一種緊湊型繼電保護(hù)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，包括：板卡；所述板卡通過背板總線上設(shè)有的交換芯片進(jìn)行信息交互；所述板卡包括線路保護(hù)板卡、變壓器保護(hù)板卡和母線斷路器保護(hù)板卡。所述裝置節(jié)省了占地空間，簡(jiǎn)化了變電站二次接線，提高了保護(hù)裝置的效能。
【專利說明】
一種緊湊型繼電保護(hù)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本發(fā)明涉及繼電保護(hù)領(lǐng)域，更具體涉及一種緊湊型繼電保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
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[0002]傳統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置面向間隔配置，保護(hù)裝置數(shù)量多，二次接線復(fù)雜，維護(hù)成本高。隨著智能化電氣設(shè)備的發(fā)展，特別是智能開關(guān)、光電式互感器的出現(xiàn)以及高速以太網(wǎng)技術(shù)的成熟使用，變電站自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)入了數(shù)字化的新階段。數(shù)字化變電站取消了傳統(tǒng)互感器、開關(guān)等一次設(shè)備與二次設(shè)備之間的電纜連接，代之以光電式互感器、智能接口、合并單元等設(shè)備之間的光纖連接。數(shù)字化變電站的保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)了從面向間隔到面向功能的轉(zhuǎn)變，以豐富的數(shù)據(jù)資源實(shí)現(xiàn)全站保護(hù)、測(cè)控的功能集成，從根本上減少數(shù)據(jù)冗余，簡(jiǎn)化運(yùn)行操作。在數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上，把分隔的保護(hù)、監(jiān)視、控制等功能以適當(dāng)?shù)男问竭M(jìn)行集成，裝置采用緊湊型設(shè)計(jì)，可以減少組成變電站的元件的數(shù)量，提高元件的質(zhì)量，使變電站緊湊化，進(jìn)一步降低現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互聯(lián)的復(fù)雜性、二次設(shè)備的成本和后期維護(hù)難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的目的是提供一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，所述裝置節(jié)省了占地空間，簡(jiǎn)化了變電站二次接線，提高了保護(hù)裝置的效能。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，包括:板卡；所述板卡通過背板總線上設(shè)有的交換芯片進(jìn)行信息交互；所述板卡包括線路保護(hù)板卡、變壓器保護(hù)板卡和母線斷路器保護(hù)板卡。
[0005]本發(fā)明提供的一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，所述板卡上設(shè)有實(shí)現(xiàn)控制保護(hù)裝置的跳閘出口啟動(dòng)邏輯和通信的CPU和負(fù)責(zé)復(fù)雜控制保護(hù)算法的實(shí)現(xiàn)和跳閘出口邏輯支持高速串行光纖接口的DSP ;所述CPU和DSP通過以太網(wǎng)通信。
[0006]本發(fā)明提供的一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，所述板卡通過所述背板總線獲取輸電線路的數(shù)字采樣電信號(hào)。
[0007]本發(fā)明提供的另一優(yōu)選的一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，所述線路保護(hù)板卡實(shí)現(xiàn)變電站出線保護(hù)，包括主保護(hù)和后備保護(hù)；
[0008]所述變壓器保護(hù)板卡實(shí)現(xiàn)變電站變壓器保護(hù)，包括主保護(hù)和后備保護(hù)；
[0009]所述母線斷路器保護(hù)板卡實(shí)現(xiàn)變電站母線保護(hù)和斷路器保護(hù)；包括主保護(hù)和后備保護(hù)。
[0010]本發(fā)明提供的再一優(yōu)選的一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，所述線路保護(hù)板卡通過所述背板總線獲取各條輸電線路兩側(cè)的三相電流、三相電壓和壓板數(shù)字采樣信號(hào)，所述線路保護(hù)板卡將輸電線路保護(hù)的動(dòng)作信息通過所述背板總線傳送至其他所述板卡和變電站GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)跳閘和信息交互。
[0011]本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，所述變壓器保護(hù)板卡通過所述背板總線獲取變壓器各側(cè)的三相電流和三相電壓數(shù)字采樣信號(hào)；所述變壓器保護(hù)板卡通過所述背板總線將變壓器保護(hù)的動(dòng)作信息傳送至其他板卡和變電站GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)跳閘保護(hù)。
[0012]本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，所述母線斷路器保護(hù)板卡通過所述背板總線獲取母線所連線路的三相電流、母線電壓、母聯(lián)電流或分段電流；所述母線斷路器保護(hù)板卡通過所述背板總線將母線保護(hù)的動(dòng)作信息傳送至其他板卡和變電站GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)跳閘保護(hù)。
[0013]本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，所述母線斷路器保護(hù)板卡通過所述背板總線獲取斷路器的三相電流；所述母線斷路器保護(hù)板卡通過所述背板總線將斷路器保護(hù)的動(dòng)作信息傳送至其他板卡和變電站GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)跳閘保護(hù)。
[0014]本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，所述板卡還包括:向量測(cè)量單元板卡和測(cè)距錄波板卡。
[0015]和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果
[0016]1、本發(fā)明的裝置由不同的板卡實(shí)現(xiàn)不同保護(hù)功能，一個(gè)板卡可實(shí)現(xiàn)一種或多種保護(hù)功能；
[0017]2、本發(fā)明的裝置的保護(hù)功能分散設(shè)計(jì)提高裝置的可靠性與靈活擴(kuò)展性；
[0018]3、本發(fā)明的裝置可按照間隔配置板卡，通過增減板卡實(shí)現(xiàn)保護(hù)范圍的擴(kuò)充，板卡之間通過快速以太網(wǎng)進(jìn)行通信；；
[0019]4、本發(fā)明的裝置采用數(shù)字采樣，減少模擬量開入插件及開出插件，減少占用裝置內(nèi)部空間。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的全站保護(hù)裝置板卡組合示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的IlOkV單母線帶分段接線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0023]實(shí)施例1:
[0024]如圖1-2所示，本例的發(fā)明提供的一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，其保護(hù)范圍為整個(gè)數(shù)字化變電站，保護(hù)功能包括變壓器保護(hù)、線路保護(hù)、母線保護(hù)、斷路器保護(hù)，保護(hù)功能分散于保護(hù)裝置的不同板卡插件，裝置采用數(shù)字采樣。
[0025]全站保護(hù)裝置的板卡配置針對(duì)設(shè)備類型，所有間隔的線路保護(hù)采用一塊板卡，該板卡實(shí)現(xiàn)全站所有出線的保護(hù)，保護(hù)功能包括主保護(hù)(距離保護(hù))與后備保護(hù)(過電流保護(hù))；變壓器保護(hù)采用同一塊板卡，保護(hù)功能包括主保護(hù)(變壓器差動(dòng)保護(hù))與后備保護(hù)；母線保護(hù)與斷路器保護(hù)采用同一板卡，保護(hù)功能包括主保護(hù)(母差保護(hù))與后備保護(hù)(距離保護(hù))。各板卡之間通過在背板總線上配置的交換芯片實(shí)現(xiàn)信息交互。
[0026]數(shù)字采樣信號(hào)通過背板總線分配給全站保護(hù)的變壓器保護(hù)、線路保護(hù)、母線保護(hù)、斷路器保護(hù)板卡。數(shù)字采樣信號(hào)包括變壓器高中低壓側(cè)電流、電壓；線路兩側(cè)電流、電壓；母線所連各線路電流、母線電壓和母聯(lián)電流；斷路器電流；壓板情況，刀閘位置等。
[0027]背板總線將各條線路兩側(cè)的三相電流、三相電壓、壓板信號(hào)傳送至線路保護(hù)板卡；線路保護(hù)的動(dòng)作信息通過背板總線傳送至全站保護(hù)其他保護(hù)插件，同時(shí)通過背板總線傳送至變電站GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)跳閘、與對(duì)側(cè)進(jìn)行信息交互功能。
[0028]背板總線將變壓器各側(cè)的三相電流、三相電壓傳送至變壓器保護(hù)板卡；變壓器保護(hù)的動(dòng)作信息通過背板總線傳送至全站保護(hù)其他保護(hù)插件，同時(shí)通過背板總線傳送至變電站GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)跳閘功能。
[0029]背板總線將母線所連線路的三相電流、母線電壓、母聯(lián)/分段電流傳送至母線保護(hù)板卡；母線保護(hù)的動(dòng)作信息通過背板總線傳送至全站保護(hù)其他保護(hù)插件，同時(shí)通過背板總線傳送至變電站GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)跳閘功能。
[0030]背板總線將斷路器的三相電流傳送至斷路器保護(hù)板卡；斷路器保護(hù)的動(dòng)作信息通過背板總線傳送至全站保護(hù)其他保護(hù)插件，同時(shí)通過背板總線傳送至變電站GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)跳閘功能。
[0031]當(dāng)變電站進(jìn)行擴(kuò)建時(shí)，通過修改板卡程序?qū)崿F(xiàn)保護(hù)功能的更新，無需增加板卡，具有良好的適應(yīng)性。
[0032]全站保護(hù)裝置不僅可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，通過設(shè)置新板卡實(shí)現(xiàn)PMU、測(cè)距及錄波功會(huì)K。
[0033]圖1為典型的IlOkV單母線分段方式示意圖，圖中有5個(gè)斷路器(I個(gè)分段斷路器)，2條線路，兩臺(tái)變壓器。全站保護(hù)裝置將整個(gè)變電站所有保護(hù)功能通過板卡組合方式進(jìn)行功能集成(圖1)，其中線路保護(hù)板卡實(shí)現(xiàn)線路I和2的保護(hù)功能，包括主保護(hù)與后備保護(hù)；變壓器板卡實(shí)現(xiàn)變壓器I和變壓器2的保護(hù)功能，包括主保護(hù)(差動(dòng)保護(hù))與后備保護(hù)，母線保護(hù)實(shí)現(xiàn)母線分段I和母線分段2及斷路器1-4及分段斷路器的保護(hù)功能，包括母差保護(hù)及斷路器保護(hù)功能。通過增加PMU板卡實(shí)現(xiàn)相量測(cè)量功能，測(cè)距及錄波插件實(shí)現(xiàn)全站保護(hù)錄波及故障測(cè)試功能。
[0034]相比原有保護(hù)配置方案:I套母差保護(hù)，2套變壓器保護(hù)，2套線路保護(hù)，5套斷路器保護(hù)，I套PMU裝置，I套測(cè)距裝置，I套錄波裝置。全站保護(hù)裝置大幅減少了保護(hù)裝置數(shù)量，節(jié)省占地面積，同時(shí)可以通過更新板卡程序滿足變電站改擴(kuò)建。
[0035]和原有保護(hù)裝置相比，全站保護(hù)裝置插件進(jìn)行功能集成時(shí)需要進(jìn)行硬件和軟件方面的改進(jìn)。
[0036]以線路保護(hù)板卡為例，原有線路保護(hù)裝置的保護(hù)板卡實(shí)現(xiàn)單間隔的線路保護(hù)，硬件上只需要與原有線路保護(hù)裝置內(nèi)部的電源插件進(jìn)行連接，軟件功能上只需保護(hù)單一的線路。全站保護(hù)的保護(hù)板卡在硬件和軟件上進(jìn)行了改進(jìn)，硬件上擴(kuò)展通信接口，通過背板與全站保護(hù)中其他板卡進(jìn)行信息交互(變壓器保護(hù)、電源板卡、母線保護(hù)、斷路器保護(hù))，軟件上實(shí)現(xiàn)多條線路的保護(hù)功能，各條線路保護(hù)之間實(shí)現(xiàn)信息共享。類似的，變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、斷路器保護(hù)也需要進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。
[0037]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員盡管參照上述實(shí)施例應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，其特征在于:包括:板卡；所述板卡通過背板總線上設(shè)有的交換芯片進(jìn)行信息交互；所述板卡包括線路保護(hù)板卡、變壓器保護(hù)板卡和母線斷路器保護(hù)板卡。2.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，其特征在于:所述板卡上設(shè)有實(shí)現(xiàn)控制保護(hù)裝置的跳閘出口啟動(dòng)邏輯和通信的CPU和負(fù)責(zé)復(fù)雜控制保護(hù)算法的實(shí)現(xiàn)和跳閘出口邏輯支持高速串行光纖接口的DSP ;所述CPU和DSP通過以太網(wǎng)通信。3.如權(quán)利要求2或3所述的一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，其特征在于:所述板卡通過所述背板總線獲取輸電線路的數(shù)字采樣電信號(hào)。4.如權(quán)利要求2或3所述的一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，其特征在于:所述線路保護(hù)板卡實(shí)現(xiàn)變電站出線保護(hù)，包括主保護(hù)和后備保護(hù)； 所述變壓器保護(hù)板卡實(shí)現(xiàn)變電站變壓器保護(hù)，包括主保護(hù)和后備保護(hù)； 所述母線斷路器保護(hù)板卡實(shí)現(xiàn)變電站母線保護(hù)和斷路器保護(hù)；包括主保護(hù)和后備保護(hù)。5.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，其特征在于:所述線路保護(hù)板卡通過所述背板總線獲取各條輸電線路兩側(cè)的三相電流、三相電壓和壓板數(shù)字采樣信號(hào)，所述線路保護(hù)板卡將輸電線路保護(hù)的動(dòng)作信息通過所述背板總線傳送至其他所述板卡和變電站GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)跳閘和信息交互。6.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，其特征在于:所述變壓器保護(hù)板卡通過所述背板總線獲取變壓器各側(cè)的三相電流和三相電壓數(shù)字采樣信號(hào)；所述變壓器保護(hù)板卡通過所述背板總線將變壓器保護(hù)的動(dòng)作信息傳送至其他板卡和變電站GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)跳閘保護(hù)。7.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，其特征在于:所述母線斷路器保護(hù)板卡通過所述背板總線獲取母線所連線路的三相電流、母線電壓、母聯(lián)電流或分段電流；所述母線斷路器保護(hù)板卡通過所述背板總線將母線保護(hù)的動(dòng)作信息傳送至其他板卡和變電站GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)跳閘保護(hù)。8.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，其特征在于:所述母線斷路器保護(hù)板卡通過所述背板總線獲取斷路器的三相電流；所述母線斷路器保護(hù)板卡通過所述背板總線將斷路器保護(hù)的動(dòng)作信息傳送至其他板卡和變電站GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)跳閘保護(hù)。9.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊型繼電保護(hù)裝置，其特征在于:所述板卡還包括:向量測(cè)量單元板卡和測(cè)距錄波板卡。
【文檔編號(hào)】H02H7/00GK105896468SQ201510037468
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年1月26日
【發(fā)明人】王興國(guó), 周澤昕, 杜丁香, 李仲青, 李偉, 姜憲國(guó), 郭雅蓉, 劉凱波, 李肖, 劉智慧
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院