專利名稱：一種基于無線傳輸?shù)碾娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種使用無線傳輸實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
工業(yè)無線技術(shù)是繼現(xiàn)場(chǎng)總線之后，工業(yè)控制領(lǐng)域的又一個(gè)熱點(diǎn)技術(shù)，是降低工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)成本、提高工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)用范圍的革命性技術(shù)，也是未來幾年工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品新的增長(zhǎng)點(diǎn)。隨著技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)無線技術(shù)逐漸克服了抗干擾、實(shí)時(shí)通信、節(jié)能等難點(diǎn)問題，在運(yùn)輸、機(jī)器人等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前在電力工業(yè)上的應(yīng)用多于計(jì)量和檢測(cè)，尚未在繼電保護(hù)中得到應(yīng)用。目前變電站繼電保護(hù)相關(guān)二次設(shè)備接線復(fù)雜，電纜用量大、投資額較大。主要接線包括CT、PT測(cè)量回路、開關(guān)狀態(tài)、跳閘回路及保護(hù)裝置之間的聯(lián)閉鎖回路，大量的二次接線也增加了設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試以及運(yùn)行維護(hù)的建設(shè)周期和人工成本，同時(shí)也增加了二次系統(tǒng)接線的復(fù)雜性和故障風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種基于無線傳輸?shù)碾娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)，可以有效減少變電站中二次接線使用的光纜和銅纜等建設(shè)材料、縮短建設(shè)周期、節(jié)約建設(shè)投資、防止因二次回路問題導(dǎo)致的保護(hù)閉鎖和誤動(dòng)、減化二次回路、方便安裝調(diào)試，減輕維護(hù)人員的工作量。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于無線傳輸?shù)碾娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述保護(hù)系統(tǒng)包括工業(yè)無線交換機(jī)、無線同步時(shí)鐘源、就地安裝的無線合并單元裝置、無線智能終端裝置以及無線保護(hù)裝置；將所述工業(yè)無線交換機(jī)安裝在變電站內(nèi)，實(shí)現(xiàn)無線合并單元裝置、無線智能終端與無線保護(hù)裝置之間的通信；將所述的無線同步時(shí)鐘源接入工業(yè)無線交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)各無線合并單元裝置和保護(hù)裝置的時(shí)鐘同步；在電壓互感器、電流互感器就地化安裝無線合并單元裝置；所述無線合并單元裝置包括傳統(tǒng)合并單元功能模塊和無線接收/發(fā)送模塊，將同步采集的電壓或電流信號(hào)通過無線傳輸模塊以及工業(yè)無線交換機(jī)發(fā)送至無線保護(hù)裝置；在斷路器就地化安裝無線智能終端裝置，所屬無線智能終端裝置包括傳統(tǒng)智能單元功能模塊和無線接收/發(fā)送模塊，將采集到的開關(guān)位置信號(hào)通過無線傳輸模塊及工業(yè)無線交換機(jī)發(fā)送至無線保護(hù)裝置，同時(shí)接收無線保護(hù)裝置的跳閘命令并執(zhí)行；無線保護(hù)裝置通過工業(yè)無線交換機(jī)實(shí)現(xiàn)無線通信，接收電壓、電流、開關(guān)位置及聯(lián)閉鎖信號(hào)，并發(fā)送繼電保護(hù)告警及動(dòng)作信號(hào)，實(shí)現(xiàn)完整的保護(hù)功能。
與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的基于無線傳輸?shù)碾娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)，可以通過無線傳輸技術(shù)代替銅纜或光纜，可以節(jié)約變電站建設(shè)材料，防止由于二次電纜故障造成的保護(hù)誤動(dòng)和閉鎖，給繼電保護(hù)技術(shù)帶來更加靈活的應(yīng)用形式。


圖I為基于無線傳輸?shù)睦^電保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為基于無線傳輸?shù)睦^電保護(hù)裝置插件圖；圖3為基于無線傳輸?shù)睦^電保護(hù)裝置功能結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 如圖I所示為本發(fā)明公開的一種基于無線傳輸?shù)碾娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。所述保護(hù)系統(tǒng)包括工業(yè)無線交換機(jī)、無線同步時(shí)鐘源、就地安裝的無線合并單元裝置、無線智能終端裝置以及無線保護(hù)裝置。將所述工業(yè)無線交換機(jī)安裝在變電站內(nèi)，實(shí)現(xiàn)無線合并單元裝置、無線智能終端與無線保護(hù)裝置之間的通信；將所述的無線同步時(shí)鐘源接入工業(yè)無線交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)各無線合并單元裝置和保護(hù)裝置的時(shí)鐘同步；在電壓互感器、電流互感器就地化安裝無線合并單元裝置；所述無線合并單元裝置包括傳統(tǒng)合并單元功能模塊和無線接收/發(fā)送模塊，將同步采集的電壓或電流信號(hào)通過無線傳輸模塊以及工業(yè)無線交換機(jī)發(fā)送至無線保護(hù)裝置；在斷路器就地化安裝無線智能終端裝置，所屬無線智能終端裝置包括傳統(tǒng)智能單元功能模塊和無線接收/發(fā)送模塊，將采集到的開關(guān)位置信號(hào)通過無線傳輸模塊及工業(yè)無線交換機(jī)發(fā)送至無線保護(hù)裝置，同時(shí)接收無線保護(hù)裝置的跳閘命令并執(zhí)行；無線保護(hù)裝置通過工業(yè)無線交換機(jī)實(shí)現(xiàn)無線通信，接收電壓、電流、開關(guān)位置及聯(lián)閉鎖信號(hào)，并發(fā)送繼電保護(hù)告警及動(dòng)作信號(hào)，實(shí)現(xiàn)完整的保護(hù)功能。無線保護(hù)裝置應(yīng)具有的插件(模塊)如圖2所示，無線保護(hù)裝置保留了傳統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置的電源插件、保護(hù)板插件和管理板插件。去掉了交流插件、開入插件和開出插件，增加了無線通訊插件。無線保護(hù)裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。無線通信插件負(fù)責(zé)開入量、交流量以及連閉鎖信號(hào)的輸入，和保護(hù)信號(hào)、保護(hù)出口以及連閉鎖信號(hào)的輸出。本發(fā)明提供的優(yōu)選技術(shù)方案中，包括A、B雙套工業(yè)無線交換機(jī)、每個(gè)無線裝置配有A、B兩個(gè)無線通訊模塊，以實(shí)現(xiàn)無線雙網(wǎng)冗余運(yùn)行。本發(fā)明提供的另一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案中，采用的工業(yè)無線交換機(jī)通信距離需覆蓋或超出整個(gè)變電站范圍，實(shí)際數(shù)據(jù)率達(dá)到100M以上。交換機(jī)內(nèi)部可根據(jù)無線保護(hù)裝置與不同無線合并單元裝置、不同智能終端裝置以及其它裝置的通信需要?jiǎng)澐諺LAN。本發(fā)明提供的另一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案中，系統(tǒng)需在工業(yè)無線交換機(jī)處設(shè)置同步時(shí)鐘源，對(duì)時(shí)協(xié)議可根據(jù)精度要求選用RBS、TPSN等對(duì)時(shí)協(xié)議。本發(fā)明提供的另一個(gè)選技術(shù)方案中，對(duì)應(yīng)的電壓、電流互感器可以是傳統(tǒng)電磁性互感器，也可以是電子式互感器，利用就地安裝的無線合并單元裝置，完成電壓、電流信號(hào)的采集和發(fā)送，協(xié)議可采用IEC61850-9-2。本發(fā)明提供的另一個(gè)選技術(shù)方案中，采取雙重化的工業(yè)無線以太網(wǎng)絡(luò)，使用冗余的方式提高無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，兩套無線網(wǎng)絡(luò)可采取不同頻段以進(jìn)一步提高抗干擾性能，如A網(wǎng)采用2. 4GHz頻率和B網(wǎng)采用5GHz頻率。 需要聲明的是，本發(fā)明內(nèi)容及具體實(shí)施方式
意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理啟發(fā)下，可作各種修改、等同替換、或改進(jìn)。但這些變更或修改均在申請(qǐng)待批的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于無線傳輸?shù)碾娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于 所述保護(hù)系統(tǒng)包括工業(yè)無線交換機(jī)、無線同步時(shí)鐘源、就地安裝的無線合并單元裝置、無線智能終端裝置以及無線保護(hù)裝置； 將所述工業(yè)無線交換機(jī)安裝在變電站內(nèi)，實(shí)現(xiàn)各無線合并單元裝置、無線智能終端與無線保護(hù)裝置之間的通信； 將所述的無線同步時(shí)鐘源接入工業(yè)無線交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)各無線合并單元裝置和無線保護(hù)裝置的時(shí)鐘同步； 在電壓互感器、電流互感器就地化安裝無線合并單元裝置，所述無線合并單元裝置包括傳統(tǒng)合并單元功能模塊和無線接收/發(fā)送模塊，將同步采集的電壓或電流信號(hào)通過無線傳輸模塊以及工業(yè)無線交換機(jī)發(fā)送至無線保護(hù)裝置； 在斷路器就地化安裝無線智能終端裝置，所屬無線智能終端裝置包括傳統(tǒng)智能單元功能模塊和無線接收/發(fā)送模塊，將采集到的開關(guān)位置信號(hào)通過無線傳輸模塊及工業(yè)無線交換機(jī)發(fā)送至無線保護(hù)裝置，同時(shí)接收無線保護(hù)裝置的跳閘命令并執(zhí)行； 無線保護(hù)裝置通過工業(yè)無線交換機(jī)實(shí)現(xiàn)無線通信，接收電壓、電流、開關(guān)位置及聯(lián)閉鎖信號(hào)，并發(fā)送繼電保護(hù)告警及動(dòng)作信號(hào)，實(shí)現(xiàn)完整的保護(hù)功能。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述工業(yè)無線交換機(jī)的通信距離需覆蓋或超出整個(gè)變電站范圍，該交換機(jī)內(nèi)部可根據(jù)無線保護(hù)裝置與不同無線合并單元裝置、不同智能終端裝置以及其它裝置的通信需要?jiǎng)澐諺LAN。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)應(yīng)的電壓、電流互感器可以是傳統(tǒng)電磁性互感器，也可以是電子式互感器，利用就地安裝的無線合并單元裝置，完成電壓、電流信號(hào)的采集和發(fā)送，通信協(xié)議采用IEC61850-9-2。
4.根據(jù)權(quán)利I所述的繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，利用就地安裝的無線智能終端裝置，完成開關(guān)位置的獲取和跳閘命令的接收和執(zhí)行，通信協(xié)議采用GOOSE。
5.根據(jù)權(quán)利I所述的繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所采用的無線保護(hù)裝置，配有無線通訊模塊，通過工業(yè)無線交換機(jī)與無線合并單元裝置、無線智能終端裝置通訊實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)功能；通過與其它無線保護(hù)裝置通訊實(shí)現(xiàn)聯(lián)閉鎖功能。
6.根據(jù)權(quán)利I所述的繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括A、B雙套工業(yè)無線交換機(jī)、每個(gè)無線合并單元裝置、無線智能終端裝置以及無線保護(hù)裝置配有A、B兩個(gè)無線通訊模塊，以實(shí)現(xiàn)無線雙網(wǎng)冗余運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明提供了本發(fā)明提供了一種基于無線傳輸?shù)碾娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)。包括以下組成部分(1)工業(yè)無線交換機(jī)；(2)無線同步時(shí)鐘設(shè)備；(3)無線合并單元裝置；(4)無線智能終端裝置；(5)無線保護(hù)裝置；所述無線繼電保護(hù)裝置包括無線插件、管理板插件、保護(hù)插件和電源插件等。本發(fā)明提供的基于無線傳輸?shù)碾娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)，可以有效減少變電站中二次接線使用的光纜和銅纜等建設(shè)材料、縮短建設(shè)周期、節(jié)約建設(shè)投資、減化二次回路、防止因二次回路問題導(dǎo)致的保護(hù)閉鎖和誤動(dòng)、提高保護(hù)系統(tǒng)的可靠性、方便安裝調(diào)試，以及減輕維護(hù)人員的工作量。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102946089SQ20121042093
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者李明, 周澤昕, 杜丁香, 王興國(guó), 李巖軍 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司