基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置，其特征在于，包括：網(wǎng)絡(luò)采樣模塊，用于接收來自合并單元的采樣數(shù)據(jù)并對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)打上時(shí)間標(biāo)志，并接收來自于同步信號(hào)源裝置的同步信號(hào)；邏輯運(yùn)算主CPU模塊，邏輯運(yùn)算主CPU模塊連接網(wǎng)絡(luò)采樣模塊，邏輯運(yùn)算主CPU模塊用于保護(hù)運(yùn)算和比例制動(dòng)系數(shù)的調(diào)節(jié)；GOOSE發(fā)送跳閘模塊，GOOSE發(fā)送跳閘模塊連接邏輯運(yùn)算主CPU模塊，GOOSE發(fā)送跳閘模塊用于將跳閘報(bào)文的發(fā)送。本實(shí)用新型可網(wǎng)絡(luò)化采樣并可根據(jù)其到達(dá)時(shí)間來改變變壓器差動(dòng)保護(hù)比例制動(dòng)系數(shù)的保護(hù)裝置，以滿足電力系統(tǒng)用戶對(duì)于智能變電站及數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)化采樣情況下數(shù)字化變壓器保護(hù)的需求。
【專利說明】基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置，具體涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]同步問題一直是對(duì)網(wǎng)絡(luò)采樣的數(shù)字化變壓器進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)的最大難點(diǎn)。目前，一般采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)采樣來解決因同步問題造成的對(duì)數(shù)字化變壓器差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)，利用合并單元的額定延時(shí)進(jìn)行三側(cè)電流相位角修正以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變壓器差動(dòng)保護(hù)的同步。
[0003]隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，過程層統(tǒng)一組網(wǎng)將是數(shù)字化變電站技術(shù)發(fā)展的最終方向。如何解決因網(wǎng)絡(luò)采樣帶來的對(duì)同步信號(hào)的依賴性已成了現(xiàn)在數(shù)字化變壓器保護(hù)研究的新方向。現(xiàn)有的變壓器保護(hù)裝置在網(wǎng)絡(luò)化采樣的時(shí)候完全依賴于同步信號(hào)的正確性，當(dāng)合并單元失去同步時(shí)就會(huì)進(jìn)行閉鎖差動(dòng)保護(hù)。
[0004]但是現(xiàn)階段變電站同步信號(hào)的可靠性還不能達(dá)到保護(hù)安全性的技術(shù)要求，一旦合并單元失去同步就有可能導(dǎo)致變壓器保護(hù)裝置的拒動(dòng)，所以現(xiàn)有的大多數(shù)合并單元都設(shè)有同步守時(shí)機(jī)制，即當(dāng)合并單元失去同步時(shí)，合并單元將按照原有的節(jié)拍工作。因此，實(shí)際中，如果合并單元面臨同步異常，基于同步守時(shí)機(jī)制，可能會(huì)造成不同的合并單元按照不同節(jié)拍工作，但合并單元報(bào)文中的同步標(biāo)志依舊處在同步狀態(tài)，這會(huì)導(dǎo)致變壓器保護(hù)裝置不正確動(dòng)作。
[0005]現(xiàn)有的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置的制動(dòng)原理與常規(guī)變壓器保護(hù)裝置相同，其一般采用三段折線式，這種剛性的比例制動(dòng)曲線具有固定的比例制動(dòng)系數(shù)。這種剛性的比例制動(dòng)曲線已經(jīng)不適合基于網(wǎng)絡(luò)采樣的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置，現(xiàn)有技術(shù)不能提供解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0008]基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置，其特征在于，包括:
[0009]網(wǎng)絡(luò)采樣模塊，用于接收來自合并單元的采樣數(shù)據(jù)并對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)打上時(shí)間標(biāo)志，并接收來自于同步信號(hào)源裝置的同步信號(hào)；
[0010]邏輯運(yùn)算主CPU模塊，邏輯運(yùn)算主CPU模塊連接網(wǎng)絡(luò)采樣模塊，邏輯運(yùn)算主CPU模塊用于保護(hù)運(yùn)算和比例制動(dòng)系數(shù)的調(diào)節(jié)；
[0011 ] GOOSE發(fā)送跳閘模塊，GOOSE發(fā)送跳閘模塊連接邏輯運(yùn)算主CPU模塊，GOOSE發(fā)送跳閘模塊用于將跳閘報(bào)文的發(fā)送。
[0012]前述的基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)采樣模塊為FPGA控制的網(wǎng)絡(luò)采樣模塊。
[0013]前述的基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)采樣模塊采用XILEX公司1800E等級(jí)的FPGA芯片。
[0014]前述的基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置，其特征在于，所述邏輯運(yùn)算主CPU模塊采用摩托羅拉公司的POWER PC MPC8247。
[0015]本實(shí)用新型的有益之處在于:本實(shí)用新型的一種基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置可網(wǎng)絡(luò)化采樣并可根據(jù)其到達(dá)時(shí)間來改變變壓器差動(dòng)保護(hù)比例制動(dòng)系數(shù)的保護(hù)裝置，以滿足電力系統(tǒng)用戶對(duì)于智能變電站及數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)化采樣情況下數(shù)字化變壓器保護(hù)的需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置的比例制動(dòng)曲線。
[0017]圖中附圖標(biāo)記的含義:
[0018]1、基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作具體的介紹。
[0020]參照?qǐng)D1所示，本實(shí)用新型基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置1，包括:網(wǎng)絡(luò)采樣模塊，用于接收來自合并單元的采樣數(shù)據(jù)并對(duì)采樣數(shù)據(jù)打上時(shí)間標(biāo)志，并接收來自于同步信號(hào)源裝置的同步信號(hào)；邏輯運(yùn)算主CPU模塊，邏輯運(yùn)算主CPU模塊連接網(wǎng)絡(luò)采樣模塊，邏輯運(yùn)算主CPU模塊用于保護(hù)運(yùn)算和比例制動(dòng)系數(shù)的調(diào)節(jié)；G00SE發(fā)送跳閘模塊，GOOSE發(fā)送跳閘模塊連接邏輯運(yùn)算主CPU模塊，GOOSE發(fā)送跳閘模塊用于將跳閘報(bào)文的發(fā)送。
[0021]本實(shí)用新型不限制網(wǎng)絡(luò)采樣模塊、邏輯運(yùn)算主CPU模塊、GOOSE發(fā)送跳閘模塊的具體實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，也不限制合并單元的具體類型、數(shù)量，但作為優(yōu)選，網(wǎng)絡(luò)采樣模塊為FPGA控制的網(wǎng)絡(luò)采樣模塊。實(shí)際中，網(wǎng)絡(luò)采樣模塊采用XILEX公司1800E等級(jí)的FPGA芯片。XILEX公司1800E等級(jí)的FPGA芯片具有規(guī)模大，實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)，可同時(shí)接收來自于多個(gè)合并單元的采樣數(shù)據(jù)，并接收同步信號(hào)，根據(jù)同步信號(hào)給每個(gè)采樣數(shù)據(jù)打上精確的時(shí)間標(biāo)志。如圖1所示給出了一種網(wǎng)絡(luò)采樣模塊接收來自合并單元的采樣數(shù)據(jù)，并接收來自于同步信號(hào)源裝置的同步信號(hào)的具體實(shí)現(xiàn)方式。如圖1所示，合并單元包括高壓側(cè)合并單元、中壓側(cè)合并單元和低壓側(cè)合并單元，每個(gè)合并單元分別連接SMV網(wǎng)絡(luò)，SMV網(wǎng)絡(luò)將每個(gè)合并單元的采樣數(shù)據(jù)傳送給本實(shí)用新型基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置I中的網(wǎng)絡(luò)采樣模塊。同時(shí)，同步信號(hào)源裝置分別連接每個(gè)合并單元，同步信號(hào)源裝置連接基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置1，網(wǎng)絡(luò)采樣模塊接收來自于同步信號(hào)源裝置的同步信號(hào)，同步信號(hào)可以采用IRIG-B或光纖秒脈沖。作為進(jìn)一步優(yōu)選，邏輯運(yùn)算主CPU模塊采用摩托羅拉公司的POWER PC MPC8247。處理采樣值數(shù)據(jù)并進(jìn)行保護(hù)邏輯的運(yùn)算，所有算法的處理均在主CPU內(nèi)執(zhí)行，采用波形對(duì)稱及諧波制動(dòng)來處理涌流算法，采用可變比例制動(dòng)系數(shù)來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)同步處理。GOOSE跳閘發(fā)送模塊處理來自主CPU的跳閘報(bào)文，按照GOOSE協(xié)議的格式發(fā)送。
[0022]本實(shí)用新型不限制網(wǎng)絡(luò)采樣模塊，邏輯運(yùn)算主CPU模塊、GOOSE發(fā)送跳閘模塊是如何通過軟件處理各種數(shù)據(jù)的，作為一種優(yōu)選，如圖2所示為數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置的比例制動(dòng)曲線，圖2中橫軸為制動(dòng)電流，豎軸為差動(dòng)電流。Izd—般為變壓器的額定電流Ie，3Izd為拐點(diǎn)值，Icd為數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置的動(dòng)作定值，Isd為數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置的速斷定值。
[0023]目前數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置的采樣速率為80點(diǎn)采樣，合并單元采樣系統(tǒng)整體額定延時(shí)小于2ms，其誤差小于10us，采樣時(shí)間間隔為250us，其報(bào)文抖動(dòng)應(yīng)小于10us。合并單元報(bào)文中應(yīng)包含采樣延時(shí)通道。所以數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置在調(diào)節(jié)采樣時(shí)刻時(shí)應(yīng)按照下列三種情況:
[0024]如果合并單元同步標(biāo)志正常，且報(bào)文中報(bào)文到達(dá)時(shí)間與數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置的同步標(biāo)志理想時(shí)間之間的時(shí)間間隔與合并單元標(biāo)定的額定延時(shí)一致小于tl，此時(shí)認(rèn)為整個(gè)采樣系統(tǒng)延時(shí)正常。變壓器保護(hù)的比例制動(dòng)算法按照?qǐng)D2所示執(zhí)行。這里的tl小于lms。
[0025]如果合并單元的同步標(biāo)志正常，但報(bào)文中報(bào)文到達(dá)時(shí)間與數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置的同步標(biāo)志理想時(shí)間之間的時(shí)間間隔與合并單元標(biāo)定的額定延時(shí)超過tl時(shí)刻且小于1ms，且穩(wěn)定，此時(shí)認(rèn)為合并單元處于同步守時(shí)狀態(tài)，但同步守時(shí)已偏離安全區(qū)域。此時(shí)數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置的差動(dòng)保護(hù)依然利用其采樣計(jì)數(shù)器而工作但應(yīng)調(diào)整比例制動(dòng)系數(shù)，將所有比例制動(dòng)系數(shù)上調(diào)K3倍。
[0026]如果合并單元的同步標(biāo)志正常，但報(bào)文中報(bào)文到達(dá)時(shí)間與數(shù)字化保護(hù)裝置的同步標(biāo)志理想時(shí)間之間的時(shí)間間隔與合并單元標(biāo)定的額定延時(shí)超過lms，且穩(wěn)定。此時(shí)認(rèn)為合并單元同步守時(shí)已異常。數(shù)字化變壓器差動(dòng)保護(hù)不再采用采樣計(jì)數(shù)器進(jìn)行工作，應(yīng)按照點(diǎn)對(duì)點(diǎn)采樣系統(tǒng)按照到達(dá)時(shí)刻進(jìn)行插值算法，同時(shí)將所有比例制動(dòng)系數(shù)上調(diào)K4倍。
[0027]如果合并單元同步標(biāo)志異常，且同步報(bào)文時(shí)間離散度的變化不超過250us，此時(shí)同步異常但網(wǎng)絡(luò)正?？梢园凑拯c(diǎn)對(duì)點(diǎn)采樣系統(tǒng)按照到達(dá)時(shí)刻進(jìn)行插值算法，同時(shí)將所有比例制動(dòng)系數(shù)上調(diào)K4倍。
[0028]當(dāng)不采用采樣計(jì)數(shù)器而采用到達(dá)時(shí)刻進(jìn)行插值時(shí)，離散度的變化超過250us時(shí)，閉鎖保護(hù)。
[0029]本實(shí)用新型不限制tl、K1、K2、K3、K4的具體數(shù)值，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以結(jié)合實(shí)際加以選擇。
[0030]本實(shí)用新型為了解決智能變電站以及數(shù)字化變電站對(duì)于網(wǎng)絡(luò)化采樣的數(shù)字化變壓器保護(hù)可靠性及安全性的要求，并針對(duì)現(xiàn)有合并單元的技術(shù)現(xiàn)狀，開發(fā)出可網(wǎng)絡(luò)化采樣并可根據(jù)其到達(dá)時(shí)間來改變變壓器差動(dòng)保護(hù)比例制動(dòng)系數(shù)的保護(hù)裝置，以滿足電力系統(tǒng)用戶對(duì)于智能變電站及數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)化采樣情況下數(shù)字化變壓器保護(hù)的需求。
[0031]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本實(shí)用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置，其特征在于，包括: 網(wǎng)絡(luò)采樣模塊，用于接收來自合并單元的采樣數(shù)據(jù)并對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)打上時(shí)間標(biāo)志，并接收來自于同步信號(hào)源裝置的同步信號(hào)； 邏輯運(yùn)算主CPU模塊，邏輯運(yùn)算主CPU模塊連接網(wǎng)絡(luò)采樣模塊，邏輯運(yùn)算主CPU模塊用于保護(hù)運(yùn)算和比例制動(dòng)系數(shù)的調(diào)節(jié)； GOOSE發(fā)送跳閘模塊，GOOSE發(fā)送跳閘模塊連接邏輯運(yùn)算主CPU模塊，GOOSE發(fā)送跳閘模塊用于將跳閘報(bào)文的發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)采樣模塊為FPGA控制的網(wǎng)絡(luò)采樣模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)采樣模塊采用XILEX公司1800E等級(jí)的FPGA芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于網(wǎng)絡(luò)采樣可變比例制動(dòng)系數(shù)的數(shù)字化變壓器保護(hù)裝置，其特征在于，所述邏輯運(yùn)算主CPU模塊采用摩托羅拉公司的POWER PC MPC8247。
【文檔編號(hào)】H02H7/045GK203398759SQ201320407510
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】高吉普, 陳建國(guó), 徐長(zhǎng)寶, 王宇 申請(qǐng)人:貴州電力試驗(yàn)研究院