一種實(shí)現(xiàn)即插即用的變電站繼電保護(hù)裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)即插即用的變電站繼電保護(hù)裝置及系統(tǒng)，保護(hù)裝置包括相互依托、相互關(guān)聯(lián)的線路保護(hù)裝置、變壓器保護(hù)裝置、母聯(lián)保護(hù)裝置以及母線間隔保護(hù)裝置；線路保護(hù)裝置、變壓器保護(hù)裝置和母聯(lián)保護(hù)裝置分別通過二次電纜直接接入所需電流和開關(guān)量信息；并分別通過二次電纜輸出分合閘控制以及保護(hù)裝置開出直接作用于本間隔的開關(guān)機(jī)構(gòu)；母線間隔保護(hù)裝置以模擬量的形式接入電壓互感器采集的母線電壓；母線間隔保護(hù)裝置分別與線路保護(hù)裝置、變壓器保護(hù)裝置及母聯(lián)保護(hù)裝置通過兩根光纜點(diǎn)對點(diǎn)直接連接。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)即插即用的繼電保護(hù)系統(tǒng)在保證電網(wǎng)故障快速可靠切除的前提下，進(jìn)一步減低電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險和運(yùn)維人員勞動強(qiáng)度，保障電網(wǎng)安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說明】
-種實(shí)現(xiàn)即插即用的變電站繼電保護(hù)裝置及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及智能變電站技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種實(shí)現(xiàn)即插即用的變電站繼電保護(hù) 裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 常規(guī)站可靠性高、技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定，但存在回路復(fù)雜、保護(hù)裝置及二次回路通 用性差、技術(shù)要求高、整改反措難和運(yùn)行維護(hù)工作量大等問題，為此，智能電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。智 能電網(wǎng)W高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺為信息傳輸基礎(chǔ)，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和 檢測等功能。智能變電站有=個關(guān)鍵特征，一是通過增加合并單元和智能終端等過程層設(shè) 備，實(shí)現(xiàn)模擬電信號與數(shù)字光信號之間的轉(zhuǎn)換;二是利用光纖取代常規(guī)變電站的電纜實(shí)現(xiàn) 過程層設(shè)備與間隔層設(shè)備之間的連接;=是采用統(tǒng)一的IEC61850通信規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)層間設(shè) 備及層內(nèi)設(shè)備的信息交互。基于W上=大特征，智能電網(wǎng)大大簡化了變電站的二次回路，降 低了施工、運(yùn)行和維護(hù)的工作量。
[0003] 智能站代表著技術(shù)發(fā)展的方向、前景廣闊，然而目前仍處于發(fā)展過渡階段、技術(shù)不 成熟，配置方案復(fù)雜多樣不統(tǒng)一，特別是存在著W下問題和不足：
[0004] 一是利用光纖實(shí)現(xiàn)過程層與間隔層之間信息的傳遞，光纖長度較長，容易出現(xiàn)故 障；
[0005] 二是在過程層增加了合并單元和智能終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)光電信號的轉(zhuǎn)換，電壓、電流 和開關(guān)狀態(tài)信息的采集，W及分合閩信號的傳遞，而合并單元(MU)和智能終端(ST)設(shè)備產(chǎn) 品質(zhì)量差，經(jīng)常發(fā)生故障；
[0006] =是過程層與間隔層之間的信息傳遞依靠網(wǎng)絡(luò)，而運(yùn)維人員現(xiàn)有的技術(shù)水平難W 滿足通信新技術(shù)應(yīng)用要求，調(diào)試消缺過度依賴廠家，安全運(yùn)行存在較大的風(fēng)險。
[0007] 針對上述運(yùn)些問題，國內(nèi)外繼電保護(hù)專家相繼展開有關(guān)優(yōu)化智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)布局的 研究，通過二次保護(hù)設(shè)備就地化，縮短光纖長度，簡化二次回路，減少數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對 一次設(shè)備的"貼身保護(hù)"。比如：
[000引現(xiàn)有技術(shù)提出對單間隔保護(hù)開展研究，構(gòu)建了 W就地保護(hù)為基礎(chǔ)、站域與廣域保 護(hù)協(xié)同的層次化繼電保護(hù)控制系統(tǒng)，就地層獨(dú)立、分散的實(shí)現(xiàn)其保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)可靠、快速 切除故障，從而取消了電纜及橋架，簡化二次回路。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)提出了分布式母線保護(hù)實(shí)現(xiàn)方案，利用裝置內(nèi)部實(shí)現(xiàn)IEEE1588的對時方 案，解決由于跨間隔保護(hù)功耗高、回路復(fù)雜、運(yùn)行不易等，不利于直接就地安裝的問題。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)提出了利用母線保護(hù)子機(jī)就地采集數(shù)據(jù)，通過環(huán)網(wǎng)共享數(shù)據(jù)，各子機(jī)對 立邏輯判斷，從而提高母線保護(hù)的可靠性。
[0011] 然而，在上述就地化保護(hù)方案中，過程層信號的采集和分合閩指令的傳遞仍基于 合并單元(MU)和智能終端(ST)，間隔層與過程層之間的信息傳遞仍依靠網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)裝置的 可靠動作依然得不到保障。
[0012] 傳統(tǒng)的保護(hù)系統(tǒng)配置方案中，各間隔保護(hù)裝置均就地安裝，在線路、變壓器和母聯(lián) 保護(hù)間隔內(nèi)，各間隔MU采集本間隔一次設(shè)備的CT電流，通過ST采集本間隔開關(guān)狀態(tài)量等信 號，運(yùn)種方式并不能保證系統(tǒng)的安全和可靠動作，一方面，當(dāng)前智能站的智能終端和合并單 元還不夠成熟，缺陷率較高。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2013年我國各電壓等級變電站保護(hù)裝置和相關(guān)設(shè) 備發(fā)生的310次缺陷中，由ST和MU所引起缺陷的比例均高于40 %，因此，ST和MU缺陷率高是 影響智能電網(wǎng)可靠動作的重要原因。
[0013] 另一方面，在該方案中，各間隔合并單元和智能終端分別利用過程層交換機(jī)組建 了SV網(wǎng)和GOOSE網(wǎng)，用于傳輸交直流信息和跳閩命令，即過程層交換機(jī)是各間隔保護(hù)信息共 享和保護(hù)動作傳達(dá)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為保證各間隔數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，過程層交換機(jī)需采用 802. IQ VLAN(Vi;rtual Local Area Network)或GMRP(Multicast Registration Protocol)進(jìn)行組播管理，需要對輸入或輸出端口進(jìn)行抑制，從而避免網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，同時，需要 進(jìn)行端口鏡像，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)帖的實(shí)時監(jiān)視，而運(yùn)維檢修人員現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)水平相對 薄弱，對設(shè)備的調(diào)試過度依賴廠家，安全運(yùn)行存在較大風(fēng)險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種實(shí)現(xiàn)即插即用的變電站繼電保護(hù)裝置及系 統(tǒng)，針對合并單元和智能終端不可靠的問題，取消合并單元和智能終端，使網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由原來 的站控層、間隔層和過程層簡化為站控層和就地間隔層;針對網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)風(fēng) 暴及對運(yùn)維人員運(yùn)維水平要求較高的問題，建立了點(diǎn)對點(diǎn)SV/G00SE直連網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了各保 護(hù)裝置間信息的實(shí)時可靠傳輸。
[0015] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0016] 一種實(shí)現(xiàn)即插即用的變電站繼電保護(hù)裝置，包括相互依托、相互關(guān)聯(lián)的線路保護(hù) 裝置、變壓器保護(hù)裝置、母聯(lián)保護(hù)裝置W及母線間隔保護(hù)裝置；
[0017] 所述線路保護(hù)裝置、變壓器保護(hù)裝置和母聯(lián)保護(hù)裝置分別通過二次電纜直接接入 所需電流和開關(guān)量信息;并分別通過二次電纜輸出分合閩控制W及保護(hù)裝置開出直接作用 于本間隔的開關(guān)機(jī)構(gòu)；
[0018] 所述母線間隔保護(hù)裝置W模擬量的形式接入電壓互感器采集的母線電壓；
[0019] 所述母線間隔保護(hù)裝置分別與線路保護(hù)裝置、變壓器保護(hù)裝置及母聯(lián)保護(hù)裝置通 過兩根光纜點(diǎn)對點(diǎn)直接連接。
[0020] 所述線路保護(hù)裝置、變壓器保護(hù)裝置和母聯(lián)保護(hù)裝置分別就地安裝于相應(yīng)間隔的 匯控柜內(nèi)。
[0021] 所述母線間隔保護(hù)裝置就地安裝于電壓互感器間隔內(nèi)。
[0022] 所述兩根光纜中的其中一根用于組建SV網(wǎng)絡(luò)，線路保護(hù)裝置或者母聯(lián)保護(hù)裝置通 過所述SV網(wǎng)絡(luò)將=相間隔電流傳輸給母線間隔保護(hù)裝置，并接收來自母線間隔保護(hù)裝置的 切換后的S相電壓。
[0023] 所述兩根光纜中的另外一根用于組建GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)裝置、變壓器保護(hù) 裝置或者母聯(lián)保護(hù)裝置與母線間隔保護(hù)裝置之間開關(guān)量信息的交換；
[0024] 同時，母線間隔保護(hù)裝置動作后，跳閩命令通過所述GOOSE網(wǎng)傳輸給相應(yīng)間隔的線 路或母聯(lián)保護(hù)裝置并直接通過二次電纜作用于開關(guān)機(jī)構(gòu)動作。
[0025] -種實(shí)現(xiàn)即插即用的變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)，包括:就地間隔層和站控層;就地間隔 層與站控層之間通過W太網(wǎng)交換機(jī)建立站控層網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)兩層設(shè)備間的通信；
[0026] 所述就地間隔層將全站的遙測、遙信和繼電保護(hù)動作行為信息上傳給站控層;所 述站控層保存就地間隔層的遙測、遙信信號，并根據(jù)遙控和遙調(diào)指令，實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)程控 制。
[0027] 所述就地間隔層包括并聯(lián)在站控層網(wǎng)絡(luò)上的測控單元、保護(hù)單元、故障錄波器和 低頻低壓減載裝置，其中測控單元包括線路間隔、變壓器間隔、母線間隔和母聯(lián)間隔測控裝 置，所述保護(hù)單元包括了上述相互依托、相互關(guān)聯(lián)的線路保護(hù)裝置、變壓器保護(hù)裝置、母聯(lián) 保護(hù)裝置W及母線間隔保護(hù)裝置。
[0028] 所述測控單元通過二次電纜直接將間隔電流、電壓和開關(guān)量信息接入相應(yīng)間隔測 控裝置。
[0029] 所述線路保護(hù)裝置、變壓器保護(hù)裝置、母聯(lián)保護(hù)裝置W及母線間隔保護(hù)裝置之間 用兩根光纖連接，分別建立點(diǎn)對點(diǎn)SV和GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)間隔電流、間隔電壓和開關(guān)量信號 的共享和分合閩信號的傳遞。
[0030] 所述母線間隔保護(hù)裝置通過SV和GOOSE網(wǎng)絡(luò)連接故障錄波器和低頻低壓減載裝 置。
[0031] 所述站控層，具體包括服務(wù)器、后臺監(jiān)控模塊、保護(hù)信息子站和遠(yuǎn)動機(jī)，其中，后臺 監(jiān)控模塊通過W太網(wǎng)將各間隔測控裝置、保護(hù)裝置和故障錄波器采集的全站的遙測、遙信、 繼電保護(hù)動作行為的信息數(shù)據(jù)存放在服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫;保護(hù)信息子站將保護(hù)信息和故障錄 波信息通過網(wǎng)絡(luò)上傳至分站和主站;遠(yuǎn)動機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)將遙信、遙測信息上傳給調(diào)控中屯、，并 接收來自遠(yuǎn)端的遙控和遙調(diào)信息，實(shí)現(xiàn)對本站的遠(yuǎn)方控制。
[0032] 本發(fā)明的有益效果是：
[0033] (1)本發(fā)明取消了合并單元和智能終端，實(shí)現(xiàn)了電壓、電流、開關(guān)量和分合閩命令 的直接接入和開出，取消了網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)了各保護(hù)裝置之間的點(diǎn)對點(diǎn)直連；
[0034] (2)本發(fā)明的二次回路統(tǒng)一、簡單、清晰，通用性強(qiáng):在保留傳統(tǒng)保護(hù)二次接線高可 靠性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)共享、自動同步等優(yōu)勢，真正實(shí)現(xiàn)了不同一次、二次廠 家產(chǎn)品的通用與統(tǒng)一，同時回路缺陷排查和整改更加方便；
[0035] (3)本發(fā)明提供的保護(hù)裝置對其他設(shè)備的依賴減小，獨(dú)立性強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，避 免了合并單元和智能終端本身故障或光纖斷鏈、光口松動等情況導(dǎo)致的保護(hù)裝置不動或誤 動；
[0036] (4)信息傳輸可靠性大大提高，通過取消網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，將母線保護(hù)與線路或母聯(lián)保 護(hù)之間點(diǎn)對點(diǎn)直連，避免了網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴、網(wǎng)絡(luò)吞吐量限制和傳輸時延大等網(wǎng)絡(luò)不可靠因素的 影響，保證了母線保護(hù)與線路或母聯(lián)保護(hù)之間信息的實(shí)時可靠傳遞；
[0037] (5)二次電纜敷設(shè)路徑短，發(fā)生故障時，更換更加簡易方便，不同廠家的裝置故障 或間隔調(diào)整等均可進(jìn)行整體更換、即插即用；
[0038] (6)跨間隔的線路、變壓器保護(hù)、母聯(lián)保護(hù)與母線保護(hù)之間僅有兩根光纜相連，留 有足夠冗余備用光纖，可靠性強(qiáng)；
[0039] (7)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)即插即用的繼電保護(hù)系統(tǒng)在保證電網(wǎng)故障快速可靠切除的前提 下，減少了設(shè)備數(shù)量和二次電纜，提高了不同廠家設(shè)備通用性和可替換性，從根本上實(shí)現(xiàn)了 二次設(shè)備"即插即用"，極大減輕設(shè)備運(yùn)維工作量，進(jìn)一步減低電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險和運(yùn)維人員勞 動強(qiáng)度，保障電網(wǎng)安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。
【附圖說明】
[0040]圖1為傳統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)典型配置方案示意圖；
[0041 ]圖2為本發(fā)明的繼電保護(hù)系統(tǒng)基本原理圖；
[0042] 圖3為本發(fā)明的繼電保護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；
[0043] 圖4為本發(fā)明的保護(hù)裝置聯(lián)接關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】：
[0044] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0045] 如圖1所示，在傳統(tǒng)的保護(hù)系統(tǒng)配置方案中，各間隔保護(hù)裝置均就地安裝。在線路、 變壓器和母聯(lián)保護(hù)間隔內(nèi)，各間隔MU采集本間隔一次設(shè)備的CT電流，通過ST采集本間隔開 關(guān)狀態(tài)量等信號;在母線保護(hù)間隔內(nèi)，PT電壓接入本間隔合并單元;線路、變壓器、母聯(lián)和母 線間隔的合并單元通過交換機(jī)建立SV交換網(wǎng)，用于傳輸=相電壓和電流等交流信息;線路、 變壓器和母聯(lián)間隔的智能終端通過交換機(jī)建立GOOSE交換網(wǎng)，用于傳輸開關(guān)量等直流信息。
[0046] 線路、變壓器和母聯(lián)保護(hù)裝置通過本間隔MU接入本間隔電流，通過本間隔ST接入 本間隔開關(guān)量，通過SV網(wǎng)接入母線電壓，并將保護(hù)動作通過ST直接作用于本間隔開關(guān)機(jī)構(gòu)。
[0047] 母線保護(hù)通過本間隔MU接入本間隔電壓，通過SV網(wǎng)接收其余間隔的電流，通過 GOOSE網(wǎng)接收其余間隔的開關(guān)量等信息，并將保護(hù)動作通過GOOSE網(wǎng)傳輸給其余間隔ST，從 而實(shí)現(xiàn)其余間隔的開關(guān)動作。
[0048] -方面，當(dāng)前智能站的智能終端和合并單元還不夠成熟，缺陷率較高。如表1所示， 在2013年我國各電壓等級變電站保護(hù)裝置和相關(guān)設(shè)備發(fā)生的310次缺陷中，由ST和MU所引 起缺陷的比例均高于40%，因此，ST和MU缺陷率高是影響智能電網(wǎng)可靠動作的重要原因。
[0049] 表1 2013年智能變電站設(shè)備缺陷電壓等級分布統(tǒng)計(jì) 「00501
[0051] 另一方面，在該方案中，各間隔合并單元和智能終端分別利用過程層交換機(jī)組建 了SV網(wǎng)和GOOSE網(wǎng)，用于傳輸交直流信息和跳閩命令，即過程層交換機(jī)是各間隔保護(hù)信息共 享和保護(hù)動作傳達(dá)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為保證各間隔數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，過程層交換機(jī)需采用 802. IQ VLAN(Vi;rtual Local Area Network)或GMRP(Multicast Registration Protocol)進(jìn)行組播管理，需要對輸入或輸出端口進(jìn)行抑制，從而避免網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，同時，需要 進(jìn)行端口鏡像，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)帖的實(shí)時監(jiān)視，而運(yùn)維檢修人員現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)水平相對 薄弱，對設(shè)備的調(diào)試過度依賴廠家，安全運(yùn)行存在較大風(fēng)險。
[0052] 針對傳統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)配置方案的缺陷，從W下兩個方面入手構(gòu)建"即插即用"新型繼 電保護(hù)系統(tǒng)方案:一是取消MU和ST，并將兩者的功能集成在保護(hù)裝置上，避免因MU和ST故障 影響保護(hù)動作，并減少設(shè)備數(shù)量，簡化二次回路;二是取消網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，W點(diǎn)對點(diǎn)直連形式 組建SV和GOOSE網(wǎng)絡(luò)，避免網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴等不可靠數(shù)據(jù)傳輸影響保護(hù)動作。
[0053] 如圖2所示，各線路、母聯(lián)間隔的雙套獨(dú)立配置的保護(hù)裝置就地安裝于相應(yīng)間隔的 匯控柜內(nèi)。所需電流(=相電流)分別通過二次電纜從電流互感器獨(dú)立二次繞組W模擬量的 形式直接接入，所需開關(guān)量(=相跳位、隔離刀閩位置、壓力低閉鎖重合閩位置等)也通過二 次電纜直接接入，分合閩控制、保護(hù)裝置開出等均通過二次電纜直接作用于本間隔的開關(guān) 機(jī)構(gòu)。
[0054] 母線保護(hù)裝置就地安裝于電壓互感器間隔內(nèi)，并W模擬量的形式接入由I母和II 母電壓互感器采集的母線電壓。母線保護(hù)裝置與各線路或母聯(lián)保護(hù)裝置分別通過兩根光纜 點(diǎn)對點(diǎn)直接連接。一根光纜用于組建SV網(wǎng)絡(luò)，各線路或母聯(lián)保護(hù)裝置通過該網(wǎng)將S相間隔 電流傳輸給母線保護(hù)裝置，并接收來自母線保護(hù)裝置的切換后=相電壓；另一根光纜用于 組建GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)各線路、變壓器或母聯(lián)保護(hù)與母線保護(hù)之間開關(guān)量等信息的交換，同 時，母線保護(hù)裝置動作后，跳閩命令通過GOOSE網(wǎng)傳輸給相應(yīng)間隔的線路或母聯(lián)保護(hù)裝置并 直接通過二次電纜作用于開關(guān)機(jī)構(gòu)動作。
[0055] 基于新型就地化保護(hù)的智能站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3所示。由于取消了合并單元和智能 終端，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由原來的=層簡化為兩層，即由過程層、間隔層和站控層簡化為就地間隔層 和站控層。
[0056] 就地間隔層由各間隔（線路、母聯(lián)、變壓器和母線間隔）測控裝置和保護(hù)裝置，W及 故障錄波和低頻低壓減載裝置等組成。間隔電流、電壓和開關(guān)量等信息通過二次電纜直接 接入相應(yīng)間隔測控裝置。線路、母聯(lián)及變壓器保護(hù)裝置與母線保護(hù)裝置之間用兩根光纖連 接，分別建立點(diǎn)對點(diǎn)SV和GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)間隔電流、間隔電壓和開關(guān)量等信號的共享和分 合閩信號的傳遞。故障錄波裝置通過兩根光纖與母線保護(hù)裝置直連，分別建立點(diǎn)對點(diǎn)SV和 GOOSE網(wǎng)絡(luò)，由于母線保護(hù)裝置能夠接收來自各間隔的電流和開關(guān)量，且通過二次電纜直接 采集到母線電壓，因此，只要與母線保護(hù)裝置相連，故障錄波裝置即可獲得所需的電壓、電 流和開光量等信息。低頻低壓減載裝置也通過兩根光纖與母線保護(hù)裝置直連，并接收來自 母線保護(hù)裝置的母線電壓等信息。
[0057] 站控層后臺機(jī)、服務(wù)器、遠(yuǎn)動機(jī)和保護(hù)信息子站等設(shè)備與就地間隔層間通過W太 網(wǎng)交換機(jī)建立站控層網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)兩層設(shè)備間的通信。站控層網(wǎng)絡(luò)通過各間隔測控裝置、保護(hù) 裝置和故障錄波器將全站的遙測、遙信、繼電保護(hù)動作行為等信息上傳給站控層設(shè)備;后臺 監(jiān)控系統(tǒng)通過W太網(wǎng)將運(yùn)些信息數(shù)據(jù)存放在服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫;保護(hù)信息子站將保護(hù)信息和 故障錄波信息通過網(wǎng)絡(luò)上傳至分站和主站;遠(yuǎn)動機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)將遙信、遙測等信息上傳給調(diào) 控中屯、，并接收來自遠(yuǎn)端的遙控和遙調(diào)信息，實(shí)現(xiàn)對本站的遠(yuǎn)方控制。
[005引線路保護(hù)、變壓器保護(hù)和母聯(lián)保護(hù)能夠通過二次電纜接收來自本間隔CT的交流電 流及相應(yīng)開關(guān)量，所需交流電壓需要由母線保護(hù)裝置提供;與此相反，母線保護(hù)能夠通過二 次電纜接收來自本間隔PT的母線電壓，所需電流需由其余各間隔保護(hù)裝置提供。因此，線路 保護(hù)、變壓器保護(hù)及母聯(lián)保護(hù)與母線保護(hù)相互依托、相互關(guān)聯(lián)。如圖4所示，各間隔保護(hù)間建 立了 W母線保護(hù)為中屯、的點(diǎn)對點(diǎn)光纖直連網(wǎng)絡(luò)，W實(shí)現(xiàn)信息共享和相互配合。線路、變壓器 和母聯(lián)保護(hù)裝置分別通過兩根光纖與母線保護(hù)裝置直連，一根光纖用于構(gòu)建SV網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電 壓、電流等交流信息的共享，一根光纖用于構(gòu)建GOOSE網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)開關(guān)位置、隔離刀閩位置、壓 力低閉鎖重合閩位置等開關(guān)量信息的共享和分合閩控制、保護(hù)裝置開出等信號的傳輸。
[0059] 在線路保護(hù)間隔，保護(hù)裝置所需二次電流來源于本間隔開關(guān)CT，所需開關(guān)量來源 于輔助節(jié)點(diǎn)，并通過電纜直接接入，所需電壓由母線保護(hù)裝置通過點(diǎn)對點(diǎn)光纖SV網(wǎng)進(jìn)行傳 輸。當(dāng)發(fā)生線路故障時，保護(hù)裝置根據(jù)所接收的電流、電壓、開關(guān)量等信息進(jìn)行邏輯判斷，并 與保護(hù)定值進(jìn)行比對，若符合動作條件，則動作出口，并通過電纜直接作用于本間隔開關(guān)機(jī) 構(gòu)。
[0060] 在變壓器保護(hù)間隔，保護(hù)裝置所需二次電流來源于變壓器高、中、低S側(cè)開關(guān)CT， 所需開關(guān)量來源于=側(cè)相關(guān)輔助節(jié)點(diǎn)，均通過二次電纜直接接入，所需電壓由母線保護(hù)裝 置通過點(diǎn)對點(diǎn)光纖SV網(wǎng)進(jìn)行傳輸。在變壓器間隔內(nèi)發(fā)生故障時，保護(hù)裝置根據(jù)S側(cè)電流值 進(jìn)行邏輯判斷，若滿足動作條件，保護(hù)裝置發(fā)出跳閩命令，并通過二次電纜直接作用于開關(guān) 機(jī)構(gòu)。
[0061] 在母聯(lián)保護(hù)間隔，保護(hù)裝置通過二次電纜直接接入由母聯(lián)開關(guān)CT采集的=相電流 和由開關(guān)輔助節(jié)點(diǎn)開入的分合閩位置等信號，并通過SV網(wǎng)接收來自母線保護(hù)裝置的母線電 壓。本間隔發(fā)生故障后，保護(hù)裝置動作發(fā)出跳閩命令，通過二次電纜作用于開關(guān)機(jī)構(gòu)。
[0062] 在母線保護(hù)間隔，保護(hù)裝置通過點(diǎn)對點(diǎn)光纖SV網(wǎng)接收來自各線路間隔及變壓器間 隔相應(yīng)側(cè)的二次電流信息，通過GOOSE網(wǎng)采集各間隔開關(guān)量，并通過本間隔PT采集母線電 壓。保護(hù)裝置根據(jù)所采集的電壓、電流和開關(guān)量等信息判斷母線是否出現(xiàn)異常故障，當(dāng)發(fā)現(xiàn) 異常時，保護(hù)裝置母線保護(hù)或失靈保護(hù)動作發(fā)出跳閩命令，并通過GOOSE傳輸給各間隔保護(hù) 裝置，然后，各間隔保護(hù)裝置通過二次電纜作用于開關(guān)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)跳閩。
[0063] 上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范 圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不 需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍W內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種實(shí)現(xiàn)即插即用的變電站繼電保護(hù)裝置，其特征是:包括相互依托、相互關(guān)聯(lián)的線 路保護(hù)裝置、變壓器保護(hù)裝置、母聯(lián)保護(hù)裝置以及母線間隔保護(hù)裝置； 所述線路保護(hù)裝置、變壓器保護(hù)裝置和母聯(lián)保護(hù)裝置分別通過二次電纜直接接入所需 電流和開關(guān)量信息;并分別通過二次電纜輸出分合閘控制以及保護(hù)裝置開出直接作用于本 間隔的開關(guān)機(jī)構(gòu)； 所述母線間隔保護(hù)裝置以模擬量的形式接入電壓互感器采集的母線電壓； 所述母線間隔保護(hù)裝置分別與線路保護(hù)裝置、變壓器保護(hù)裝置及母聯(lián)保護(hù)裝置通過兩 根光纜點(diǎn)對點(diǎn)直接連接。2. 如權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)即插即用的變電站繼電保護(hù)裝置，其特征是:所述線路 保護(hù)裝置、變壓器保護(hù)裝置和母聯(lián)保護(hù)裝置分別就地安裝于相應(yīng)間隔的匯控柜內(nèi)。3. 如權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)即插即用的變電站繼電保護(hù)裝置，其特征是:所述母線 間隔保護(hù)裝置就地安裝于電壓互感器間隔內(nèi)。4. 如權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)即插即用的變電站繼電保護(hù)裝置，其特征是:所述兩根 光纜中的其中一根用于組建SV網(wǎng)絡(luò)，線路保護(hù)裝置或者母聯(lián)保護(hù)裝置通過所述SV網(wǎng)絡(luò)將三 相間隔電流傳輸給母線間隔保護(hù)裝置，并接收來自母線間隔保護(hù)裝置的切換后的三相電 壓。5. 如權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)即插即用的變電站繼電保護(hù)裝置，其特征是:所述兩根 光纜中的另外一根用于組建GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)裝置、變壓器保護(hù)裝置或者母聯(lián)保護(hù) 裝置與母線間隔保護(hù)裝置之間開關(guān)量信息的交換； 同時，母線間隔保護(hù)裝置動作后，跳閘命令通過所述GOOSE網(wǎng)傳輸給相應(yīng)間隔的線路或 母聯(lián)保護(hù)裝置并直接通過二次電纜作用于開關(guān)機(jī)構(gòu)動作。6. -種實(shí)現(xiàn)即插即用的變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征是:包括就地間隔層和站控層;就 地間隔層與站控層之間通過以太網(wǎng)交換機(jī)建立站控層網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)兩層設(shè)備間的通信； 所述就地間隔層將全站的遙測、遙信和繼電保護(hù)動作行為信息上傳給站控層;所述站 控層保存就地間隔層的遙測、遙信信號，并根據(jù)遙控和遙調(diào)指令，實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)程控制。 所述就地間隔層包括并聯(lián)在站控層網(wǎng)絡(luò)上的測控單元、保護(hù)單元、故障錄波器和低頻 低壓減載裝置，其中測控單元包括線路間隔、變壓器間隔、母線間隔和母聯(lián)間隔測控裝置， 所述保護(hù)單元包括了相互依托、相互關(guān)聯(lián)的線路保護(hù)裝置、變壓器保護(hù)裝置、母聯(lián)保護(hù)裝置 以及母線間隔保護(hù)裝置。7. 如權(quán)利要求6所述的一種實(shí)現(xiàn)即插即用的變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征是:所述測控 單元通過二次電纜直接將間隔電流、電壓和開關(guān)量信息接入相應(yīng)間隔測控裝置。8. 如權(quán)利要求6所述的一種實(shí)現(xiàn)即插即用的變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征是:所述線路 保護(hù)裝置、變壓器保護(hù)裝置、母聯(lián)保護(hù)裝置以及母線間隔保護(hù)裝置之間用兩根光纖連接，分 別建立點(diǎn)對點(diǎn)SV和GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)間隔電流、間隔電壓和開關(guān)量信號的共享和分合閘信號 的傳遞。9. 如權(quán)利要求6所述的一種實(shí)現(xiàn)即插即用的變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征是:所述母線 間隔保護(hù)裝置通過SV和GOOSE網(wǎng)絡(luò)連接故障錄波器和低頻低壓減載裝置。10. 如權(quán)利要求6所述的一種實(shí)現(xiàn)即插即用的變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征是:所述站 控層，具體包括服務(wù)器、后臺監(jiān)控模塊、保護(hù)信息子站和遠(yuǎn)動機(jī)，其中，后臺監(jiān)控模塊通過以 太網(wǎng)將各間隔測控裝置、保護(hù)裝置和故障錄波器采集的全站的遙測、遙信、繼電保護(hù)動作行 為的信息數(shù)據(jù)存放在服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫;保護(hù)信息子站將保護(hù)信息和故障錄波信息通過網(wǎng)絡(luò) 上傳至分站和主站;遠(yuǎn)動機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)將遙信、遙測信息上傳給調(diào)控中心，并接收來自遠(yuǎn)端的 遙控和遙調(diào)信息，實(shí)現(xiàn)對本站的遠(yuǎn)方控制。
【文檔編號】H02H7/22GK105977923SQ201610305261
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】李乃永, 吳金玉, 王林, 王思城, 李明明, 晉飛, 林勇, 馬獻(xiàn)麗, 孫繼磊, 唐敏, 宗傳帥
【申請人】國網(wǎng)山東省電力公司, 國網(wǎng)山東省電力公司濰坊供電公司, 國家電網(wǎng)公司