大功率比异型机组混用场合的船舶保护系统技术方案

本发明专利技术涉及一种大功率比异型机组混用场合的船舶保护系统，分上中下三层，上层为电站控制层，通过站控层网络中CAN局总线与下保护执行层进行通讯，中层保护执行层是船舶保护系统执行单元，保护执行层将具体执行指令下发到下层电气层的执行元件，同时采集电气层的开关状态信息；保护执行层包括综合保护装置、间隔合并单元和集控单元。能够根据船舶运行工况切换多组保护定值，降低保护配置难度；针对大功率比异型机组混用场合，能够满足保护配置的灵敏性和选择性。敏性和选择性。敏性和选择性。

【技术实现步骤摘要】
大功率比异型机组混用场合的船舶保护系统


[0001]本专利技术涉及一种船舶系统控制技术，特别涉及一种大功率比异型机组混用场合的船舶保护系统。

技术介绍

[0002]目前船用综合保护装置已实现全数字化模式，一般具有差动保护、过流保护、电压保护、零序保护、频率保护等保护功能。针对船上的各类保护对象，如发电机、变压器、母联、跨接、线路、负载等，按需配备保护方案。船舶保护系统目前由综合保护装置采用“事先整定，实时动作，定期检验”的整定模式完成，各综合保护装置之间相互独立的完成本节点的保护功能。船舶存在多种运行方式，当部分电力系统损坏经系统重构后还会出现更多的系统结构和运行方式，为保证原有保护能够继续适应新的网络结构，需要重新及时的对保护定值进行调整。此外对于异型机组混用的船舶保护系统，由于机组容量差异大，也造成了单一定值组的保护方案无法满足保护的选择性和灵敏性的需求。而现有的船舶保护系统需采用人工手动的方式去投切保护或修改定值不仅费时而且让电网处于不恰当的保护系统之下导致供电可靠性严重下降。

技术实现思路

[0003]针对船舶电力系统中机组容量差异大时，保护配置上难以兼顾灵敏性和选择性的问题，提出了一种大功率比异型机组混用场合的船舶保护系统，提高安全性的前提下，提高配置灵活性和降低配置难度。
[0004]本专利技术的技术方案为：一种大功率比异型机组混用场合的船舶保护系统，分上中下三层，上层为电站控制层，通过站控层网络中CAN局总线与下保护执行层进行通讯，中层保护执行层是船舶保护系统执行单元，保护执行层将具体执行指令下发到下层电气层的执行元件，同时采集电气层的开关状态信息；保护执行层包括综合保护装置、间隔合并单元和集控单元；
[0005]综合保护装置：内预设多套保护方案，根据集控单元下达的变参指令切换保护方案；采集电气参数和开关状态并对其综合判别后形成状态信息，通过间隔合并单元与集控单元通信，将状态信息发送至集控单元；并接收从间隔合并单元来的集控单元下达的变参指令，执行保护动作输出；
[0006]集控单元：通过间隔合并单元与站内全部综合保护装置建立通信，生成站域内网络拓扑结构；根据综合保护装置上传的状态信息配置保护方案的启动条件，并下发切换保护方案指令至综合保护装置；与电站控制层的电站控制器通信，接收保护方案切换指令；
[0007]间隔合并单元：作为集控单元与本地综合保护装置的通讯网关，将多台本地综合保护装置的状态信息合并转发至集控单元；接收集控单元的控制指令，同步转发至对应的本地综合保护装置。
[0008]优选的，所述保护执行层网络采用光纤点对点与现场电气层通讯，间隔合并单元
与各综合保护装置采用星型光纤连接，各间隔合并单元与集控单元采用星型光纤连接。
[0009]优选的，所述综合保护装置综合判别后形成状态信息具体方法如下：
[0010]电气参数判别：采集断路器输出端三相电流数据，通过三相电流幅值判断出最大、最小相电流幅值后，再结合最大相电流幅值、无流相电流幅值、额定电流综合评判出无流状态，结合最小相电流幅值、有流相电流幅值、额定电流综合评判出有流状态；
[0011]开关状态：断路器采用双位置开入，采集分位时为“01”，采集合位时为“10”；状态信息：
[0012]分位判定条件：(无流标志＝TRUE)&&(断路器位置开入＝01)；
[0013]合位判定条件：(有流标志＝TRUE)&&(断路器位置开入＝10)；
[0014]无效位判定条件：除上述情况。
[0015]优选的，所述保护方案切换包括定值修改和定值区切换，定值存储区指保护的flash或EEPROM，其余部分为保护的RAM区；
[0016]定值修改过程如下：
[0017]5)规定：需要修改的定值不能处于当前定值区，如当前定值区为#1，而修改定值处于定值区#3；
[0018]6)执行SelectEditSG#3操作，该操作将#3定值区的内容从定值存储区复制到定值编辑区；
[0019]7)在定值编辑区完成定值修改和逻辑校核；
[0020]8)最后，执行ConfirmEditSGValues操作，将定值编辑区内容写回定值存储区；定值区切换过程如下：
[0021]4)保护RAM中开辟两片独立的定值区，其定值项完全相同，但首指针不同，设当前定值区为#2，活动指针为A，保护依据指针A工作；
[0022]5)执行SelectActiveSG#1操作，将当前定值区切换为#1，此时，将#1定值区内容复制到指针B所指向的备用区域，完成定值校核并将新的定值区号写入定值存储区；
[0023]6)在下一个保护执行周期，将活动指针切换至指针B，而指针A则作为备用指针，保护依据指针B工作；
[0024]定值存储区中的存储的开关状态定值组，对切换定值组进行排序后，第一组进入切换区，第二组进入备用切换区，排在第三组和第三组后的定值组可进入修改区，保护方案一边执行一边更新，整个系统中多组保护定值有序执行。
[0025]本专利技术的有益效果在于：本专利技术大功率比异型机组混用场合的船舶保护系统，能够根据船舶运行工况切换多组保护定值，降低保护配置难度；针对大功率比异型机组混用场合，能够满足保护配置的灵敏性和选择性。
附图说明
[0026]图1为本专利技术大功率比异型机组混用场合的船舶保护系统结构示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例功率比异型机组混用场合的船舶电力系统网络结构示意图；
[0028]图3为本专利技术方法中有流、无流判别条件逻辑示意图；
[0029]图4为本专利技术方法中定值修改、定值区切换示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0031]如图1所示大功率比异型机组混用场合的船舶保护系统结构示意图。船舶保护系统分上中下三层，上层为电站控制层，通过站控层网络中CAN局总线与下保护执行层进行通讯，保护执行层是船舶保护系统主要的执行单元，将具体执行指令下发到电气层的执行元件，对电站的设备进行控制。本专利技术船舶保护系统主要包括保护执行层的综合保护装置、间隔合并单元、集控单元以及电站控制层的电站控制器构成。
[0032](1)综合保护装置：采集电气参数和开关状态并对其综合判别后形成状态信息；通过间隔合并单元与集控单元通信，将状态信息发送至集控单元，并接收从间隔合并单元来的集控单元下达的变参指令，执行保护动作输出；综合保护装置内预设多套保护方案，可根据集控单元下达的变参指令切换保护方案。
[0033](2)集控单元：本保护系统的决策中心；通过间隔合并单元与站内全部综保建立通信，生成站域内网络拓扑结构，并实时检测供电系统运行模式；根据综合保护装置上传的状态信息配置保护方案的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率比异型机组混用场合的船舶保护系统，其特征在于，分上中下三层，上层为电站控制层，通过站控层网络中CAN局总线与下保护执行层进行通讯，中层保护执行层是船舶保护系统执行单元，保护执行层将具体执行指令下发到下层电气层的执行元件，同时采集电气层的开关状态信息；保护执行层包括综合保护装置、间隔合并单元和集控单元；综合保护装置：内预设多套保护方案，根据集控单元下达的变参指令切换保护方案；采集电气参数和开关状态并对其综合判别后形成状态信息，通过间隔合并单元与集控单元通信，将状态信息发送至集控单元；并接收从间隔合并单元来的集控单元下达的变参指令，执行保护动作输出；集控单元：通过间隔合并单元与站内全部综合保护装置建立通信，生成站域内网络拓扑结构；根据综合保护装置上传的状态信息配置保护方案的启动条件，并下发切换保护方案指令至综合保护装置；与电站控制层的电站控制器通信，接收保护方案切换指令；间隔合并单元：作为集控单元与本地综合保护装置的通讯网关，将多台本地综合保护装置的状态信息合并转发至集控单元；接收集控单元的控制指令，同步转发至对应的本地综合保护装置。2.根据权利要求1所述大功率比异型机组混用场合的船舶保护系统，其特征在于，所述保护执行层网络采用光纤点对点与现场电气层通讯，间隔合并单元与各综合保护装置采用星型光纤连接，各间隔合并单元与集控单元采用星型光纤连接。3.根据权利要求1所述大功率比异型机组混用场合的船舶保护系统，其特征在于，所述综合保护装置综合判别后形成状态信息具体方法如下：电气参数判别：采集断路器输出端三相电流数据，通过三相电流幅值判断出最大、最小相电流幅值后，再结合最大相电流幅值、无流相电流幅值、额定电流综合评判出无流状态，结合最小相电流幅值、有流相电流幅值、...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵白鸽，钟毅滢，胡昱宙，胡荣辉，赵大成，肖杨婷，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零四研究所，
类型：发明
国别省市：