[发明专利]集中式保护测控装置及其实现方法

说明书

技术领域

本发明属于电力自动化技术领域。设计了一种适用于中低压等级数字化变电站集中式保护测控装置。

背景技术

目前变电站二次设备主要采用分层分布式结构，面向间隔，功能独立。监视、控制、保护、故障录波、测量与计量等都是功能单一、相互独立的装置。这种按功能和间隔划分的模式可靠性较高，任一装置故障都不会影响其他功能和对象，系统的可扩展性和开放性好。但硬件重复配置、CT和PT负载重、接线复杂、信息不共享、缺乏整体的协调和功能优化、投资成本大、运行维护成本高。这些都为集中式保护的提出提供了有利条件。

对继电保护而言，相邻间隔的元件信息是十分关键的，利用故障相邻区内的广域的、冗余的信息，可以准确的反映出故障状态，提供快速可靠的主保护和后备保护功能，简化保护装置之间定值和动作时间的配合。对控制系统而言，通过获取全局冗余信息，有助于实现更优化的控制措施，各种控制措施之间能有机地配合协调，最大限度的减小扰动带来的影响和损失，因此出现了集成式保护的设想。

随着IEC61850标准的不断推广和深入，数字化变电站也越来越多，三层结构的设计不仅使整个变电站的系统结构更加清晰，同时也使全站数据和信息的采集和获取成为可能，这些都给集中式保护的出现提供了有力的支撑。针对中低压变电站的特点，结合IEC61850标准的特性提出了集中式保护的设计思想，并设计开发了集中式保护测控装置。集中式保护装置也没有采用新的改进的保护原理，而是在采用传统中低压保护原理的情况下实现了全站的保护和控制功能。整个系统实现保护集成化的同时也实现了数字化的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是能够提供一种集中式的保护测控装置，减少变电站二次侧各间隔的复杂的接线，减少变电站自动化系统二次设备设计、制造和维护工作。

为解决上述技术问题，本发明提供一种集中式保护测控装置，其特征在于，包括以下各功能插件：

PowerPC板：接插于高速串行总线板上，包括采样PowerPC板，通过过程层采样网络接受来自合并单元或者保护测控装置发送的采样报文；总控PowerPC板，通过网络与后台及总控通信；

CPU板：接插于高速串行总线板上，用于实现各间隔的数据计算和保护功能；

高速串行总线板：为所有插件的接入板，用于各插件之间数据的传送；

液晶显示板：通过内置网口与总控PowerPC板连接；

电源板：用于为装置提供工作电源。

前述的集中式保护测控装置，其特征在于：通过GPS时钟源实现IRIG-B对时。

前述的集中式保护测控装置，其特征在于：所述采样PowerPC板具有四个百兆网口，其中一口为调试网口，通过网络连接实现打印通信处理的所有相关信息，另外三个网口为互为备用的通信接口。正常情况下第二口、第三口用来接收采样数据，第四口为备用口。

前述的集中式保护测控装置，其特征在于：所述总控PowerPC板具有四个百兆网口，其中两个网口为与后台通信口，一个网口为液晶通信口，用于与装置液晶界面的通信，一个网口为冗余端口，为装置的备用接口。

前述的集中式保护测控装置，其特征在于：所述CPU板将主变差动保护和后备保护作为一个独立板件、2路电容器保护作为一个独立板件、跨间隔保护作为一个独立的板件、其余每2条线路间隔保护作为一个独立板件。

前述的集中式保护测控装置，其特征在于：所述高速串行总线板为具有6U结构的通信背板，内部设置A、B两路总线。

前述的集中式保护测控装置的实现方法：其特征在于，包括以下步骤：

1)数据输入：采样PowerPC板通过过程层采样网络接收来自合并单元或者其它测控装置发送的多播采样报文；

2)数据处理：包括以下步骤

21)采样PowerPC板将接受的数据按照高速总线报文的格式进行封装；

22)采样PowerPC板每个终端所接受的数据按照地址填入总线报文中，然后组包发送；

23)各个CPU板件在中断期间接受总线报文，并根据自身的需要选择报文中所需要的数据，然后按照传统的方式进行傅利叶计算，获取电流、电压及相关开关状态的值，然后根据数据进行保护逻辑的判断；

3)数据输出：包括为CPU保护板件输出和总控PowerPC板件输出两个部分，CPU板件输出为保护判断故障后发送GOOSE跳闸报文；总控PowerPC板件输出为集中式保护装置对于后台或者总控的通信；