[發明專利]數字化牽引變電所的集中式保護測控系統

無效

• 申請號: 201210462826.0
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN103001327A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 王牣;陳德明;韓正慶;陳小川
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;成都交大許繼電氣有限責任公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 謝敏

技術領域

本發明涉及牽引變電所，具體是數字化牽引變電所的集中式保護測控系統及其運行方法。

背景技術

牽引變電所作為牽引供電系統的一個重要節點，其擔負著電氣化鐵道的電能傳輸與分配的任務，因此保證其安全穩定的運行具有重要意義。目前，常規變電所中的二次設備普遍采用面向間隔、功能獨立的分層分布式結構，控制、監視、保護、故障錄波、計量與量測等都是由相互獨立的裝置完成。牽引變電所采用上述模式有二次接線復雜、投資成本大、信息不能共享、運行與維護成本高、缺乏整體協調與功能優化的缺點。這些裝置基于單點信息，沒有全局視角，時常會因為有效信息不足而做出錯誤的或局部最優而非全局最優的判斷，從而影響系統的安全穩定運行。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種能對變電所內的設備進行統一協調和配合，并能保證牽引變電所安全穩定運行的數字化牽引變電所的集中式保護測控系統，本發明還提供了該數字化牽引變電所的集中式保護測控系統的運行方法。

本發明的目的主要通過以下技術方案實現：數字化牽引變電所的集中式保護測控系統，包括過程層設備、間隔層設備及站控層設備，所述過程層設備包括電子式互感器、合并單元及智能斷路器，所述電子式互感器與合并單元連接，所述間隔層設備包括兩個互為冗余的集中式保護測控裝置，所述合并單元和智能斷路器均與兩個集中式保護測控裝置連接，所述站控層設備包括與兩個集中式保護測控裝置連接的工作站。本發明創造的集中式保護測控裝置內集成了變壓器保護、饋線保護、電容器保護、并補保護、測控及其他保護裝置的功能，如此，本發明創造應用時相當于一臺中央計算機集中全所的設備信息，形成靈活、可靠、多樣、互補的集中式保護系統。本發明創造中的合并單元是電子式互感器數字化輸出的接口設備，其主要功能是采集電子式互感器輸出的數字信號，并按照規定格式發送。

本發明中第一種組網方式，所述兩個集中式保護測控裝置分別連接有兩個交換機，每個集中式保護測控裝置連接的兩個交換機分別連接合并單元和智能斷路器，所述合并單元和智能斷路器均通過連接在交換機上與集中式保護測控裝置連接。

本發明中第二種組網方式，所述兩個集中式保護測控裝置分別連接有一個交換機，所述智能斷路器通過連接在交換機上與集中式保護測控裝置連接。

第一種組網方式和第二種組網方式的數字化牽引變電所的集中式保護測控系統均包括兩個GPS對時裝置，兩個GPS對時裝置中一個GPS對時裝置與兩個集中式保護測控裝置連接，另一個GPS對時裝置與合并單元、智能斷路器及電子式互感器連接。

本發明中第三種組網方式，所述兩個集中式保護測控裝置分別連接有一個交換機，所述合并單元和智能斷路器均通過連接在交換機上與集中式保護測控裝置連接。

第三種組網方式的數字化牽引變電所的集中式保護測控系統包括一個GPS對時裝置，兩個集中式保護測控裝置連接的交換機均與該GPS對時裝置連接。

所述過程層設備包括多組由一個電子式互感器、一個合并單元及一個智能斷路器構成的數據采集控制單元組，每組數據采集控制單元組的合并單元均連接在一條SMV報文傳輸總線上，兩個集中式保護測控裝置接通合并單元的線路連接在SMV報文傳輸總線上，每組數據采集控制單元組的智能斷路器均連接在一條GOOSE報文總線上，兩個集中式保護測控裝置接通智能斷路器的線路連接在GOOSE報文總線上。?

所述站控層設備中的工作站采用雙重化冗余配置，工作站均連接在一條站控層總線上，兩個集中式保護測控裝置均通過連接在站控層總線上與工作站連接。

所述站控層設備還包括連接在站控層總線上的打印機和路由器。

數字化牽引變電所的集中式保護測控系統的運行方法，包括以下步驟：步驟一、電子式互感器采集設備信息，并將采集到的信息發送到合并單元，合并單元將接收到的信息封裝組織成SMV報文后發送到集中式保護測控裝置，與此同時，智能斷路器將開關狀態信息也傳送到集中式保護測控裝置中；

步驟二、集中式保護測控裝置結合開關狀態信息和采樣值信息做出邏輯判斷，再將出口指令組織成GOOSE報文，然后GOOSE報文發送到智能斷路器；

步驟三、智能斷路器根據接收到的GOOSE報文完成相應的控制。

本發明創造中采用交換機組成的以太網通信網絡是交換式以太網，其優點是沒有幀碰撞現象，與其連接的各節點獨享帶寬，各節點運行也需要CSMA/CD協議（兼容性原因），但不會因檢測到沖突而退避、重發。