基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置及保護方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置及保護方法，包括分別設(shè)置在變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)的就地化的保護子機，各保護子機之間通過雙環(huán)網(wǎng)手拉手連接，各保護子機就地采集本側(cè)的模擬量和開關(guān)量，并通過雙環(huán)網(wǎng)與其它保護子機雙向通信共享數(shù)據(jù)；各保護子機均具有相同的變壓器主、后備保護一體化的保護模塊，各保護子機與變壓器各側(cè)之間設(shè)有斷路器，保護模塊根據(jù)設(shè)定的后備保護動作條件和差動保護動作條件，跳開相應(yīng)的斷路器。本發(fā)明有效解決了目前有主式變壓器保護裝置的主機無法就地安裝問題，而且保護裝置采用多套差動“與門”邏輯，提高了保護的可靠性。
【專利說明】
基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置及保護方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域，具體涉及一種基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置及保護方法。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)變電站中保護和監(jiān)控設(shè)備各自組屏、集中布置，現(xiàn)場走線繁雜且多為硬連線，帶來更多的維護工作量和不可靠因素。近年來，常規(guī)變電站逐漸被采用“常規(guī)互感器+合并單元”的智能變電站所替代，由合并單元及智能終端就地采集模擬量和開關(guān)量，并通過光纖接入主控室的繼電保護裝置，用光纖替代了長電纜，二次回路得到簡化。
[0003]“常規(guī)互感器+合并單元”的智能站，中間環(huán)節(jié)多，動作時間長，智能站保護的平均動作時間比常規(guī)保護長8-lOms，而且單一設(shè)備故障可能造成多套保護不正確動作，保護的快速性和可靠性問題日益突出。以繼電保護多年成功的理論和實踐探索為基礎(chǔ)，國內(nèi)外眾多專家提出將現(xiàn)有的集中組屏安裝的繼電保護就地化，取消合并單元及智能終端等中間環(huán)節(jié)，二次設(shè)計和施工大大簡化，減少了變電站建筑面積、降低了工程造價，便于維護、檢修和巡視。
[0004]對于單間隔的繼電保護，如線路保護、母聯(lián)保護等，由于一二次設(shè)備對應(yīng)性強，其就地化的實施相對容易。但是對于跨間隔的變壓器保護，需要采集的模擬量較多，回路復(fù)雜，勢必造成裝置尺寸過大而無法就地安裝，另外，如果采用“子機+主機”的模式，即子機用于就地采集，主機用于保護邏輯運算，根據(jù)電力系統(tǒng)運行檢修規(guī)程，將難于找到合適的地點安裝主機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明提出一種基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置及保護方法。
[0006]實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]—種基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置，包括分別設(shè)置在變壓器高壓偵叭中壓側(cè)、低壓側(cè)的就地化的保護子機，各保護子機之間通過雙環(huán)網(wǎng)手拉手連接，各保護子機就地采集本側(cè)的電流、電壓模擬量和開關(guān)量，并通過雙環(huán)網(wǎng)與其它保護子機雙向通信共享數(shù)據(jù);各保護子機均具有相同的變壓器主、后備保護一體化的保護模塊，各保護子機與變壓器各側(cè)之間設(shè)有斷路器，保護模塊根據(jù)后備保護動作條件和差動保護動作條件，跳開相應(yīng)的斷路器。
[0008]所述跳開相應(yīng)的開關(guān)具體為:當本側(cè)保護子機滿足后備保護動作條件時，保護模塊控制與本側(cè)保護子機相連的斷路器直接跳開，當所有保護子機均滿足差動保護動作條件時，保護模塊控制與各保護子機相應(yīng)的斷路器跳開。
[0009]所述變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)的就地化的保護子機，包括:高壓I側(cè)保護子機、高壓2側(cè)保護子機、變壓器中性點保護子機、公共繞組保護子機，中壓側(cè)保護子機，低壓I分支保護子機、低壓2分支保護子機、低壓I分支電抗器保護子機、低壓2分支電抗器保護子機、低壓側(cè)接地變保護子機。
[0010]所述高壓側(cè)的保護子機和低壓側(cè)的保護子機分別接入MMS網(wǎng)絡(luò)的A、B網(wǎng)，與后臺和調(diào)度中心通信。
[0011]所述高壓側(cè)保護子機和低壓側(cè)保護子機同時接入GOOSE網(wǎng)絡(luò)，與其它保護裝置及故障錄波裝置通信，當二者均正常運行時，由優(yōu)先級高的高壓側(cè)保護子機負責對外與其它裝置收發(fā)GOOSE報文，低壓側(cè)保護子機處于與外部停信狀態(tài)，并且通過雙環(huán)網(wǎng)監(jiān)測高壓側(cè)保護子機的運行狀態(tài)，當高壓側(cè)保護子機因故障或檢修退出時，由低壓側(cè)保護子機替換高壓側(cè)子機負責對外GOOSE報文的收發(fā)。
[0012]所述各保護子機均設(shè)置軟地址，該軟地址同時作為環(huán)網(wǎng)內(nèi)部的通信地址和保護子機類型的標識碼;所述的一種基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置，還包括操作箱，所述保護模塊通過操作箱控制與各側(cè)保護子機相連的開關(guān)的狀態(tài);所述操作箱還輸出開關(guān)量給各側(cè)保護子機。
[0013]—種應(yīng)用基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置的保護方法，包括以下步驟:
[0014]各保護子機就地采集本側(cè)的電流、電壓模擬量和開關(guān)量，并通過雙環(huán)網(wǎng)與其它保護子機雙向通信共享數(shù)據(jù)；
[0015]保護模塊根據(jù)后備保護動作條件和差動保護動作條件，控制跳開相應(yīng)的斷路器。
[0016]所述跳開相應(yīng)的斷路器具體為:當本側(cè)保護子機滿足后備保護動作條件時，保護模塊控制與本側(cè)保護子機相連的斷路器直接跳開，當所有保護子機均滿足差動保護動作條件時，保護模塊控制與各保護子機相應(yīng)的斷路器跳開。
[0017]所述的一種應(yīng)用基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置的保護方法，還包括將高壓側(cè)的保護子機和低壓側(cè)的保護子機分別接入MMS網(wǎng)絡(luò)的A、B網(wǎng)，與后臺和調(diào)度中心通信，確保了當任一保護子機出現(xiàn)故障或檢修退出時，均不會中斷基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置與后臺和調(diào)度中心的通信。
[0018]所述的一種應(yīng)用基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置的保護方法，還包括將高壓側(cè)保護子機和低壓側(cè)保護子機同時接入GOOSE網(wǎng)絡(luò)，與其它保護裝置及故障錄波裝置通信，當二者均正常運行時，由優(yōu)先級高的高壓側(cè)保護子機負責對外與其它裝置收發(fā)GOOSE報文，低壓側(cè)保護子機處于與外部停信狀態(tài)，并且通過雙環(huán)網(wǎng)監(jiān)測高壓側(cè)保護子機的運行狀態(tài)，當高壓側(cè)保護子機因故障或檢修退出時，由低壓側(cè)保護子機替換高壓側(cè)子機負責對外GOOSE報文的收發(fā)。
[0019]本發(fā)明的有益效果:
[0020]本發(fā)明的基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置及保護方法，采用分布式變壓器保護配置了多個保護子機，保護子機僅采集本側(cè)的模擬量和開關(guān)量，通過雙環(huán)網(wǎng)共享數(shù)據(jù)，因此子機體積小，能夠就地安裝;而傳統(tǒng)的集中式變壓器保護，由于其要采集各側(cè)的模擬量和開關(guān)量數(shù)據(jù)，造成體積大，無法就地安裝。
[0021]本發(fā)明的基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置及保護方法，采用無主式就地化變壓器保護裝置，有效解決了目前有主式變壓器保護裝置的主機無法就地安裝問題，且每個子機均配置了相同的差動保護功能，當所有子機均滿足差動保護動作條件時，差動保護才動作跳閘，實現(xiàn)了多套差動“與門”邏輯，從而提高了差動保護的可靠性。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置的一種實施例的拓撲示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明的一種應(yīng)用基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置的保護方法的一種實施例的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細的描述。
[0026]參見圖1，一種基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置，包括分別設(shè)置在變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)的就地化的保護子機(即:高壓側(cè)主變保護子機、中壓側(cè)主變保護子機、低壓側(cè)主變保護子機)，各保護子機之間通過千兆雙環(huán)網(wǎng)手拉手連接，從而確保了高可靠性;各保護子機就地采集本側(cè)的電流、電壓模擬量和開關(guān)量，并通過雙環(huán)網(wǎng)與其它保護子機雙向通信共享數(shù)據(jù);各保護子機均具有相同的變壓器主、后備保護一體化的保護模塊，各保護子機與變壓器各側(cè)之間設(shè)有斷路器，保護模塊根據(jù)設(shè)定的后備保護動作條件和差動保護動作條件，跳開相應(yīng)的斷路器。
[0027]在本發(fā)明中，所述設(shè)定的后備保護動作條件和差動保護動作條件為:保護動作條件是基于繼電保護的基本原理，包括多種保護，例如縱差保護、復(fù)壓過流保護、零序過流保護、阻抗保護、失靈保護等等。
[0028]在本發(fā)明的一種實施例中，各保護子機均通過環(huán)網(wǎng)口與千兆雙環(huán)網(wǎng)連接的。
[0029]在本發(fā)明的一種實施例中，所述跳開相應(yīng)的斷路器具體為:當本側(cè)保護子機滿足后備保護動作條件時，保護模塊控制與本側(cè)保護子機相連的斷路器直接跳開，后備保護動作條件采用的是就地采集的電流或者電壓，即本保護子機采集的模擬量；當所有保護子機均滿足差動保護動作條件時，保護模塊控制與各保護子機相應(yīng)的斷路器跳開。
[0030]在本發(fā)明的一種實施例中，所述高壓側(cè)的保護子機和低壓側(cè)的保護子機分別接入麗S網(wǎng)絡(luò)的A網(wǎng)、B網(wǎng)，與后臺和調(diào)度中心通信，確保了當任一保護子機出現(xiàn)故障或檢修退出時，均不會中斷基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置與后臺和調(diào)度中心的通信。采用雙網(wǎng)絡(luò)可以提高通訊的可靠性。
[0031]在本發(fā)明的一種實施例中，所述高壓側(cè)保護子機和低壓側(cè)保護子機同時接入GOOSE網(wǎng)絡(luò)，與其它保護裝置(比如:母線保護、斷路器保護)及故障錄波裝置通信，當二者均正常運行時，由優(yōu)先級高的高壓側(cè)保護子機負責對外與其它裝置收發(fā)GOOSE報文，低壓側(cè)保護子機處于與外部停信狀態(tài)，并且通過雙環(huán)網(wǎng)監(jiān)測高壓側(cè)保護子機的運行狀態(tài)，當高壓側(cè)保護子機因故障或檢修退出時，由低壓側(cè)保護子機替換高壓側(cè)子機負責對外GOOSE報文的收發(fā)。
[0032]在本發(fā)明的一種實施例中，所述變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)的就地化的保護子機，包括:高壓I側(cè)保護子機、高壓2側(cè)保護子機、變壓器中性點保護子機、公共繞組保護子機，中壓側(cè)保護子機，低壓I分支保護子機、低壓2分支保護子機、低壓I分支電抗器保護子機、低壓2分支電抗器保護子機、低壓側(cè)接地變保護子機;所述各保護子機均設(shè)置軟地址，該軟地址同時作為環(huán)網(wǎng)內(nèi)部的通信地址和保護子機類型的標識碼，一方面作為環(huán)網(wǎng)通信地址，另一方面作為子機類型的標識碼，合二為一，更便捷。具體為:0x01(高壓I側(cè)保護子機)，0x02(高壓2側(cè)保護子機)，0x03(變壓器中性點保護子機)，0x04(公共繞組保護子機)，0x05(中壓側(cè)保護子機)，0x06(低壓I分支保護子機)，0x07(低壓2分支保護子機)，0x08(低壓I分支電抗器保護子機)，0x09(低壓2分支電抗器保護子機)，OxOA(低壓側(cè)接地變保護子機)。在本發(fā)明的其他實施例中，還可能包括其他的保護子機。
[0033]所述的一種基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置，還包括操作箱，所述保護模塊通過操作箱控制與各側(cè)保護子機相連的斷路器的狀態(tài);所述操作箱還輸出斷路器量給各側(cè)保護子機。
[0034]參見圖2，一種應(yīng)用基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置的保護方法，包括以下步驟:
[0035]各保護子機就地采集本側(cè)的電流、電壓模擬量和開關(guān)量，并通過雙環(huán)網(wǎng)與其它保護子機雙向通信共享數(shù)據(jù)；
[0036]保護模塊根據(jù)后備保護動作條件和差動保護動作條件，控制跳開相應(yīng)的斷路器。
[0037]所述跳開相應(yīng)的斷路器具體為:當本側(cè)保護子機滿足后備保護動作條件時，保護模塊控制與本側(cè)保護子機相連的斷路器直接跳開，當所有保護子機均滿足差動保護動作條件時，保護模塊控制與各保護子機相應(yīng)的斷路器跳開;差動保護動作條件采用的是各子機采集的模擬量，將各個保護子機的電流做差值。
[0038]所述的應(yīng)用基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置的保護方法，還包括將高壓側(cè)的保護子機和低壓側(cè)的保護子機分別接入MMS網(wǎng)絡(luò)的A、B網(wǎng)，與后臺和調(diào)度中心通信，確保了當任一保護子機出現(xiàn)故障或檢修退出時，均不會中斷基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置與后臺和調(diào)度中心的通信；
[0039]所述的應(yīng)用基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置的保護方法，還包括將高壓側(cè)保護子機和低壓側(cè)保護子機同時接入GOOSE網(wǎng)絡(luò)，與其它保護裝置及故障錄波裝置通信，當二者均正常運行時，由優(yōu)先級高的高壓側(cè)保護子機負責對外與其它裝置收發(fā)GOOSE報文，低壓側(cè)保護子機處于與外部停信狀態(tài)，并且通過雙環(huán)網(wǎng)監(jiān)測高壓側(cè)保護子機的運行狀態(tài)，當高壓側(cè)保護子機因故障或檢修退出時，由低壓側(cè)保護子機替換高壓側(cè)子機負責對外GOOSE報文的收發(fā)。
[0040]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置，其特征在于:包括分別設(shè)置在變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)的就地化的保護子機，各保護子機之間通過雙環(huán)網(wǎng)手拉手連接，各保護子機就地采集本側(cè)的電流、電壓模擬量和開關(guān)量，并通過雙環(huán)網(wǎng)與其它保護子機雙向通信共享數(shù)據(jù);各保護子機均具有相同的變壓器主、后備保護一體化的保護模塊，各保護子機與變壓器各側(cè)之間設(shè)有斷路器，保護模塊根據(jù)后備保護動作條件和差動保護動作條件，跳開相應(yīng)的斷路器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置，其特征在于:所述跳開相應(yīng)的開關(guān)具體為:當本側(cè)保護子機滿足后備保護動作條件時，保護模塊控制與本側(cè)保護子機相連的斷路器直接跳開，當所有保護子機均滿足差動保護動作條件時，保護模塊控制與各保護子機相應(yīng)的斷路器跳開。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置，其特征在于:所述變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)的就地化的保護子機，包括:高壓I側(cè)保護子機、高壓2側(cè)保護子機、變壓器中性點保護子機、公共繞組保護子機，中壓側(cè)保護子機，低壓I分支保護子機、低壓2分支保護子機、低壓I分支電抗器保護子機、低壓2分支電抗器保護子機、低壓側(cè)接地變保護子機。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置，其特征在于:所述高壓側(cè)的保護子機和低壓側(cè)的保護子機分別接入MMS網(wǎng)絡(luò)的A、B網(wǎng)，與后臺和調(diào)度中心通信。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置，其特征在于:所述高壓側(cè)保護子機和低壓側(cè)保護子機同時接入GOOSE網(wǎng)絡(luò)，與其它保護裝置及故障錄波裝置通信，當二者均正常運行時，由優(yōu)先級高的高壓側(cè)保護子機負責對外與其它裝置收發(fā)GOOSE報文，低壓側(cè)保護子機處于與外部停信狀態(tài)，并且通過雙環(huán)網(wǎng)監(jiān)測高壓側(cè)保護子機的運行狀態(tài)，當高壓側(cè)保護子機因故障或檢修退出時，由低壓側(cè)保護子機替換高壓側(cè)子機負責對外GOOSE報文的收發(fā)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置，其特征在于:所述各保護子機均設(shè)置軟地址，該軟地址同時作為環(huán)網(wǎng)內(nèi)部的通信地址和保護子機類型的標識碼;所述的一種基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置，還包括操作箱，所述保護模塊通過操作箱控制與各側(cè)保護子機相連的開關(guān)的狀態(tài);所述操作箱還輸出開關(guān)量給各側(cè)保護子機。7.—種應(yīng)用權(quán)利要求1或2所述的基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置的保護方法，其特征在于，包括以下步驟: 各保護子機就地采集本側(cè)的電流、電壓模擬量和開關(guān)量，并通過雙環(huán)網(wǎng)與其它保護子機雙向通信共享數(shù)據(jù)； 保護模塊根據(jù)后備保護動作條件和差動保護動作條件，控制跳開相應(yīng)的斷路器。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種應(yīng)用基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置的保護方法，其特征在于:所述跳開相應(yīng)的斷路器具體為:當本側(cè)保護子機滿足后備保護動作條件時，保護模塊控制與本側(cè)保護子機相連的斷路器直接跳開，當所有保護子機均滿足差動保護動作條件時，保護模塊控制與各保護子機相應(yīng)的斷路器跳開。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種應(yīng)用基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置的保護方法，其特征在于:還包括將高壓側(cè)的保護子機和低壓側(cè)的保護子機分別接入MMS網(wǎng)絡(luò)的A、B網(wǎng)，與后臺和調(diào)度中心通信，確保了當任一保護子機出現(xiàn)故障或檢修退出時，均不會中斷基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置與后臺和調(diào)度中心的通信。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種應(yīng)用基于雙環(huán)網(wǎng)的無主式就地化變壓器保護裝置的保護方法，其特征在于:還包括將高壓側(cè)保護子機和低壓側(cè)保護子機同時接入GOOSE網(wǎng)絡(luò)，與其它保護裝置及故障錄波裝置通信，當二者均正常運行時，由優(yōu)先級高的高壓側(cè)保護子機負責對外與其它裝置收發(fā)GOOSE報文，低壓側(cè)保護子機處于與外部停信狀態(tài)，并且通過雙環(huán)網(wǎng)監(jiān)測高壓側(cè)保護子機的運行狀態(tài)，當高壓側(cè)保護子機因故障或檢修退出時，由低壓側(cè)保護子機替換高壓側(cè)子機負責對外GOOSE報文的收發(fā)。
【文檔編號】H02J13/00GK105896470SQ201610393714
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】胡兵, 郭曉, 陳福鋒, 李玉平, 行武, 王哲
【申請人】南京國電南自電網(wǎng)自動化有限公司