[发明专利]用于智能变电站的就地化变压器保护系统

说明书

技术领域

本发明属于电力工程领域的继电保护自动化领域，涉及智能变电站的就地化变压器保护的设计方法。 

背景技术

在传统变电站中，传统变压器保护通过长电缆将变压器各侧模拟量(电流和电压量)和开关量引入到变压器保护装置中，由变压器保护装置完成模拟量到数字量的转换，并进行逻辑判别。 

这种做法带来的问题有： 

1、占地面积大。需要建设主控室放置变压器保护装置，占用了大量的土地，在土地资源日益紧张的情况下，占用的投资也越来越大。 

2、保护可靠性受二次电缆的影响。常规变电站中，由于二次电缆容易遭受电磁干扰和一次设备传输过电压引起二次设备运行异常。除此之外，二次回路的多点接地和耦合电容的干扰也可能导致继电保护装置误动作。据国家电力调度中心的统计，因二次电缆问题引起的保护不正确动作占故障总数的4成，二次电缆实际上构成了变电站安全运行的主要隐患。 

发明内容

本发明要解决的问题是实现变压器保护的就地化设计，满足智能变电站的发展要求。 

为完成上述任务，本发明的技术方案是：用于智能变电站的就地化变压器保护系统，变压器各侧均对应设有逻辑单元，各逻辑单元分别对应放置在各侧的开关柜中，各逻辑单元之间通过光纤互相连接；各逻辑单元分别用于完成对应侧的一次数据采集、数据交互和后备保护逻辑判别的功能。 

所述变压器各侧包括高压侧，中压侧和低压侧。 

本发明属于电力工程领域的智能变电站继电保护自动化领域，涉及智能变电站中就地化的变压器保护设计方法。在智能变电站中，取消主控室，保护就地化放置是发展的潮流。对于变压器保护而言，由于需要采集变压器各侧的模拟量及开关量，传统上的变压器保护将各侧的模拟量及开关量通过长电缆引入到集中放置的变压器保护装置中。这种实现方法不能应用于智能变电站中。因此，必须针对智能变电站的特点和要求，提出相应的变压器保护设计方案。 

本发明利用通讯网络技术，提出了对应的网络数据传输方案，巧妙的解决了就地化安装的变压器保护实现方案的关键技术问题。并通过冗余设计，在识别出通讯网络故障后，发出告警信息的同时，能通过网络切换技术自愈，维持保护的正常运行，解决了通讯网络故障影响变压器保护可靠运行的问题。利用网络通讯技术，实现了变压器保护的就地化放置，并通过软件算法巧妙地解决了数据同步问题，不依赖外部的同步脉冲。同时，通过冗余技术，解决了通讯链路故障导致系统被闭锁的问题，有效地提高了差动保护的可靠性，应用价值极高。 

附图说明

图1是就地化变压器保护逻辑单元配置图； 

图2是就地化变压器保护逻辑单元光纤通道连接图； 

图3是同步调整计算示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。 

随着IEC-61850标准颁布，网络通信技术的发展，智能变电站的建设越来越快。在智能变电站中，采集单元下放是发展的趋势。采集单元下放后，由于装置上电时刻不同、采样晶振偏差以及数据发送、接收的传输时间差，必然造成采样时刻的差异。为保证差动保护计算的正确性，必须保证所计算的各端电气量的采样数据同步。为了实现各侧的采样数据同步，可采用的方法有： 

1、各个装置接入外部对时信号，如GPS脉冲或B码，装置以外部对时信号为基准，将 采样数据打上时标，实现各个装置的数据同步，满足变压器保护的要求。 

2、各个装置不接入外部对时信号，采用特定软件算法，实现各个装置的数据同步，满足变压器保护的要求。 

软件算法采用目前普遍采用的等腰梯形算法。 

等腰梯形算法原理： 

基于数字通道的同步调整计算全都建立在收发数据延时相等的“等腰梯形算法”的数学模型上。如图3所示： 

在该图等腰梯形中，若从侧已知梯形的上底及下底的长度，运用几何知识容易求得主侧数据帧发送点T_m1在从侧所对应的同时刻点T_m1′时刻。也就是说，从侧通过简单计算就可知道对侧数据帧发送时间与本侧时标的关系。