[发明专利]一种继电保护系统

说明书

技术领域

     本发明涉及电力系统控制领域，尤其是涉及一种继电保护系统。

背景技术

在实际运行中，电力系统总是会受到各种各样的干扰，打破电力系统的平衡运行。在受到干扰后，电力系统的结局便有两种可能，一种情况是电力系统从原来的稳定状态过渡到另一种新的稳定状态，由于电力系统中存在着很多惯性元件，在再次达到平衡之前，必然经历一个过渡过程，这种过渡过程就是暂态过程。实际的电力系统绝大部分时间总是处于这种动态的平衡重；另一种情况是系统的运行状态发生剧烈的变化，运行参数大大偏离正常值，以致电能质量严重恶化，甚至导致电力系统对用户的正常供电局部地乃至全都地遭到破坏。

为了避免这种情况出现，需要在系统中安装相应的继电保护装置，以便一旦发生故障可以迅速而有选择的切除故障元件，保证无故障部分正常的运行。作为一种监测电力系统运行状况并自动切除故障以保证电力系统正常运行的自动化装置，而现有继电保护系统具有以下缺点：1）保护动作精确率低。不能准确识别故障元件致使切除范围过大，从而造成停电范围扩大，不利于系统中无故障部分的安全运行。2）速动性、灵敏性差。保护系统在保护范围内发生故障或不正常运行状态时，反应能力弱致使不能迅速动作切除故障。3）系统可靠性差。在规定的保护范围内发生属于其应该动作的故障时拒绝动作；而在不属于其应该动作的情况却误动作。

发明内容

本发明的目的是克服现有继电保护系统的不足，提供一种继电保护系统，其能快速可靠地切除故障元件并限制事故影响范围以保证全系统的安全稳定运行，具有性能优越、可靠性高的优点。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：一种继电保护系统，包括预处理单元、数据采集单元、信号处理单元及保护单元，所述预处理单元包括模拟量预处理模块、开关量预处理模块及工频整形模块，所述数据采集单元包括数据采集模块及电平转换模块，所述信号处理单元包括控制逻辑模块、数字信号处理器、片外处理模块，其中：所述模拟量预处理模块用于滤除叠加在工频信号中的高频成分，并将微弱的工频信号放大处理转换成所需值；所述开关量预处理模块用于实现遥控信号的输入、自检、输出以及输入与输出间的绝缘隔离；所述工频整形模块用于将工频信号整形转换为一个同相位的方波信号；所述数据采集模块用于实现对多路模拟量的同步采样及储存；所述电平转换模块用于将采样后的数字信号转化为可与数字处理信号模块相匹配的数字信号；所述控制逻辑模块用于实现常规的逻辑功能和复杂的时序逻辑，并发出相应信号；所述数字信号处理器通过对数字信号的频率测量实现故障逻辑的判断功能和时序逻辑启停功能；所述片外处理模块用于记录、发送相应的故障报告；所述保护单元用于控制继电器进行保护动作。

进一步地，所述保护单元包括保护校验模块、闭锁模块及信号输出模块，所述保护校验模块用于防止程序跑飞造成的错误命令，所述闭锁模块用于实现对遥控信号的闭锁动作，所述信号输出模块用于检测开关量的输出通道，及时执行或者撤回跳闸总开关遥控信号。

进一步地，所述控制逻辑模块包括控制逻辑器、模数控制器、工频测量器及保护校验器，所述控制逻辑器用于常规的逻辑功能和复杂的时序逻辑，所述模数控制器用于产生满足模数转换时序要求的信号，所述工频测量器用于对整形后的工频信号进行频率测量，保护校验器用于对信号处理单元在故障发生时发出的跳闸命令信号进行确认处理。

进一步地，所述数据采集模块包括同步采样/保持模块、模数转换模块、储存器模块，所述模数转换模块用于将模拟信号转换为数字信号，所述同步采样/保持模块用于实现对多路模拟量的同步采样及保持，所述储存器模块用于储存转换结果。

进一步地，所述模拟量处理模块包括无源低通滤波及四运放大集成电路，所述开关量预处理模块包括光电耦合器及缓冲驱动器。

进一步地，所述模数控制器包括开关量读取模块和模数控制模块，所述开关量读取模块通过开关量预处理模块读取开关开合状态，所述模数控制模块用于产生满足模数转换时序要求的信号。