[發(fā)明專利]一種多處理單元繼電保護(hù)系統(tǒng)及其同步方法

有效

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• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108008676B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小寧;何龍飛;申劍;張娜
• 申請（專利權(quán)）人: 西電通用電氣自動化有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 張弘

1.一種多處理單元繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)相互通信的繼電保護(hù)裝置，單個(gè)繼電保護(hù)裝置均包括前端采樣處理單元、前端計(jì)算處理單元和保護(hù)邏輯處理單元；

所述的前端采樣處理單元，用于S/H信號的接收和重采樣,并把采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給前端計(jì)算處理單元；

所述的前端計(jì)算處理單元，用于相量和頻率計(jì)算，把計(jì)算結(jié)果放入共享存儲區(qū)；

所述的保護(hù)邏輯處理單元，用于與遠(yuǎn)側(cè)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行通信，并從共享存儲區(qū)讀取相量值；并通過比例調(diào)節(jié)計(jì)算產(chǎn)生系統(tǒng)采樣同步信號S/H信號，發(fā)送至前端采樣處理單元和前端計(jì)算處理單元，使其采樣和計(jì)算周期與S/H信號同步；還用于從共享存儲區(qū)讀取相量值，在發(fā)出S/H脈沖的同時(shí)，對S/H脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并通過與遠(yuǎn)側(cè)繼電保護(hù)裝置互相發(fā)送所記錄的計(jì)數(shù)值進(jìn)行乒乓對時(shí)機(jī)制；將采樣頻率和電網(wǎng)頻率的差值和兩側(cè)采樣相角差值輸入鎖頻鎖相環(huán)進(jìn)行比例調(diào)節(jié)計(jì)算，輸出新的采樣頻率值f_n，并根據(jù)S/H信號頻率，直到兩個(gè)繼電保護(hù)裝置計(jì)數(shù)相差N的整數(shù)倍，兩個(gè)繼電保護(hù)裝置采樣相角差近似等于0，且S/H頻率f_n與電網(wǎng)頻率f近似相等,此時(shí)PLL鎖相成功。

2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種多處理單元繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述的前端計(jì)算處理單元，還用于每收到N_pass個(gè)S/H信號發(fā)送一次中斷信號給保護(hù)邏輯處理單元；保護(hù)邏輯處理單元收到中斷信號后從共享存儲區(qū)讀取相量值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多處理單元繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述的前端計(jì)算處理單元，每收到一次S/H信號即從接收緩沖區(qū)取一個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，每收到N_pass個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一次相量和頻率計(jì)算；其中，N_pass＝N/n，每周波采樣點(diǎn)數(shù)為N，處理器計(jì)算間隔為T_pass,將每個(gè)電網(wǎng)周波時(shí)間劃分為整數(shù)n個(gè)T_pass，則每個(gè)T_pass處理N_pass個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種多處理單元繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述的保護(hù)邏輯處理單元，用于將采樣頻率和電網(wǎng)頻率的差值和兩側(cè)采樣相角差值輸入鎖頻鎖相環(huán)中進(jìn)行計(jì)算，輸出新的S/H信號頻率值，不斷調(diào)整S/H信號間隔，最終實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置間的同步，且S/H信號頻率f_n無限接近于電網(wǎng)頻率f。

5.一種多處理單元繼電保護(hù)系統(tǒng)的同步方法，其特征在于，用于多個(gè)相互通信的繼電保護(hù)裝置的一個(gè)，同步方法包括以下步驟：

預(yù)同步步驟，通過與遠(yuǎn)側(cè)繼電保護(hù)裝置、電網(wǎng)頻率同步，發(fā)出用于觸發(fā)采樣的S/H信號，每周波發(fā)送等間隔的N個(gè)S/H信號脈沖；

采樣步驟，進(jìn)行S/H信號的接收和重采樣；

計(jì)算步驟，進(jìn)行相量和頻率計(jì)算，把計(jì)算結(jié)果放入共享存儲區(qū)；

邏輯處理步驟，從共享存儲區(qū)讀取相量值，并通過比例調(diào)節(jié)計(jì)算產(chǎn)生系統(tǒng)采樣同步信號S/H信號，使得該繼電保護(hù)裝置與遠(yuǎn)側(cè)繼電保護(hù)裝置的采樣和計(jì)算周期與S/H信號同步；邏輯處理步驟具體如下：

從共享存儲區(qū)讀取相量值，在發(fā)出S/H脈沖的同時(shí)，對S/H脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并通過與遠(yuǎn)側(cè)繼電保護(hù)裝置互相發(fā)送所記錄的計(jì)數(shù)值進(jìn)行乒乓對時(shí)機(jī)制；將采樣頻率和電網(wǎng)頻率的差值和兩側(cè)采樣相角差值輸入鎖頻鎖相環(huán)進(jìn)行比例調(diào)節(jié)計(jì)算，輸出新的采樣頻率值f_n，并根據(jù)S/H信號頻率，直到兩個(gè)繼電保護(hù)裝置計(jì)數(shù)相差N的整數(shù)倍，兩個(gè)繼電保護(hù)裝置采樣相角差近似等于0，且S/H頻率f_n與電網(wǎng)頻率f近似相等,此時(shí)PLL鎖相成功。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多處理單元繼電保護(hù)系統(tǒng)的同步方法，其特征在于，計(jì)算步驟中，每收到N_pass個(gè)S/H信號發(fā)送一次中斷信號；邏輯處理步驟中，收到中斷信號后從共享存儲區(qū)讀取相量值。