一種變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置，包括數(shù)字信號(hào)處理器，所述數(shù)字信號(hào)處理器分別連接圖形處理器、跳閘繼電器、信號(hào)繼電器、采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器；所述采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換電路前端連接調(diào)理電路，調(diào)理電路前端連接電流變換器；所述電流變換器用于將交流電流變換為交流電壓；所述調(diào)理電路用于濾去該交流電壓中的噪聲；所述采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器用于將調(diào)理電路輸出的交流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；所述數(shù)字信號(hào)處理器用于將所述數(shù)字信號(hào)計(jì)算得到變壓器差動(dòng)電流；所述圖形處理器用于識(shí)別差動(dòng)電流的模式，數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)圖形處理器識(shí)別結(jié)果控制跳閘繼電器和信號(hào)繼電器的動(dòng)作。
【專利說(shuō)明】
一種變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種繼電器保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種高性能的變壓器差動(dòng)保護(hù)
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，變壓器故障將嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和供電可靠性。隨著我國(guó)電力工業(yè)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)規(guī)模越來(lái)越大，對(duì)變壓器繼電保護(hù)提出了更高的要求。變壓器的繼電保護(hù)廣泛采用差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)，但是差動(dòng)保護(hù)仍然不夠完善，對(duì)于勵(lì)磁涌流的識(shí)別不是十分準(zhǔn)確。差動(dòng)保護(hù)主要采用二次諧波制動(dòng)原理，隨著材料的改進(jìn)，變壓器鐵芯飽和磁通倍數(shù)不斷降低，尤其是在剩磁較高且合閘角滿足一定條件下，變壓器發(fā)生勵(lì)磁涌流時(shí)的二次諧波含量可能低于10%，導(dǎo)致變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。此外，由于電容的存在，變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)也可能產(chǎn)生較大的二次諧波，從而使得差動(dòng)保護(hù)拒動(dòng)。因此，變壓器勵(lì)磁涌流識(shí)別方法需要進(jìn)一步改進(jìn)和創(chuàng)新，以加強(qiáng)變壓器的保護(hù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決變壓器勵(lì)磁涌流識(shí)別難題，本實(shí)用新型提供一種變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置，該裝置計(jì)算能力強(qiáng)、計(jì)算速度快，可以滿足高速大量重復(fù)計(jì)算的要求。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置，包括數(shù)字信號(hào)處理器，所述數(shù)字信號(hào)處理器分別連接圖形處理器、跳閘繼電器、信號(hào)繼電器、采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器;所述采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換電路前端連接調(diào)理電路，調(diào)理電路前端連接電流變換器；
[0005]所述電流變換器用于將交流電流變換為交流電壓；
[0006]所述調(diào)理電路用于過(guò)濾所述交流電壓中的噪聲；
[0007]所述采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器用于將調(diào)理電路輸出的交流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
[0008]所述數(shù)字信號(hào)處理器用于將所述數(shù)字信號(hào)計(jì)算得到變壓器差動(dòng)電流；
[0009]所述圖形處理器用于識(shí)別差動(dòng)電流的模式，數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)圖形處理器識(shí)別結(jié)果控制跳閘繼電器和信號(hào)繼電器的動(dòng)作。
[0010]本實(shí)用新型中，所述數(shù)字信號(hào)處理器連接IXD顯示單元，用于顯示故障和跳閘事件
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[0011 ]本實(shí)用新型中，所述數(shù)字信號(hào)處理器連接通訊接口。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:選擇變壓器的差動(dòng)電流值作為原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)易獲取。該裝置以DSP和GPU為核心，計(jì)算速度快、性價(jià)比高以及功耗低。本實(shí)用新型通過(guò)DSP和GPU準(zhǔn)確區(qū)分變壓器是正常運(yùn)行、內(nèi)部故障還是出現(xiàn)勵(lì)磁涌流，解決勵(lì)磁涌流識(shí)別難題，防止差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)，有效提高變壓器差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做更進(jìn)一步的具體說(shuō)明，本實(shí)用新型的上述和/或其他方面的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚。
[0014]圖1是本實(shí)用新型變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置硬件原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)用新型涉及一種基于DSP和GPU的變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置，屬于繼電保護(hù)領(lǐng)域。該裝置主要包括數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、圖形處理器(GPU)、電流變換器、調(diào)理電路、采樣保持電路、A/D轉(zhuǎn)換器、觸摸式液晶顯示屏(LCD)和繼電器等。電流變換器連接到變壓器兩側(cè)電流互感器的二次側(cè)，以便獲得差動(dòng)電流。DSP與2個(gè)GPU連接，DSP與2個(gè)GPU協(xié)同并行計(jì)算。DSP連接LCD進(jìn)行人機(jī)交互。跳閘繼電器連接斷路器跳閘回路，信號(hào)繼電器連接中央信號(hào)裝置。本實(shí)用新型用DSP協(xié)調(diào)2個(gè)GPU進(jìn)行高速并行計(jì)算，通過(guò)識(shí)別差動(dòng)電流的模式確定變壓器是正常運(yùn)行、內(nèi)部故障還是出現(xiàn)勵(lì)磁涌流，從而決定是否發(fā)跳閘指令。
[0016]實(shí)施例
[0017]如圖1所示，本實(shí)施例公開(kāi)了一種變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置，包括數(shù)字信號(hào)處理器DSP、圖形處理器GPU、電流變換器、調(diào)理電路、采樣保持電路、A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換、觸摸式液晶顯示屏IXD、通信接口、跳閘繼電器和信號(hào)繼電器組成。
[0018]所述數(shù)字信號(hào)處理器分別連接圖形處理器、跳閘繼電器、信號(hào)繼電器、采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器;所述采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換電路前端連接調(diào)理電路，調(diào)理電路前端連接電流變換器；
[0019]所述電流變換器用于將交流電流變換為交流電壓；
[0020]所述調(diào)理電路用于過(guò)濾所述交流電壓中的噪聲；
[0021]所述采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器用于將調(diào)理電路輸出的交流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
[0022]所述數(shù)字信號(hào)處理器用于將所述數(shù)字信號(hào)計(jì)算得到變壓器差動(dòng)電流；
[0023]所述圖形處理器用于識(shí)別差動(dòng)電流的模式，數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)圖形處理器識(shí)別結(jié)果控制跳閘繼電器和信號(hào)繼電器的動(dòng)作。
[0024]如果是雙繞組變壓器，2組共6個(gè)電流變換器分別連接到變壓器兩側(cè)的電流互感器二次側(cè)。如果是三繞組變壓器，3組共9個(gè)電流變換器分別連接到變壓器三側(cè)的電流互感器二次側(cè)。電流變換器將交流電流變換為交流電壓，便于調(diào)理電路處理。
[0025]電流變換器輸出的交流電壓經(jīng)過(guò)調(diào)理電路調(diào)理后，由采樣保持電路和16位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。DSP用這些數(shù)字量計(jì)算得到變壓器差動(dòng)電流。然后DSP協(xié)調(diào)2個(gè)GPU進(jìn)行高速并行計(jì)算，用深度學(xué)習(xí)等高級(jí)算法識(shí)別差動(dòng)電流的模式，判斷變壓器是正常運(yùn)行還是發(fā)生內(nèi)部故障、外部故障或者是出現(xiàn)勵(lì)磁涌流。
[0026]如果出現(xiàn)勵(lì)磁涌流，則采取制動(dòng)措施，DSP不發(fā)跳閘指令，繼電器不動(dòng)作。如果發(fā)生內(nèi)部故障，則DSP發(fā)出跳閘指令，使跳閘繼電器動(dòng)作。跳閘繼電器接點(diǎn)連接到變壓器各側(cè)斷路器跳閘回路，使斷路器跳閘，切除短路故障。然后DSP發(fā)出指令使信號(hào)繼電器動(dòng)作，發(fā)出事故告警信號(hào)。同時(shí)LCD顯示故障和跳閘事件信息，并且向上位機(jī)發(fā)送事件信息。
[0027]本實(shí)施例將電流變換器連接到變壓器各側(cè)電流互感器二次側(cè)測(cè)量變壓器電流。變壓器電流值作為裝置輸入，以便能夠計(jì)算差動(dòng)電流。
[0028]本實(shí)施例采用I個(gè)DSP和2個(gè)GHJ構(gòu)成DSP和GHJ異構(gòu)協(xié)同的高性能并行計(jì)算平臺(tái)。DSP承擔(dān)計(jì)算和整個(gè)裝置的管理協(xié)調(diào)任務(wù)，GPU承擔(dān)高速并行計(jì)算任務(wù)。GPU是高度并行的數(shù)據(jù)流處理器，具有向量計(jì)算指令，浮點(diǎn)計(jì)算能力強(qiáng)。
[0029]本實(shí)用新型提供了一種變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置，具體實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于，包括數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器分別連接圖形處理器、跳閘繼電器、信號(hào)繼電器、采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器;所述采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換電路前端連接調(diào)理電路，調(diào)理電路前端連接電流變換器;所述電流變換器用于將交流電流變換為交流電壓； 所述調(diào)理電路用于過(guò)濾所述交流電壓中的噪聲； 所述采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器用于將調(diào)理電路輸出的交流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)； 所述數(shù)字信號(hào)處理器用于將所述數(shù)字信號(hào)計(jì)算得到變壓器差動(dòng)電流； 所述圖形處理器用于識(shí)別差動(dòng)電流的模式，數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)圖形處理器識(shí)別結(jié)果控制跳閘繼電器和信號(hào)繼電器的動(dòng)作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理器連接IXD顯示單元，用于顯示故障和跳閘事件信息。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理器連接通訊接口。
【文檔編號(hào)】H02H7/045GK205595764SQ201620302244
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月12日
【發(fā)明人】包燦, 楊建飛, 潘書(shū)燕, 李曉慧, 吳華仁
【申請(qǐng)人】南京師范大學(xué)