一种智能变电站集中式继电保护系统及保护方法_3

文档序号:8432941阅读:来源:国知局
障分析模块174用于装载母线故障的判定程序和算法,对所得数据进行是否存在母线故障的判定,并将故障判定结果发送至保护控制动作出口模块172,后备保护模块175用于装载后备故障的判定程序和算法,对所得数据进行是否存在后备故障的判定,并将故障判定结果发送至保护控制动作出口模块172,保护控制动作出口模块172接收馈线故障分析模块173、母线故障分析模块174和后备保护模块175的故障判定结果,同时根据一次系统实际开关位置和运行状态分析保护控制动作方式,将动作命令发送给报文封装模块。
[0033]本实施例中,集中式继电保护管理平台I还包括保护管理区18,保护管理区18分别与冗余报文纠错模块13、保护功能区17和报文封装模块14连接,保护管理区18包括管理功能出口模块181、保护定值管理模块182、人机交互模块183、开关状态管理模块184和就地信息召唤模块185,管理功能出口模块181、保护定值管理模块182、人机交互模块183、开关状态管理模块184和就地信息召唤模块185之间均通过内部数据总线进行通信,人机交互模块183用于建立人机交互功能,运行维护人员可通过该人机交互模块183进行调用、查看和控制一次设备保护定值、开关状态等操作,就地信息召唤模块185用于接收信息召唤命令,具体就是集中式继电保护管理平台I周期性向就地保护装置发送信息召唤命令,该息召唤命令包括保护定值、设备状态和设备地址等基本信息,并实时更新集中保护系统内数据。开关状态管理模块184用于根据就地信息召唤内容实时更新一次系统开关状态,其数据内容通过人机交互模块183进行图形和状态展示;保护定值管理模块182用于管理就地保护故障整定值,管理功能出口模块181用于分析保护控制动作方式,将就地设备信息管理命令发送给报文封装模块14,就地设备信息管理命令包括信息召唤和信息修改等。
[0034]本实施例中,具体的,对应保护功能来说,保护功能根据就地保护装置上传的一次系统采样值信息和保护管理区18中相应的保护定值和开关状态等信息,依据规定的保护判定逻辑对一次系统进行保护控制。具体来说,首先由集中式继电保护管理平台I周期性接收就地保护装置上传的一次系统采样值信息,通过报文接收模块11、报文解析模块12和冗余报文纠错模块13,将所得一次系统电压、电流信息交付给保护功能区17 ;接着,保护功能区17通过集中式继电保护管理平台I的内部数据总线获取一次系统开关状态和保护定值等信息,结合所得电流电压信息进行故障判定,并通过保护控制出口模块172形成GOOSE报文数据内容;最后通过报文封装模块14、冗余报文配置模块15和报文发送模块16将GOOSE报文送往就地保护装置。
[0035]本实施例中,保护管理功能是集中式继电保护管理平台I对全站继电保护进行管理控制的功能。该功能的实现过程与保护功能类似,区别在于通信模式采用客户/服务器模型,通信报文使用MMS报文,具体通信模型参见图4。
[0036]本实施例中,集中式继电保护管理平台I设有节点模型和通信模型,图3为本实施例中集中式继电保护管理平台的节点模型示意图。图3中,节点模型是基于IEC61850标准的,节点模型给出了集中保护七层建模方式和功能节点,在节点模型中,集中保护通信过程采用OSI七层协议,其中,为简化编码过程和减少编码延时,将会话层和传输层设置为空。以报文下行过程为例,首先由应用层运行程序,将程序结果按照数据属性和数据内容生成对应的GOOSE报文和MMS报文;其中GOOSE报文直接映射至链路层,而MMS报文经由表示层ASN.1编码和网络路由编码后映射至链路层;报文在链路层通过冗余协议经由物理层输出端口分别发往A、B两套网络。
[0037]集中式继电保护管理平台与就地保护装之间存在多种通信方法。图4为本实施例中集中式继电保护管理平台的通信模型示意图。通信模型规定了集中保护的通信方式,通信模型也是基于IEC61850标准的,在通信模型中,集中保护中整定功能采用客户端/服务器模型,通信报文使用MMS报文,集中式继电保护管理平台作为客户端向就地保护服务器发送通信、配置、关联等请求,由就地保护服务器应答后建立通信,进而集中式继电保护管理平台对就地装置进行定值读写、修改等操作。集中保护中保护功能采用发布者/订阅者模型,初始化过程中在集中式继电保护管理平台和就地保护装置间配置订阅关系,就地保护装置周期性向集中式继电保护管理平台发送开关位置、电压电流采样值等订阅信息。
[0038]本发明还涉及一种智能变电站集中式继电保护方法,其流程图如图5所示。本实施例中,以馈线短路故障为例描述集中式继电保护动作过程,图5中,该智能变电站集中式继电保护方法包括如下步骤:
[0039]步骤SOl对集中式继电保护管理平台和就地保护装置进行初始化,配置订阅关系、订阅内容并整定保护定值:本步骤中,对集中式继电保护管理平台和就地保护装置进行初始化,配置订阅关系、订阅内容并整定保护定值。
[0040]步骤S02正常工作时,就地保护装置周期性上传一次系统采样值信息:本步骤中,正常工作时,就地保护装置周期性上传一次系统采样值信息。
[0041]步骤S03当就地保护装置检测到故障电流时,立即向馈线保护开关发送跳闸命令,同时集中式继电保护管理平台根据所得的一次系统采样值信息向同一开关发送GOOSE跳闸报文:本步骤中,当就地保护装置检测到故障电流时,立即向馈线保护开关发送跳闸命令,同时集中式继电保护管理平台根据所得的一次系统采样值信息向同一开关发送GOOSE跳闸报文。
[0042]步骤S04发送跳闸GOOSE报文后,集中式继电保护管理平台监视开关位置,判断开关是否动作:本步骤中,发送跳闸GOOSE报文后,集中式继电保护管理平台监视开关位置,判断开关是否动作,如果判断的结果为是,则执行步骤S06 ;否则,执行步骤S05。
[0043]步骤S05判定断路器失灵,启动后备保护:如果上述步骤S04的判断结果为否,则执行本步骤。本步骤中,判定断路器失灵,启动后备保护。执行完本步骤,执行步骤S07。
[0044]步骤S06保持当前状态:如果上述步骤S04的判断结果为是,则执行本步骤。本步骤中,保持当前状态。执行完本步骤,执行步骤S07。
[0045]步骤S07集中式继电保护管理平台判断设定时间内是否不再出现故障电流电压信息:本步骤中,集中式继电保护管理平台判断设定时间内是否不再出现故障电流电压信息,如果判断的结果为是,则执行步骤S08 ;否则,执行步骤S09。
[0046]步骤S08故障切除保护动作完成:如果上述步骤S07的判断结果为是,则执行本步骤。本步骤中,故障切除保护动作完成。
[0047]步骤S09启动下一级后备保护:如果上述步骤S07的判断结果为否,则执行本步骤。本步骤中,启动下一级后备保护。这样就实现了集中式继电保护动作过程。
[0048]总之,在本实施例中,在智能变电站技术基础上提出一种智能变电站集中式继电保护系统,通过将变电站相同电压等级下所有保护进行功能和设备集中管理控制,形成一种基于网络交换和信息共享的一对多继电保护组织形态。智能变电站集中式继电保护系统通过接入变电站统一网络获取全站信息,形成面向全站的精细化保护控制,同时为线路保护提供就地和集中两重控制机制,有效提升了保护的速动性和可靠性。该发明将分散的继电保护功能集中管控,在简化运维操作的同时,衍生出一系列继电保护新原理、新方
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