基于电压锁相网络化采样的母线保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于电压锁相网络化采样的母线保护装置，基于电压锁相网络化采样的母线保护装置，包括PT合并单元、若干间隔合并单元、交换机和母线保护模块，PT合并单元与间隔合并单元相连接，PT合并单元、间隔合并单元均与交换机相连接，交换机与母线保护模块相连接；母线保护模块包括FPGA、报文解析器和母线保护器，FPGA、报文解析器和母线保护器依次顺序连接；FPGA用于收发过程层网络数据，报文解析器用于采样报文的解析，母线保护器用于母线继电器保护动作信号发送。本实用新型专利技术基于电压锁相网络化采样进行母线保护，采样值的输出都是由交换机输出，采样值报文输出统一，间隔合并单元的数量根据被保护母线的需求设置，数量设置灵活，实施灵活。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
基于电压锁相网络化采样的母线保护装置
本技术属于电力系统智能变电站以及数字化变电站继电保护领域，涉及的是 一种变电站采样值网络化传输的母线保护装置。
技术介绍
母线保护是电力系统中主要保护之一。母线的安全可靠运行直接影响发电厂和变 电站供电的可靠性。随着数字化的大量应用，传统的电流、电压模拟量接入的母线保护已经 不能满足智能变电站的继电保护技术要求。为了解决工程应用的迫切需求，国内外相继开 发了一些适用于采样值数字化传输的母线保护，现有技术方案中，一般通过接收采样值与 故障录波或者网络分析仪等记录装置数据，同步后实现母线保护，由于接收的数据不是由 同一个发送端口输出，形式不同不利于电力系统故障分析，对母线保护接收侧端口数量有 要求，工程实施时不够灵活，不适用多区域适用。 例如，CN101854054A公开了一种数字化变电站母线保护系统，该系统包括母线保 护主站、母线保护子站、电子式互感器和智能终端，；母线保护主站根据接收到的母线保护 子站传输的数字量和开入量或电子式互感器输出的数字量和GOOSE网开入量判断母线是 否发生区内故障，如果发生区内故障则直接通过常规跳闸接点控制相关开关跳闸，也可通 过发出控制信号到所述智能终端，智能终端根据该控制信号控制相关开关跳闸。该实用新 型解决了常规设备接口和数字化设备接口并存的问题，实现了数字化改造过程中的母线保 护全程投入。但是，该申请仍旧是保护主站与保护子站之间的传输的数字量和开关量或者 电子式互感器输出的数字量，检测范围小，不适于在多区域推广。
技术实现思路
技术目的：网络化采样的母线保护不依赖同步信号而工作，间隔合并单元的 数量依据实际使用设置，设置灵活，同时，基于电压锁相的网络化采样的母线保护，能实现 不依赖于同步时钟就可以起到对电力系统母线很好的保护作用，而且相对其他同步形式的 母线保护，既降低了变电站建设成本，又减少了对保护装置和交换机资源的额外开销。其在 智能变电站中的广泛应用，必将产生很大的社会效益和经济效益。 本技术技术方案如下： 基于电压锁相网络化采样的母线保护装置，包括PT合并单元、若干间隔合并单 元、交换机和母线保护模块，PT合并单元与间隔合并单元相连接，PT合并单元、间隔合并单 元均与交换机相连接，交换机与母线保护模块相连接；PT合并单元能够为间隔合并单元提 供同源电压，同时也能够采样过程层网络报文。 母线保护模块包括FPGA、报文解析器和母线保护器，FPGA、报文解析器和母线保护 器依次顺序连接；FPGA用于收发过程层网络数据，报文解析器用于采样报文的解析，母线 保护器用于母线继电器保护动作信号发送。 报文解析器包括数字式相位锁定器、采样值报文解析器、相位修正模块和同步模 块；数字式相位锁定器、采样值报文解析器、相位修正模块和同步模块依次顺序连接。 数字式相位锁定器包括鉴相器、环路滤波器和压控振荡器，鉴相器、环路滤波器和 压控振荡器依次顺序相连接，压控振荡器的输出端与鉴相器的输入端相连接。 数字式相位锁定器的数目与间隔合并单元的数目相同，由数字式相位锁定器对每 帧报文的到达延时时标进行节拍锁定并消除抖动，得到准确的输出采样值报文的时标，为 同步1?块同步提供精确的同步彳目息。 较优地，环路滤波器为IIR型低通滤波器。 较优地，FPGA与报文解析器之间通过双口 RAM或者并行外设接口相连接。 较优地，报文解析器和母线保护器通过内部数据总线相连接。 较优地，母线保护器与被保护的母线装置之间的通信包括GOOSE服务、站控层MMS 通讯和MMI辅助通讯。 本技术的技术方案有益效果包括：本技术与现有技术相比，有益效果在 于：本技术基于电压锁相网络化采样进行母线保护，由于通过各个间隔合并单元进行 采用后发送给交换机，交换机输出给母线保护模块，采样值的输出都是由交换机输出，采样 值报文输出统一，间隔合并单元的数量根据被保护母线的需求设置，数量设置灵活，工程实 施灵活。 进一步地，基于电压锁网络化采样的母线保护不依赖同步信号而工作，能实现不 依赖于同步时钟就可以起到对电力系统母线很好的保护作用，而且相对其他同步形式的母 线保护，既降低了变电站建设成本，又减少了对保护装置和交换机资源的额外开销。 进一步地，母线保护器与母线装置之间的通信包括GOOSE服务、站控层MMS通讯和 丽I辅助通讯，成本低，适用范围广。 【附图说明】 图1是本技术基于电压锁相的网络化采样的母线保护系统示意图； 图2为本技术母线保护模块结构示意图； 图3为本技术报文解析器结构示意图； 图4数字式相位锁定器结构示意图。 【具体实施方式】 为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本技术，并不用于限定本技术。 参阅图1，基于电压锁相网络化采样的母线保护装置，包括PT合并单元、若干间隔 合并单元、交换机和母线保护模块，所述PT合并单元与间隔合并单元相连接，所述PT合并 单元、间隔合并单元均与交换机相连接，所述交换机与母线保护模块相连接；PT合并单元 能够为间隔合并单元提供同源电压，同时也能够采样过程层网络报文。 如图2所示，所述母线保护模块包括FPGA、报文解析器和母线保护器，所述FPGA、 报文解析器和母线保护器依次顺序连接；所述FPGA用于收发过程层网络数据，所述报文解 析器用于采样报文的解析，所述母线保护器用于母线继电器保护动作信号发送。 如图3所示，报文解析器包括数字式相位锁定器、采样值报文解析器、相位修正模 块和同步模块；所述数字式相位锁定器、采样值报文解析器、相位修正模块和同步模块依次 顺序连接。 如图4所示，数字式相位锁定器包括鉴相器、环路滤波器和压控振荡器，所述鉴相 器、环路滤波器和压控振荡器依次顺序相连接，所述压控振荡器的输出端与鉴相器的输入 端相连接。输入采样值报文时标Θ Jt)输入到鉴相器中，在数字式相位锁定器启动初始时， 02(t) = ejt);当ejt)与e2(t)失步时，鉴相器完成ejt)与e2(t)的时间差值；将 时间差值作为环路滤波器的输入量L (t)，环路滤波器进行低通滤波处理，输出量为v2(t); v2(t)作为压控振荡器的输入量，压控振荡器按％(〇幅值跟踪调节步长，并在1秒的时间 内完成e 2(t)的整个跟踪过程，实现了数字式相位锁定器对每帧报文的到达延时时标进行 节拍锁定。鉴相器、环路滤波器和压控振荡器的内部对信号的传输和处理过程均利用的是 组件自身的功能，对组件内部的处理过程本申请没有进行优化。 环路滤波器为IIR型低通滤波器。 数字式相位锁定器的数目与间隔合并单元的数目相同。 FPGA与报文解析器之间通过双口 RAM或者并行外设接口相连接。 报文解析器和母线保护器通过内部数据总线相连接。 母线保护器与母线装置之间的通信包括GOOSE服务、站控层MMS通讯和MMI辅助 通讯。 以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出：对于本本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于电压锁相网络化采样的母线保护装置，其特征在于，包括PT合并单元、若干间隔合并单元、交换机和母线保护模块，所述PT合并单元与间隔合并单元相连接，所述PT合并单元、间隔合并单元均与交换机相连接，所述交换机与母线保护模块相连接； 所述母线保护模块包括FPGA、报文解析器和母线保护器，所述FPGA、报文解析器和母线保护器依次顺序连接； 所述FPGA用于收发过程层网络数据，所述报文解析器用于采样报文的解析，所述母线保护器用于母线继电器保护动作信号发送。

【技术特征摘要】
1. 基于电压锁相网络化采样的母线保护装置，其特征在于，包括PT合并单元、若干间 隔合并单元、交换机和母线保护模块，所述ΡΤ合并单元与间隔合并单元相连接，所述ΡΤ合 并单元、间隔合并单元均与交换机相连接，所述交换机与母线保护模块相连接； 所述母线保护模块包括FPGA、报文解析器和母线保护器，所述FPGA、报文解析器和母 线保护器依次顺序连接；所述FPGA用于收发过程层网络数据，所述报文解析器用于采样 报文的解析，所述母线保护器用于母线继电器保护动作信号发送。2. 根据权利要求1所述的基于电压锁相网络化采样的母线保护装置，其特征在于，所 述报文解析器包括数字式相位锁定器、采样值报文解析器、相位修正模块和同步模块；所述 数字式相位锁定器、采样值报文解析器、相位修正模块和同步模块依次顺序连接。3. 根据权利要求2所述的基于电压锁相网络化采样的母线保护装置，其特征在于，所 述数字式相位锁定器包括鉴相器、环...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩冰，汤汉松，郑发林，周东顶，刘斌，黄东山，武建卫，
申请(专利权)人：广西电网公司，
类型：新型
国别省市：广西;45