[发明专利]电力系统保护继电器保护与自动化功能的分离系统

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及电力系统的保护与自动化控制功能，更具体地说，涉及到可以在单个设备中提供保护与自动化功能相分离的系统。

背景技术

电力系统的变电所通常包含有保护和自动化及控制的功能与设备。保护功能通常是由不同的保护继电器来实现的，保护继电器从输电线上采集电压和电流数值，并采用选定的算法对那些数值进行处理，其算法涉及到逻辑方程的使用，从而识别和响应输电线上的故障，并提供输出控制信号，必要时输出控制信号通过触发信号而断开电源。非常迅速而准确地识别故障情况、从负载或其他系统条件中区分出真正的故障情况并给予恰当响应、如必要则给断路器提供一个触发信号——这是很重要的。这样的反应对于一个电力系统的平稳运行从时间上讲是至关重要的。

另一方面，自动控制功能涉及到变电所的正常操作(运行)，其中包括其运行与整个电力系统的整合。自动化常常涉及到与监视设备之间的信息交换，但不及保护功能对时间的要求来得紧迫。譬如，自动化涉及到变电所总线的设置。变电所包括电动开关以及断路器，可以通过断开与闭合来实现特定的系统设置，为出自变电所的各个供电线输送电能。系统自动化包含互锁功能，防止电力系统使用操作员初始化的设置，那会导致不当或危险的总线设置。自动化的另一个例子是，在系统不同元素组合的控制中(开关的断开与闭合)，包含了——比如说——电容组。因此，自动化一般涉及到变电所的设置与安排，以及与电力系统其他部分的通信。适当的自动控制需用到整个电力系统中不止一处的信息。

自动化功能和控制通常是用可编程控制器(PLC)来实现的，可编程控制器有编程能力，但是也存在着重大的局限性。这些局限性包括无法完全获取被保护元素的状态。要包含这种完全获取能力，必须要在保护装置和PLC中都设置大量的输入与输出触点。

在许多情况下，保护与自动化功能是通过两套分立的独立装置来完成的。历史上，这种独立性注定是合乎要求的，因为保护与自动化功能以及处理这些功能的工程师/技术员们处理着全然不同的系统问题和需求。相对于保护工作而言，自动化工作通常需要更复杂和更个性化的逻辑方程来完成其任务，而保护工作则侧重于通过适当的设置获得输电线所需的保护，因此，保护工作比自动化工作更具独立性。对于整个系统而言，由于监视系统安全的必要性以及需要对系统条件进行快速响应，准确的保护通常更为关键。然而，两套完全独立的系统会使得成本攀升，同时系统效率下降，这是因为保护和自动化系统都使用从输电线上获取的一些系统数据，譬如说电压和电流数值。

所以，希望用单个系统来实现保护和自动控制，而在保护与自动化功能的特定控制部分(逻辑方程)、以及在某些情况下分立的输出接触控制中保持独立和分离。

发明内容

综上所述，本发明是一个能在单个装置——如保护继电器——中维持保护与自动化功能相互独立的系统，用于电力系统中，包括：实现电力系统保护与自动化功能的单个装置；在装置范围内的逻辑方程的第一部分，可以用第一密码进行访问，用于界定和执行电力系统的选定保护功能，其中第一部分内的逻辑方程可由拥有第一密码的用户进行修改；在装置范围内的逻辑方程的第二部分，可以用不同于第一密码的第二密码进行访问，用于界定和执行电力系统的选定自动化动作，其中第二部分内的逻辑方程可由拥有第二密码的用户进行修改；装置范围内的一个共享数据库，其中包含保护和自动化逻辑方程的运行结果，以及装置内对保护和自动化逻辑方程运行结果的响应输出逻辑方程，用于设置装置的输出。

附图说明

图1是本发明的系统安排框图。

具体实施方式

图1为本发明系统——概括地标为10——的框图。系统10组成保护继电器的一部分，保护继电器通常布置在变电所中，用于保护电力系统的运行。根据它们在电力系统中的特定用途和性能，保护继电器可以有很大差别。

本发明之系统允许某些继电器用户对由逻辑方程控制的继电器保护功能作修改，即个性化设置；同时也允许该继电器的其它用户在变电所及其系统中对自动化功能作个性化设置。保护和自动化功能都可以通过逻辑控制方程来实现，并且通过修改相应的保护和/或自动化逻辑控制方程即可调整保护和/或自动化功能，以适应某用户特别的需求。尽管在本说明书中通篇使用了“逻辑方程”这个专业术语，但根据特定的保护继电器及其性能以及其他的系统条件，也许更应该使用算法而不是逻辑方程。因此，此处的“逻辑方程”这个专业术语应认为包括了算法与相应的数学运算。