from block 12 and related to the same moment of the calendar time as the values of the phase vectors in the pair. The resulting data packet, which includes the magnitude of the phase vectors of voltage and current and the values of discrete signals related to the same time, is transmitted by block 11 to the output communication interface 3.
Блок 10 приема цифровых потоков выполнен в виде блока 14 коммуникационного резервирования, к входам которого подключены интерфейсы 15 приема цифровых потоков. Интерфейсы 15 обеспечивают прием цифровых потоков с данными первичных измерений тока и напряжения. При наличии цифрового потока на входе одного из интерфейсов 15, условно выбранного в качестве основного интерфейса, блок 10 транслирует указанный поток блоку 2 вычисления фазовых векторов напряжения и тока. В случае пропадания цифрового потока на входе основного интерфейса 15 блок 10 переключается на прием цифрового потока через другой интерфейс 15, рассматриваемый в качестве резервного интерфейса, и обеспечивает трансляцию указанного потока блоку 2.Block 10 receiving digital streams is made in the form of block 14 communication backup, to the inputs of which are connected interfaces 15 receiving digital streams. Interfaces 15 provide reception of digital streams with data of primary measurements of current and voltage. If there is a digital stream at the input of one of the interfaces 15, conditionally selected as the main interface, block 10 transmits the specified stream to block 2 for calculating the phase vectors of voltage and current. In the event of a loss of the digital stream at the input of the main interface 15, the unit 10 switches to receiving the digital stream through another interface 15, considered as a backup interface, and provides the broadcast of the specified stream to the block 2.
Как видно из изложенного, предлагаемое изобретение обеспечивает возможность работы устройства как в «цифровых подстанциях» [3] с резервируемой цифровой шиной процесса [4], так и в традиционных подстанциях без цифровой шины процесса. При этом устройство формирует привязанный к единому календарному времени высокоинформативный пакет данных о векторах токов и напряжений, значения которых получены устройством в аналоговой и/или цифровой форме, и о дискретных сигналах, которые, в частности, могут отражать положение коммутационных аппаратов энергообъекта в момент измерения указанных векторов.As can be seen from the foregoing, the present invention enables the device to operate both in “digital substations” [3] with a redundant digital process bus [4], and in traditional substations without a digital process bus. At the same time, the device generates a highly informative data package tied to a single calendar time about current and voltage vectors, the values of which are received by the device in analog and / or digital form, and about discrete signals, which, in particular, can reflect the position of switching devices of an energy object at the time of measurement of these vectors.
Источники информацииInformation sources
1. ABB Powers Technologies AB. Phasor measurement terminal RES 521. Technical reference manual. September 2008, Revision: D. (Техническое справочное руководство по терминалу векторных измерений RES 521). www.abb.com/substationavtomation.1. ABB Powers Technologies AB. Phasor measurement terminal RES 521. Technical reference manual. September 2008, Revision: D. (Technical Reference Guide for the Vector Measurement Terminal RES 521). www.abb.com/substationavtomation.
2. Опубликованная патентная заявка США №2010/0072978, МПК G01R 23/02, 2010 г.2. Published US patent application No. 2010/0072978, IPC G01R 23/02, 2010
3. «Цифровая подстанция ЕНЭС»/Моржин Ю.И. и др., Журнал «Энергоэксперт», №4 (27), 2011 г.3. "Digital substation UNEG" / Morzhin Yu.I. et al., EnergyExpert Magazine, No. 4 (27), 2011
4. «Шина процесса - технологический фундамент цифровой подстанции» / Власов М.А. и др. Журнал «Релейщик», №1, март 2010 г.4. “Process bus - the technological foundation of a digital substation” / M. Vlasov et al. Magazine “Relayshchik”, No. 1, March 2010
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012113378/07A RU2482588C1 (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | Device to generate synchronised data on power unit condition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012113378/07A RU2482588C1 (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | Device to generate synchronised data on power unit condition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2482588C1 true RU2482588C1 (en) | 2013-05-20 |
Family
ID=48790002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012113378/07A RU2482588C1 (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | Device to generate synchronised data on power unit condition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2482588C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2202114C2 (en) * | 1997-12-05 | 2003-04-10 | Эйбиби Пауэ Ти Энд Ди Компани Инк. | Method and system for detecting current and/or voltage unbalance in multiphase power supply |
RU48240U1 (en) * | 2005-06-15 | 2005-09-27 | ОАО "Чебоксарский электроаппаратный завод" | RELAY PROTECTION AND AUTOMATION |
US20100072978A1 (en) * | 2007-03-30 | 2010-03-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Synchrophasor measuring device and inter-bus-line phase angle difference measurement unit using the same |
US8058753B2 (en) * | 2008-10-31 | 2011-11-15 | General Electric Company | Wide area transmission control of windfarms |
-
2012
- 2012-04-06 RU RU2012113378/07A patent/RU2482588C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2202114C2 (en) * | 1997-12-05 | 2003-04-10 | Эйбиби Пауэ Ти Энд Ди Компани Инк. | Method and system for detecting current and/or voltage unbalance in multiphase power supply |
RU48240U1 (en) * | 2005-06-15 | 2005-09-27 | ОАО "Чебоксарский электроаппаратный завод" | RELAY PROTECTION AND AUTOMATION |
US20100072978A1 (en) * | 2007-03-30 | 2010-03-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Synchrophasor measuring device and inter-bus-line phase angle difference measurement unit using the same |
US8058753B2 (en) * | 2008-10-31 | 2011-11-15 | General Electric Company | Wide area transmission control of windfarms |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10859611B2 (en) | Measuring and mitigating channel delay in remote data acquisition | |
US7630863B2 (en) | Apparatus, method, and system for wide-area protection and control using power system data having a time component associated therewith | |
US8923361B2 (en) | Protection control apparatus | |
WO2012116748A1 (en) | A control device for controlling a circuit breaker, and methods | |
JP6186978B2 (en) | Protection monitoring control system | |
JP5507025B1 (en) | Current differential relay | |
Apostolov | IEC 61850 9-2 process bus applications and benefits | |
RU2482588C1 (en) | Device to generate synchronised data on power unit condition | |
Seferi et al. | Review of PMU algorithms suitable for real-time operation with digital sampled value data | |
Solomin et al. | Integration of adaptive digital combined current and voltage transformer into digital substation Ethernet grid | |
Dolezilek et al. | Integration of IEC 61850 GSE and sampled value services to reduce substation wiring | |
Andersson et al. | Optimized architectures for process bus with IEC 61850-9-2 | |
KR101777038B1 (en) | Protection relay device | |
RU118760U1 (en) | DEVICE FOR SYNCHRONIZED VECTOR VOLTAGE AND CURRENT MEASUREMENTS | |
RU147247U1 (en) | MEASUREMENT DIGITAL FLOWS UNIT OF MEASUREMENT DATA | |
CN105245304B (en) | A kind of method for synchronizing time of double mainboard structure intelligent substation emulation regulating and measuring systems | |
Brunner et al. | Smarter time sync: Applying the IEEE PC37. 238 standard to power system applications | |
Jin et al. | Evaluate HVDC Protection and Control Schemes using High Speed Process Bus Technology | |
WO2013151457A1 (en) | Device for synchronized vectorial voltage and current measurements | |
RU147290U1 (en) | GROUP DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL PARAMETERS | |
Thompson | The Future of Substations: Centralized Protection and Control | |
RU143327U1 (en) | HYBRID MULTIFUNCTIONAL ELECTRICITY METER | |
RU203096U1 (en) | Electrical signal measuring device with combined analog-digital interface | |
RU140729U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL PARAMETERS WITH COMBINED ANALOG-DIGITAL INTERFACE FOR CONNECTION TO MEASURING CURRENT SENSORS OF VOLTAGE AND VOLTAGE | |
Cimadevilla et al. | Iec61850-9-2 process bus implementation on ieds |