CN204794368U - 一种自适应线路保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种自适应线路保护装置，包括交流采样模块、跳闸出口模块、人机模块、外接转换模块、时钟模块、存储模块、通讯模块、遥信输入模块、信号母板、CPU模块和电源模块；所述的信号母板分别与交流采样模块、跳闸出口模块、人机模块、并口打印模块、GPS硬件对时模块、外接转换模块和遥信输入模块连接；CPU模块分别与信号母板、存储模块、通讯模块和时钟模块连接；电源模块分别与交流采样模块、人机模块和CPU模块连接。本实用新型解决了风电线路进入电网时的保护，在继电保护上具备选择性、快速性和灵敏性，改善了电力***运行方式的灵活性和***的稳定性。

Description

一种自适应线路保护装置

技术领域

本实用新型涉及自适应电流保护及单相接地故障识别装置，特别是一种风电线路进入电网时自适应线路保护装置。

背景技术

随着电网规模的不断扩大和电力设施的快速建设，网络结构也在不断发生变化。传统的继电保护是根据相对固定的网络结构和参数进行规划和整定的，随着网络结构的不断变化和参数的调整，因此需要对相关的保护配置和整定进行调整。网络结构变化的影响在分布式电源接入网络后表现最为明显；若整定值发生变化，就需要整定人员到现场进行整定，必要时还要对相关的一次设备停电才能进行整定，这样就增加了整定人员的工作量。

自适应线路保护能够根据电力***运行方式、拓扑结构和故障类型的变化实时在线计算并修改保护整定值的保护，可以获得最佳保护性能的继电保护***。自适应保护在选择性、快速性和灵敏性方面明显优于常规继电保护***，这不仅使现有电力网络能够传送更多的功率，而且还可以改善电力***运行方式的灵活性和***的稳定性。考虑到电力***是一个参数和状态都处于不断变化中的动态***，常规保护技术对此种动态变化的对策非常有限，研究自适应式保护可以为提高继电保护性能开辟新的途径，具有重要意义。

发明内容

为克服现有技术的缺点与不足，本实用新型提供一种风电线路进入电网时的自适应线路保护装置，所采用的技术方案是：

一种自适应线路保护装置，包括交流采样模块、跳闸出口模块、人机模块、外接转换模块、时钟模块、存储模块、通讯模块、遥信输入模块、信号母板、CPU模块和电源模块；

所述的信号母板分别与交流采样模块、跳闸出口模块、人机模块、并口打印模块、GPS硬件对时模块、外接转换模块和遥信输入模块连接；CPU模块分别与信号母板、存储模块、通讯模块和时钟模块连接；电源模块分别与交流采样模块、人机模块和CPU模块连接。

所述的交流采样模块包括电压/电流变换单元、滤波单元、数模转换单元、数据传送及采集控制单元；所述的电压/电流变换单元的输出端连接滤波单元的输入端，滤波单元的输出端连接数模转换单元的输入端，数模转换单元的输出端连接数据传送及采集控制单元的输入端；所述的电压/电流变换单元为12路电压或电流采样通道。

所述的交流采样模块的采样速率不低于25.6KHz；所述的数模转换单元采用A/D转换器，所述的A/D转换器不低于16位。

进一步地，一种自适应线路保护装置还包括并口打印模块和GPS硬件对时模块；所述的并口打印模块和GPS硬件对时模块分别连接信号母板。

进一步地，所述的跳闸出口模块包括继电控制单元、密码锁单元和数据传送及采集控制单元；所述的继电控制单元的输入端连接密码锁单元的输出端，密码锁单元的输入端连接数据传送及采集控制单元的输出端。

进一步地，所述的继电控制单元包括启动继电器、复归继电器、装置告警继电器、装置异常告警继电器、保护动作信号继电器、保护跳闸继电器、保护合闸继电器、遥控跳闸继电器、遥控合闸继电器、跳闸保持继电器、合闸保持继电器、防跳继电器、跳位监视继电器和合位监视继电器。

进一步地，所述的数据传送及采集控制单元中设有2块采样数据缓存模块。

进一步地，所述的12路电压或电流采样通道包括5路保护电压采集通道、4路保护电流采集通道和3路测量电流采集通道。

进一步地，所述的通讯模块包括通讯串口和以太网接口。

进一步地，所述的存储模块包括程序空间和内存空间。

进一步地，所述的遥信输入模块为20路信号通道。

进一步地，所述的CPU模块为MPC8379处理器或者MPC8377处理器。

与现有技术相比，本实用新型将交流采样模块将12路电压或电流采样通道采集的电压或电流信号进行变换处理后，依次输入到信号母版和CPU模块；CPU模块将交流采样模块、人机模块的键盘、外接转换模块、时钟模块、通讯模块、遥信输入模块的输入的信息进行处理和分析，通过人机模块的显示器输出处理结果，并通过跳闸出口模块的继电器进行自适应保护控制。有益效果是：解决了风电线路进入电网时的保护，在继电保护上具备选择性、快速性和灵敏性，改善了电力***运行方式的灵活性和***的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明，其中所有附图中相同的标号代表相同或类似的部件，说明书中的附图为简化形式，仅供理解本实用新型的具体结构。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能限制本实用新型的保护范围。

本实用新型公开了一种在线电能监测终端装置，以下结合附图对本实用新型实施进行说明。

如图1所示，一种自适应线路保护装置，包括交流采样模块、跳闸出口模块、人机模块、外接转换模块、时钟模块、存储模块、通讯模块、遥信输入模块、信号母板、CPU模块和电源模块；

所述的信号母板分别与交流采样模块、跳闸出口模块、人机模块、并口打印模块、GPS硬件对时模块、外接转换模块和遥信输入模块连接；CPU模块分别与信号母板、存储模块、通讯模块和时钟模块连接；电源模块分别与交流采样模块、人机模块和CPU模块连接。

所述的交流采样模块包括电压/电流变换单元、滤波单元、数模转换单元、数据传送及采集控制单元；所述的电压/电流变换单元的输出端连接滤波单元的输入端，滤波单元的输出端连接数模转换单元的输入端，数模转换单元的输出端连接数据传送及采集控制单元的输入端；所述的电压/电流变换单元为12路电压或电流采样通道。交流采样模块的采样速率不低于25.6KHz，采样精度所要求的AD位数不低于16位，即采用的A/D转换器不低于16位，采样速率不低于25.6kHz，即512点/周波。

电压/电流变换单元的主要作用是将风场汇流线***中所安装的PT、CT二次侧的电压/电流信号通过AC插板上的小PT，小CT变换为较小的电压/电流信号，以满足AD转换器件的采样要求，同时也将两个不同电压等级的电气***隔离开来，以提高装置的电磁兼容性能。小PT的额定工作电压为100V，小CT的额定工作电流为5A。并在每块AC插板设计了12路电压或电流采样通道。滤波及数模转换模块首先将12路的电压/电流变换器输出端的交流信号进行低频滤波，之后经AD进行采样、保持及模数转换。因为采样速率过高，为了避免对CPU的频繁占用，将采样控制及数据传送功能独立出来，由数据传送及采集控制单元来完成。

CPU模块主要完成自适应保护算法、接地选线算法、通讯、故障录波等。

人机模块包括液晶显示器和键盘，液晶显示器显示窗口采用四行，每行十二个汉字；配置YH-B811、YH-B511装置通用的键盘操作方式，配置包含上、下、左、右、加、减、退出、确认及复位等9个按键的键盘，使得人机界面清晰易懂，人机对话操作方便、简单。

一种自适应线路保护装置还包括并口打印模块和GPS硬件对时模块；所述的并口打印模块和GPS硬件对时模块分别连接信号母板。GPSB码对时接口按继电保护标准设计，可以根据需要进行选配。

外接转换模块可选配IEC61850通讯模块，实现与IEC61850后台的通讯，IEC61850占用装置的一个以太网口。

所述的跳闸出口模块包括继电控制单元、密码锁单元和数据传送及采集控制单元；所述的继电控制单元的输入端连接密码锁单元的输出端，密码锁单元的输入端连接数据传送及采集控制单元的输出端。

所述的继电控制单元包括启动继电器、复归继电器、装置告警继电器、装置异常告警继电器、保护动作信号继电器、保护跳闸继电器、保护合闸继电器、遥控跳闸继电器、遥控合闸继电器、跳闸保持继电器、合闸保持继电器、防跳继电器、跳位监视继电器和合位监视继电器。其中，所述的启动继电器具体型号为DS2Y-S-DC24V，所述的复归继电器和装置告警继电器型号的具体型号为JQX-115F/024-1Z-S2，所述的装置异常告警继电器、保护动作信号继电器、保护跳闸继电器、保护合闸继电器、遥控跳闸继电器、遥控合闸继电器的具体型号为JQX-115F/024-2H-S4，所述跳闸保持继电器、合闸保持继电器、防跳继电器型号的具体型号为RT-954009，所述的跳位监视继电器和合位监视继电器型号为JQX-115F/060-2H-S4，这些继电器共同组成装置的操作回路。整个装置提供5个指示灯，分别是：运行、保护动作、分位、合位、告警。装置告警继电器、装置异常告警继电器、保护动作信号继电器，在动作后需要通过复位按钮进行手动复归。

所述的数据传送及采集控制单元中设有2块采样数据缓存模块，在数据传送及采集控制单元中开辟两块采样数据缓存，一方面使得采样数据在传送及存放时做到无缝切换，另一方面减少了中断次数，减小了CPU的开销。

所述的12路电压或电流采样通道包括5路保护电压采集通道、4路保护电流采集通道和3路测量电流采集通道。

所述的通讯模块包括通讯串口和以太网接口，其中，包括1路通讯串口(RS485或RS232)和2路10/100/1000M兼容光纤的以太网接口，方便与***设备组合形成通行网络，实现与PLC、RTU或者后台监控软件之间的通信。

所述的存储模块包括程序空间和内存空间，程序空间要求存储故障录波、事件记录等。由于保护要求要求的采样速率较高，采样通道较多，对内存大小有要求，程序空间不低于64M，内存空间不低于128M。

所述的遥信输入模块为20路信号通道，这些遥信信号可进行自定义设计。

所述的CPU模块为MPC8379处理器或者MPC8377处理器，处理器满足运算处理较复杂的自适应电流算法及选线算法的要求，因此CPU的运算速度足够高，要求32位以上，主频不低于400M。

本实用新型的工作原理是：交流采样模块将12路电压或电流采样通道采集的电压或电流信号进行变换处理后，依次输入到信号母版和CPU模块；CPU模块将交流采样模块、人机模块的键盘、外接转换模块、时钟模块、通讯模块、遥信输入模块的输入的信息进行处理和分析，通过人机模块的显示器输出处理结果，并通过跳闸出口模块的继电器进行自适应保护控制。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自适应线路保护装置，其特征在于，包括交流采样模块、跳闸出口模块、人机模块、外接转换模块、时钟模块、存储模块、通讯模块、遥信输入模块、信号母板、CPU模块和电源模块；

所述的信号母板分别与交流采样模块、跳闸出口模块、人机模块、并口打印模块、GPS硬件对时模块、外接转换模块和遥信输入模块连接；CPU模块分别与信号母板、存储模块、通讯模块和时钟模块连接；电源模块分别与交流采样模块、人机模块和CPU模块连接；

所述的交流采样模块包括电压/电流变换单元、滤波单元、数模转换单元、数据传送及采集控制单元；所述的电压/电流变换单元的输出端连接滤波单元的输入端，滤波单元的输出端连接数模转换单元的输入端，数模转换单元的输出端连接数据传送及采集控制单元的输入端；所述的电压/电流变换单元为12路电压或电流采样通道；

所述的交流采样模块的采样速率不低于25.6KHz；所述的数模转换单元采用A/D转换器，所述的A/D转换器不低于16位。

2.根据权利要求1所述的一种自适应线路保护装置，其特征在于，还包括并口打印模块和GPS硬件对时模块；所述的并口打印模块和GPS硬件对时模块分别连接信号母板。

3.根据权利要求1所述的一种自适应线路保护装置，其特征在于，所述的跳闸出口模块包括继电控制单元、密码锁单元和数据传送及采集控制单元；所述的继电控制单元的输入端连接密码锁单元的输出端，密码锁单元的输入端连接数据传送及采集控制单元的输出端。

4.根据权利要求3所述的一种自适应线路保护装置，其特征在于，所述的继电控制单元包括启动继电器、复归继电器、装置告警继电器、装置异常告警继电器、保护动作信号继电器、保护跳闸继电器、保护合闸继电器、遥控跳闸继电器、遥控合闸继电器、跳闸保持继电器、合闸保持继电器、防跳继电器、跳位监视继电器和合位监视继电器。

5.根据权利要求1所述的一种自适应线路保护装置，其特征在于，所述的数据传送及采集控制单元中设有2块采样数据缓存模块。

6.根据权利要求1所述的一种自适应线路保护装置，其特征在于，所述的12路电压或电流采样通道包括5路保护电压采集通道、4路保护电流采集通道和3路测量电流采集通道。

7.根据权利要求1所述的一种自适应线路保护装置，其特征在于，所述的通讯模块包括通讯串口和以太网接口。

8.根据权利要求1所述的一种自适应线路保护装置，其特征在于，所述的存储模块包括程序空间和内存空间。

9.根据权利要求1所述的一种自适应线路保护装置，其特征在于，所述的遥信输入模块为20路信号通道。

10.根据权利要求1所述的一种自适应线路保护装置，其特征在于，所述的CPU模块为MPC8379处理器或者MPC8377处理器。