[發(fā)明專利]一種基于IEC61850標準的同步相量線路保護裝置及其測量方法

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• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN109031036A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喻永貴
• 申請（專利權(quán)）人: 喻永貴
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11411
• 代理人: 黃冠華

本發(fā)明公開了一種基于IEC61850標準的同步相量線路保護裝置，包括數(shù)據(jù)采集單元，用于采集電壓電流中壓模擬量并轉(zhuǎn)換為低壓信號，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換芯片獲得獲得數(shù)字信號；數(shù)據(jù)預(yù)處理單元，用于將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進行預(yù)處理；中央處理單元，用于對數(shù)據(jù)預(yù)處理單元預(yù)處理后的數(shù)字信號進行相關(guān)運算，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析機構(gòu)將處理指令通過以太網(wǎng)發(fā)送給執(zhí)行單元；時鐘同步單元，用于輸入同步信號，同步各單元的時鐘；存儲單元，用于分類儲存經(jīng)中央處理單元進行相關(guān)運算后的數(shù)據(jù)。實現(xiàn)了發(fā)電機內(nèi)勢與軸端電壓間的功角實時監(jiān)測可有效避免發(fā)電機失速而造成設(shè)備損壞；實現(xiàn)了區(qū)域保護和系統(tǒng)自愈，可準確有效的隔離故障線路快速恢復(fù)系統(tǒng)正常運行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種基于IEC61850標準的同步相量線路保護裝置及其測量方法。

背景技術(shù)

目前電力行業(yè)已進入大機組、超高壓、跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)的時代，安全穩(wěn)定和經(jīng)濟運行是電力系統(tǒng)工作中的首要任務(wù)。實現(xiàn)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，就必須確保功角穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定。而要實現(xiàn)三者的穩(wěn)定，精確的同步向量測量是必不可少的。

多年來，電網(wǎng)互聯(lián)產(chǎn)生電網(wǎng)穩(wěn)定運行問題日益突出，廣大電力系統(tǒng)科技工作者充分認識到相量測量的重要意義。已有專家相繼提出廣域測量的概念。構(gòu)建WAMS系統(tǒng)(WideArea Measurement System)。目前已有將其作為除保護/安控裝置外的第三道防線趨勢。

在自適應(yīng)保護系統(tǒng)中,采用同期采樣的相量測量技術(shù)可以構(gòu)成端線路(如Τ接線和多Τ接線)的新型縱差保護；在聯(lián)絡(luò)線中可以根據(jù)相量測量得到的兩種等值發(fā)電機轉(zhuǎn)子角度之差及其變化率實現(xiàn)真正意義上的失步預(yù)測保護,從而正確地決定聯(lián)絡(luò)線是否需要解列正，正確的采取穩(wěn)定措施。當預(yù)測到失步可能發(fā)生時還可以根據(jù)各子系統(tǒng)頻率的變化,分別采取增減負荷或發(fā)電量等有利于系統(tǒng)穩(wěn)定的措施。

現(xiàn)有的保護測控裝置在三遙功能上實現(xiàn)了一般性質(zhì)的電參數(shù)的檢測無論是測量精度、控制區(qū)域、保護范圍都各有側(cè)重。尤其是在廣域測量方面略有缺失。要做到電網(wǎng)的穩(wěn)定運行必須做到功角穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定。要做到這三項穩(wěn)定，首先要有可靠的高精度的同步相量測量。

在發(fā)電廠，功角的精確同步測量給發(fā)電機穩(wěn)定運行帶來可靠保障，但目前為止實現(xiàn)實時同步相量測量與報警保護于一體的設(shè)備尚不多見。

再者，保護測控裝置，在線路故障時是可實時保護，但在保護的同時大都是大面積斷電，對一些同母線無故障的用戶也實施了斷電保護，這給用戶帶來了不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于IEC61850標準的同步相量線路保護裝置及其測量方法，實現(xiàn)了不同支路保護裝置的數(shù)據(jù)共享，智能化的故障區(qū)域判定，準確的控制隔離故障線路，迅速實施系統(tǒng)自愈，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于IEC61850標準的同步相量線路保護裝置，包括

數(shù)據(jù)采集單元，用于采集電壓電流中壓模擬量并轉(zhuǎn)換為低壓信號，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換芯片獲得獲得數(shù)字信號；

數(shù)據(jù)預(yù)處理單元，用于將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進行預(yù)處理；

中央處理單元，用于對數(shù)據(jù)預(yù)處理單元預(yù)處理后的數(shù)字信號進行相關(guān)運算，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析機構(gòu)將處理指令通過以太網(wǎng)發(fā)送給執(zhí)行單元；

時鐘同步單元，用于輸入同步信號，同步各單元的時鐘；

存儲單元，用于分類儲存經(jīng)中央處理單元進行相關(guān)運算后的數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)采集單元包括電壓傳感器、電流傳感器、濾波電路和A/D轉(zhuǎn)換芯片，所述電壓傳感器與電流傳感器分別于濾波電路的輸入端連接，所述濾波電路的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換芯片的輸入連接，所述濾波電路為明氏濾波電路，所述A/D轉(zhuǎn)換芯片為8回路A/D轉(zhuǎn)換單元。