专利名称：基于多端自适应采样同步方法的光纤纵差保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力系统保护自动化技术领域，特别是涉及 一 种基于多端自适 应釆样同步方法的光纤纵差保护装置.
背景技术：
与传统的电流保护或距离保护相比，输电线路电流差动保护比较线路两侧 电流量，具有免除负荷电流影响、不反应系统振荡、选择性好和灵敏度高等优 点。与其它数据通道相比，光纤通道具有抗电磁干扰能力强、误码率低、工作 稳定的优点。因此，随着光纤通道技术的成熟，光纤差动保护在电网输电线路 上得到广泛应用。但是现有的采样技术不能很好的保持采样的同步性。综合国
内外现有资料，电力系统光纤纵差采样同步主要有3种方法基于数据通道的
同步法，基于参考相量同步法，基于GPS同步法。
基于数据通道的同步法，差动保护和其他保护功能难以集成到同一装置。 基于参考相量的同步法，线路模型和相量精度不容易估计，难以精确同步。 基于GPS的同步法，需要安装专门的GPS接收机，工程不宜推广。
发明内容
为解决上述问题，本发明旨在提供一种能保证釆样同步、同时集成光纤差动 保护和距离等其他保护功能的基于多端自适应釆样同步方法的光纤纵差保护装
为解决上述问题,本发明是通过以下技术方案来实现的 一种基于多端自适应釆样同步方法的光纤纵差保护装置，包括主控模件、 交流模件、面板模件、电源模件，上述的面板模件包括按键、液晶显示器、信 号灯，其特征在于上述的主控模件包括PowerPC处理器、CPU、 A/D转换器、 DRAM存储器、FLASH存储器、滤波器。
前述的基于多端自适应采样同步方法的光纤纵差保护装置，其特征在于 上述的A/D转换器采用250kHz高速16bit A/D转换器。
前述的基于多端自适应采样同步方法的光纤纵差保护装置，其特征在于 采用渐进式采样调整技术，保护釆样频率基本保持稳定。
前述的基于多端自适应采样同步方法的光纤纵差保护装置，其特征在于采 用双通道多端模式现场切换技术，双光纤通道并行工作。
前述的基于多端自适应采样同步方法的光纤纵差保护装置，其特征在于 釆用随机编码主从自适应技术。
本发明的有益效果是釆样率基本保持稳定，能保证釆样同步，且同一套
数据采集系统既可以提供差动保护功能，也可以提供距离等其他保护功能。从 而达到同一装置不仅包括差动保护，同时可以包括其他保护功能，实现有效完 备的保护。
图i是装置总体结构图2是本发明主控模件的结构框图. 附图中主要部分符号说明
1、主控模件，2、交流模件，3、电源模件，4、面板模件，5、滤波器， 6、 A/D转换器，7、 FLASH存储器，8、 DR趨存储器,9、 CPU, 10、 60X总 线，11、 FRAM铁电存储器
具体实施例方式
以下结合附图对本发明进行具体介绍如下 本发明的设计包括算法设计、软件设计，硬件设计部分。
1、 算法设计
本装置的核心算法为多端自适应采样同步算法，
(1) 、首先通过基于数据通道的乒乓同步算法，推算出通道的通信时间；(2) 、再由通道通信时间，推算得到对侧和本侧的釆样同步误差；
(3) 、由通过向对侧传送16位随机数，通过比较本侧和对侧随机数大小， 来自适应设置主从；
(4) 、由自适应得到的主从，从侧缓慢调整釆样频率，每周波调整15微秒， 最后，达到两侧釆样同步的目的，满足差动保护要求；
(5) 、若有不同的运行模式，比如T接线和2端模式的选择、单通道和冗 余模式的选择，通过定值的设置，做到现场自适应不同运行模式。
2、 软件设计
本装置软件包含以实时多任务操作系统为基础的主控模件嵌入式软件以及 面板模件的基于客户服务器模式的嵌入式软件。
装置在vxWorks多任务操作系统基础上编写应用软件，完成数据釆集、光纵 同步，数字信号处理、数据缓冲、数据显示以及事件报告等功能。
主控模件l软件包括定时中断采集、光纵釆样同步、釆集数据管理、数字信 号处理、录波及计算结果存储、事件报告及与面板模件4的通讯设计。面板模件单片机软件完成液晶显示及信号灯控制、按键信息釆集及与主控模 件之间的通讯等功能。主控模件1与面板模件4之间按照一定的协议通过HDLC协议进行通讯。主 控模件1输出到面板模件4的内容为液晶显示内容、读取指示灯状态指令、设 置指示灯状态；面板模件4输入到主控模件1的内容为报文确认和否认、按键 及指示灯状态。3、硬件设计本装置的开发基于多端自适应釆样同步算法；除了能运行光纤差动保护， 还能运行包括距离等其他的保护功能。本装置包括主控模件1、交流模件2、面板模件4以及电源模件3四部分， 其总体结构如图l所示。主控模件1完成模数转换、测量算法计算、波形及计算结果存储等功能。 其结构框架如图2所示。主控模件是本装置的核心，基于PowerPC处理器、CPU10、 16bitA/D转换器6以及大容量的FLASH存储器7、 DRAM存储器8，提供模数转 换、计算及存储功能，保证本装置能实时对电力信号进行高精度测量和计算， 快速动作。釆用二阶RC无源低通滤波器5 +高速16bit A/D转换器6 ( 250kHz)构成 模拟量釆集系统，信噪比可达86dBs，釆样速率可达到7. 2kHz。交流模件2将强电输入信号转换成幅值为±5V的电压电信号，并将输入和 输出隔离。其输出信号引入主控模件l的A/D釆集输入端。面板模件4以PowerPC为核心构建，提供了人机接口 ，提供按键搡作输入、 液晶及信号灯显示等功能，通过HDLC总线与主控模件1进行串行通讯。电源模件3输入为110V或220V,其输出供其它模件使用。本装置釆用渐进式采样调整技术，保护采样频率基本保持稳定，可同时满 足差动保护和其他保护功能的要求。同一数据釆集系统可以既提供差动保护功 能，又能提供距离保护等其他保护功能。另外本装置釆用双通道多端模式现场 切换技术，双光纤通道并行工作，支持3端模式或2端热备用模式现场切换。 另本装置采用随机编码主从自适应技术，采用随机编码比较方法，自动确定主 从模式。以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡釆取等 同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、基于多端自适应采样同步方法的光纤纵差保护装置，包括主控模件、交流模件、面板模件、电源模件，上述的面板模件包括按键、液晶显示器、信号灯，其特征在于上述的主控模件包括PowerPC处理器、CPU、A/D转换器、DRAM存储器、FLASH存储器、滤波器；上述的交流模件包括电信号转换器。
2、 根据权利要求1所述的基于多端自适应釆样同步方法的光纤纵差保护装 置，其特征在于上述的滤波器釆用二阶RC无源低通滤波器。
3、 根据权利要求l所述的基于多端自适应釆样同步方法的光纤纵差保护装 置，其特征在于上述的A/D转换器采用250kHz高速16bit A/D转换器。
4、 根据权利要求l所述的基于多端自适应采样同步方法的光纤纵差保护装 置，其特征在于上述的交流模件输出为幅值为土5V的低压电信号。
5、 根据权利要求l所述的基于多端自适应釆样同步方法的光纤纵差保护装 置，其特征在于上述的电源模件输入为IIOV或220V。
全文摘要
本发明涉及一种基于多端自适应采样同步方法的光纤纵差保护装置，包括主控模件、交流模件、面板模件、电源模件，上述的面板模件包括按键、液晶显示器、信号灯，其特征在于上述的主控模件包括PowerPC处理器、CPU、A/D转换器、DRAM存储器、FLASH存储器、滤波器；上述的交流模件包括电信号转换器。采用多端自适应采样同步算法确定采样误差，自适应主从来调整采样频率达到采样同步。本发明在同一套保护装置内采样率基本保持稳定，能保证采样同步，且同一套数据采集系统既可以提供差动保护功能，也可以提供距离保护等其他保护功能。从而达到同一装置不仅包括差动保护，同时可以包括其他保护功能，实现有效完备的保护。
文档编号H02H3/46GK101159373SQ20071002167
公开日2008年4月9日 申请日期2007年4月23日 优先权日2007年4月23日
发明者尹秋帆, 云 张, 魏建功 申请人:国电南京自动化股份有限公司