專利名稱：一種基于以太網(wǎng)的電流差動保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種基于以太網(wǎng)的電流差動保護裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及電力系統(tǒng)繼電保護，尤其涉及一種基于以太網(wǎng)的電流差動保護裝置。
背景技術(shù)：
[0002]電流差動保護由于其優(yōu)越的速動性、靈敏性和選擇性廣泛地應(yīng)用于輸、配電線路。實現(xiàn)線路電流差動保護需要線路兩側(cè)之間模擬量、開關(guān)量的快速、可靠的交換?，F(xiàn)有的方法是采用專用光纖通道或者基于PDH或SDH/S0NET技術(shù)的復用通道來實現(xiàn)，但架設(shè)這些通訊設(shè)備費用高且通訊速率慢。[0003]如今，以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展，已經(jīng)不僅僅局限于局域網(wǎng)的應(yīng)用了，隨著業(yè)務(wù)IP化的發(fā)展，以太網(wǎng)逐步向城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)擴展。以太網(wǎng)具有建設(shè)成本低，傳輸效率高的特點，而且可以集及多種傳輸業(yè)務(wù)于一體，覆蓋區(qū)域廣。隨著IEC61850標準體系的推廣，以太網(wǎng)技術(shù)替代現(xiàn)場總線已經(jīng)成為智能變電站的主流通信技術(shù)，配網(wǎng)自動化的通信系統(tǒng)也已經(jīng)呈現(xiàn)由串行光網(wǎng)絡(luò)通信向光以太網(wǎng)通信的方向發(fā)展，因此應(yīng)用以太網(wǎng)來實現(xiàn)差動保護有廣闊的發(fā)展空間。實用新型內(nèi)容[0004]本實用新型的目的就是提供一種基于以太網(wǎng)的電流差動保護裝置，通過差動保護裝置連接在以太網(wǎng)絡(luò)，采用IEC61850-9-2標準實現(xiàn)差動保護間采樣數(shù)據(jù)的收發(fā)，具有擴大差動保護應(yīng)用范圍，以及減少實現(xiàn)通訊服務(wù)所需投資費用的特點。[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為:[0006]一種基于以太網(wǎng)的電流差動保護裝置，包括時鐘模塊、采集模塊、以太網(wǎng)通訊接口模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、同步模塊和差動計算模塊；其中所述的時鐘模塊通過線路與采集模塊相連；所述的采集模塊通過線路分別與同步模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊相連；所述的數(shù)據(jù)發(fā)送模塊通過線路與以太網(wǎng)通訊接口模塊相連；所述的以太網(wǎng)通訊接口模塊通過線路與數(shù)據(jù)接收模塊相連；所述的數(shù)據(jù)接收模塊通過線路與同步模塊相連；所述的同步模塊通過線路與差動計算模塊相連；所述的以太網(wǎng)通訊接口模塊通過線路與以太網(wǎng)雙向連接。[0007]本實用新型的有益效果是:本實用新型提供了一種基于以太網(wǎng)的電流差動保護裝置，用以太網(wǎng)取代傳統(tǒng)保護裝置之間鋪設(shè)的通訊鏈路進行保護裝置間的模擬量、開關(guān)量等信息的交換，配合同步算法，準確地計算差流、制動電流，判斷區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障，實現(xiàn)電流差動保護功能，也可以實現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)多端保護裝置間信息傳輸，實現(xiàn)區(qū)域電流差動保護。多目的地的傳輸方式保證了多端差動保護得以實現(xiàn)，以太網(wǎng)的冗余通道保證了差動保護通訊的可靠性，多鏈路的選擇性保證在一條鏈路失敗時，可以通過其他的鏈路完成通訊，鏈路切換瞬間，差動保護裝置短暫閉鎖，不至于發(fā)生某一點通道故障后差動保護退出的問題。采用以外部時鐘源為主、參考相量法為輔的電流采樣數(shù)據(jù)同步算法。網(wǎng)絡(luò)上所有差動保護裝置正常運行時接入外部時鐘源以實現(xiàn)所有差動保護裝置間的采樣同步，當外部時鐘源異常或時鐘信號丟失時，差動保護裝置基于參考向量原理采用插值算法實現(xiàn)不同差動保護間采樣數(shù)據(jù)的同步，此時選擇高值差動動作方程以提高保護可靠性。同時以太網(wǎng)的應(yīng)用也大大節(jié)約了差動保護實現(xiàn)的通道建設(shè)成本。


[0008]圖1是本實用新型基于以太網(wǎng)差動保護裝置模塊框圖；[0009]圖2是安裝有本實用新型的基于以太網(wǎng)電流差動保護系統(tǒng)典型示意圖。
具體實施方式
[0010]實施例1[0011]如圖1、圖2所示，本實施例提供的一種基于以太網(wǎng)的電流差動保護裝置，包括時鐘模塊1、采集模塊2、以太網(wǎng)通訊接口模塊3、數(shù)據(jù)接收模塊4、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊5、同步模塊6和差動計算模塊7 ;其中所述的時鐘模塊I通過線路與采集模塊2相連；所述的采集模塊2通過線路分別與同步模塊6和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊5相連；所述的數(shù)據(jù)發(fā)送模塊5通過線路與以太網(wǎng)通訊接口模塊3相連；所述的以太網(wǎng)通訊接口模塊3通過線路與數(shù)據(jù)接收模塊4相連；所述的數(shù)據(jù)接收模塊4通過線路與同步模塊6相連；所述的同步模塊6通過線路與差動計算模塊7相連；所述的以太網(wǎng)通訊接口模塊3通過線路與以太網(wǎng)8雙向連接。[0012]本實施例的實現(xiàn)方法，包括如下步驟:1)時鐘模塊I接收外部時鐘源發(fā)來的時鐘信號(如IRIG-B、IEEE1588)，產(chǎn)生中斷脈沖指令傳送給采集模塊2 ;若外部時鐘源異常，則時鐘模塊I按照自己的晶振時鐘產(chǎn)生中斷脈沖指令給采集模塊2 ；2)采集模塊2采集本地CT模擬量(電流互感器二次采樣值)、PT模擬量(電壓互感器二次采樣值)以及開關(guān)位置狀態(tài)量；3)采集模塊2將步驟I)和步驟2)中采集到的數(shù)據(jù)傳送給同步模塊6，同時采集模塊2還將采集到的數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)發(fā)送模塊5，且數(shù)據(jù)發(fā)送模塊5將數(shù)據(jù)按照國際標準IEC61850-9-2標準編碼打包后通過以太網(wǎng)通訊接口模塊3傳送至以太網(wǎng)絡(luò)8 ;從而使相鄰側(cè)差動保護裝置11能夠獲得本側(cè)采樣數(shù)據(jù)；4)所述步驟3)中的以太網(wǎng)通訊接口模塊3從以太網(wǎng)絡(luò)8獲得相鄰側(cè)差動保護裝置11的IEC61850-9-2采樣數(shù)據(jù)，并經(jīng)過數(shù)據(jù)接收模塊解析后傳送給同步模塊6 ;5)同步模塊6根據(jù)步驟2)采集到的本地模擬量和步驟4)獲得的對側(cè)模擬量的同步標志位，判斷采樣數(shù)據(jù)是否已通過外部時鐘源實現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)間的同步，若已同步，則同步模塊6直接將本地和對側(cè)采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給差動計算模塊；若未同步，則同步模塊6依據(jù)參考相量法對相鄰側(cè)電流采樣數(shù)據(jù)進行插值以實現(xiàn)對側(cè)電流采樣與本地電流采樣數(shù)據(jù)間的同步，然后 將本地電流采樣和對側(cè)插值后的電流數(shù)據(jù)發(fā)送給差動計算模塊7 ；6)差動計算模塊7根據(jù)不同的同步方式選擇不同的動作方程。差動計算模塊7根據(jù)所述步驟5)同步模塊6發(fā)送過來的本地和對側(cè)電流數(shù)據(jù)計算差動電流和制動電流，當采用外部時鐘源同步時，采用動作方程判斷是否發(fā)生區(qū)內(nèi)故障，若采用參考相量同步法，則采用高值差動動作方程判斷是否發(fā)生區(qū)內(nèi)故障。
{/ 、K I J J ''，其中:Id為差動電流值，= + ，為線路M、 h > i cdqdN兩側(cè)電流矢量和的幅值山為制動電流值，
權(quán)利要求1.一種基于以太網(wǎng)的電流差動保護裝置，其特征在于:包括時鐘模塊(I)、采集模塊(2)、以太網(wǎng)通訊接口模塊(3)、數(shù)據(jù)接收模塊(4)、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(5)、同步模塊(6)和差動計算模塊(7);其中所述的時鐘模塊(I)通過線路與采集模塊(2)相連；所述的采集模塊(2)通過線路分別與同步模塊(6)和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(5)相連；所述的數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(5)通過線路與以太網(wǎng)通訊接口模塊(3)相連；所述的以太網(wǎng)通訊接口模塊(3)通過線路與數(shù)據(jù)接收模塊(4)相連；所述的數(shù)據(jù)接收模塊(4)通過線路與同步模塊(6)相連；所述的同步模塊(6)通過線路與差動計算模塊(7)相連；所述的以太網(wǎng)通訊接口模塊(3)通過線路與以太網(wǎng)(8)雙向連接。
專利摘要本實用新型公開一種基于以太網(wǎng)的電流差動保護裝置，包括時鐘模塊、采集模塊、以太網(wǎng)通訊接口模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、同步模塊和差動計算模塊；其中時鐘模塊通過線路與采集模塊相連；采集模塊通過線路分別與同步模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊相連；數(shù)據(jù)發(fā)送模塊通過線路與以太網(wǎng)通訊接口模塊相連；以太網(wǎng)通訊接口模塊通過線路與數(shù)據(jù)接收模塊相連；數(shù)據(jù)接收模塊通過線路與同步模塊相連；同步模塊通過線路與差動計算模塊相連；以太網(wǎng)通訊接口模塊通過線路與以太網(wǎng)雙向連接。本實用新型通過差動保護裝置連接在以太網(wǎng)絡(luò)，采用IEC61850-9-2標準實現(xiàn)差動保護間采樣數(shù)據(jù)的收發(fā)，具有擴大差動保護應(yīng)用范圍，減少實現(xiàn)通訊服務(wù)投資費用的特點。
文檔編號H02H7/26GK203026926SQ201220684258
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者金乃正, 張亮, 朱炳銓, 朱中華, 秦建松 申請人:紹興電力局, 南京南瑞繼保電氣有限公司, 國家電網(wǎng)公司