数字化变电站和传统变电站间光纤纵差保护同步采样方法技术

本发明专利技术公开了一种数字化变电站和传统变电站间光纤纵差保护采样同步方法，要解决的技术问题是实现采样同步。本发明专利技术的方法包括以下步骤：一、实现数字化变电站中的保护装置与间隔合并单元同步，二、数字化变电站和传统变电站之间的同步。本技术发明专利技术与现有技术相比，采用频率跟踪实现数字化变电站中保护装置和间隔合并单元之间的同步，利用乒乓原理，实现了数字化变电站和传统变电站之间的光纤纵差保护装置间的同步，从而使两站之间的光纤纵差保护实现成为可能，大大提高了电力系统运行的可靠性和安全性。

Synchronous sampling method of optical fiber differential protection between digital substation and traditional substation

The invention discloses a method for sampling and synchronizing optical fiber differential protection between a digital substation and a traditional substation, and the technical problem to be solved is to realize sampling synchronization. The method of the invention comprises the following steps: firstly, the protection device in the digital substation is synchronized with the interval merging unit, and the synchronization between the two digital substation and the traditional substation is realized. Compared with the prior art, the invention adopts frequency tracking technology, to achieve synchronization between the device and the interval of the merging unit protection in digital substation, using the principle of Ping Pong is realized between the longitudinal fiber digital substation and traditional substation synchronization between the differential protection device, so that the longitudinal fiber between two stations differential protection can be realized, greatly improved the safety and reliability of power system operation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高压电网继电保护的方法，特别是一种光纤纵联差动保护的采样方法。
技术介绍
在实现变电站自动化进程中，随着智能化电气的发展，特别是智能开关、电子式互 感器的出现，变电站自动化进入了数字化的新阶段。数字化变电站彻底解决电流互感器铁 芯中的磁通TA饱和问题以及二次电缆的交直流串扰问题，具有避免重复建设以及管理自 动化的优势，是变电站自动化的趋势。但数字化变电站的建设不能一蹴而就，在建设的过程 中必然出现某些线路的一侧是使用电子式互感器的数字化变电站，另外一侧是使用电磁式 互感器的传统变电站。目前通常采用纵联方向保护和纵联距离保护相配合来完成该类线路 的保护。电流差动继电器原理是建立在基尔霍夫定律基础上的，原理简单可靠，是理想的线 路保护方法。实现传统化变电站和数字化变电站之间的光纤纵差保护对于提高电力系统运 行的可靠性和安全性有着举足轻重的作用，但是传统变电站和数字化变电站之间的采样同 步是实现光纤纵差保护的难点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种数字化变电站和传统变电站间光纤纵差保护采样同步方法，要解决的技术问题是实现数字化变电站和传统变电站之间的采样同步。本专利技术采用以下技术方案一种，包括以下步骤一、实现数字化变电站中的保护装置与间隔合并单元同步数字化变电站中的电子式互感器周期采样，设置间隔合并单元的数据发送间隔是电子互感器采样率1以上的整数倍、保护装置定时器的定时中断与间隔合并单元的的数据发送间隔一致，微调保护装置定时收到间隔合并单元发送的一帧采样值数据，数据接收到的时刻在采样周期的一半^当连续两个周波，保护装置收到间隔合并单元发送的一帧采样值数据接 受时刻在0. 21 和0. 8Tmu之间，保护装置与间隔合并单元同步；若连续一周波不在0. 2Tmu和0. 8Tmu之间，进行闭锁保护；二、数字化变电站和传统变电站之间的同步传统变电站侧保护装置的定时中断周期为数字化变电站间隔合并单元的数据发送周期Tmu加上两站之间定时中断的时间差At ;采用乒乓算法交流量同步数字化变电站的额定时延是L，传统变 电站角度折算为时延T^传统变电站侧固定选取n个点以前的数据，传统变电站侧的数据 延时增加nT ，电子互感器的采样频率为T。t，数字化变电站取m点前的数据，实现两侧电气(n乙,，+TH， _Tdl)量之间的同步，其中m为，- 皿/2 d 本专利技术的保护装置是线路保护、变压器保护和母线保护装置。 本专利技术的电子互感器采样率是lOOOOHz，间隔合并单元的发送间隔为2000Hz。 本专利技术的微调保护装置定时中断的周期间隔合并单元发送数据的时间间隔是 Tmu，误差为Atd，保护装置设置两个不同的定时周期，一个周期为略小于间隔合并单元发送 数据的时间间隔Tny，另一个为略大于间隔合并单元发送数据的时间间隔Tny^，保护装 置接收到间隔合并单元数据时记录下此时定时中断的时间，保护装置此时定时中断的时间小于^下一个定时中断采用较大的时间间隔Tny^ ;若接收到数据时定时中断的时间计 数大于^下一个定时中断采用较长的时间间隔Trlymin。 本专利技术的数字化变电站间隔合并单元和保护装置通讯建立需要20ms时间进行同 步；所述间隔合并单元和保护装置未同步之前，闭锁差动保护，间隔合并单元和保护装置同 步之后，开放差动保护。 本专利技术的两站之间定时中断的时间差At为数字化变电站和传统变电站差动保 护装置收到对侧保护装置数据时，相对于本侧上一次中断开始的时间的差At = TM_TN。 本专利技术的两站保护装置通讯建立需要连续2周波A t ;两侧保护装置在同步过程 中，闭锁差动保护，两侧保护装置采样同步之后，开放差动保护。 本专利技术的连续2周波At不大于0.06ms。 本专利技术的数字化变电站的额定时延不超过3ms，角度折算为时延不超过3ms，传统 变电站侧固定选取不超过2个点以前的数据。 本专利技术的数字化变电站和传统变电站两侧的延时的分散性误差小于300us时，两 侧保护装置同步。 本技术专利技术与现有技术相比，采用频率跟踪实现数字化变电站中保护装置和间隔 合并单元之间的同步，利用乒乓原理，实现了数字化变电站和传统变电站之间的光纤纵差 保护装置间的同步，从而使两站之间的光纤纵差保护实现成为可能，大大提高了电力系统 运行的可靠性和安全性。附图说明 图1是数字化变电站和传统变电站间光纤纵差保护系统的结构框图。 图2是同步时差检测图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。 数字化变电站每条线路的间隔合并单元MU通过与电子式电流互感器ECT以及电 压合并单元通信，获得线路保护需要的三相电流Ia、Ib、Ic和电压Ua、Ub、Uc，以及抽取的电 压数据。同时线路保护、主变压器保护和母线保护装置通过过程层间隔交换机与间隔合并 单元按IEC61850-9-1/2标准通信，获取上述数据。本专利技术的方法基于IEC61850-9-l标准 实现。 传统变电站侧的线路保护的电流电压取自电磁式电流、电压互感器CT、PT， 二次回 路与常规变电站相同。光纤纵差保护的数字化变电站和传统变电站之间的光纤纵差保护装 置的关键是两侧电气量的同步，只有两侧电气量同步才能进行差动保护计算。如图l所示，光纤纵差保护系统中，电气量的同步分为三个层次 1、数字化变电站侧，电子式电流互感器ECT与电子式电压互感器EPT的同步； 2、数字化变电站中，保护装置与间隔合并单元的同步； 3、数字化变电站和传统变电站之间保护装置的同步。 在数字化变电站设计时，全站的数据采集同步信号来源于同一个时钟源，从而保 证了 ECT和EPT之间的数据完全同步。因而本专利技术的数字化变电站和传统变电站间的光纤 纵差保护考虑的是第二层次和第三层次的同步。保护装置包括线路保护、变压器保护和母 线保护。 根据以上原则，数字化变电站和传统变电站之间的光纤纵差保护装置的同步实施 步骤如下 —、数字化变电站中的保护装置与间隔合并单元同步 1、装设在数字化变电站中的电子式互感器为定周期采样，电子互感器的采样率与 间隔合并单元的数据发送间隔可以相同，也可以不同，后者是前者l以上的整数倍。假设电子互感器的采样周期为T。t，间隔合并单元的发送周期为Tmu， Tmu是T。t的整数倍。目前常用 的电子互感器采样率是10000Hz，即每周波200点，那么Tet为0. lms ;而间隔合并单元的发 送间隔以2000Hz居多，即每周波40点，即T皿为0. 5ms。 2、设置保护装置定时器的定时中断与数字化变电站中间隔合并单元的的数据发 送间隔一致，也为2000Hz，即周期为0. 5ms。 3、微调保护装置定时中断的周期，实现线路保护实时跟踪间隔合并单元的同步。 具体方法是假设间隔合并单元发送数据的时间间隔是Tmu，误差为Atd。保护装置设置两 个不同的定时周期，一个周期略小于间隔合并单元发送数据的时间间隔1 ，记为Tn一n，另一个略大于间隔合并单元发送数据的时间间隔Tmu，记为Trlymax。保护装置接收到间隔合并单元数据时记录下此时定时中断的时间，保护装置此时定时中断的时间小于Y那么下一个定时中断采用较大的时间间隔Trlymax ;如果接收到数据时定时中断的时间计数大于^ 那么下一个定时中断采用较长的时间间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字化变电站和传统变电站间光纤纵差保护同步采样方法，包括以下步骤：一、实现数字化变电站中的保护装置与间隔合并单元同步：数字化变电站中的电子式互感器周期采样，设置间隔合并单元的数据发送间隔是电子互感器采样率１以上的整数倍、保护装置定时器的定时中断与间隔合并单元的的数据发送间隔一致，微调保护装置定时收到间隔合并单元发送的一帧采样值数据，数据接收到的时刻在采样周期的一半Ｔ↓［ｍｕ］／２当连续两个周波，保护装置收到间隔合并单元发送的一帧采样值数据接受时刻在０．２Ｔ↓［ｍｕ］和０．８Ｔ↓［ｍｕ］之间，保护装置与间隔合并单元同步；若连续一周波不在０．２Ｔ↓［ｍｕ］和０．８Ｔ↓［ｍｕ］之间，进行闭锁保护；二、数字化变电站和传统变电站之间的同步：传统变电站侧保护装置的定时中断周期为数字化变电站间隔合并单元的数据发送周期Ｔ↓［ｍｕ］加上两站之间定时中断的时间差Δｔ；采用乒乓算法交流量同步：数字化变电站的额定时延是Ｔ↓［ｄ１］，传统变电站角度折算为时延Ｔ↓［ｄ２］，传统变电站侧固定选取ｎ个点以前的数据，传统变电站侧的数据延时增加ｎＴ↓［ｍｕ］，电子互感器的采样频率为Ｔ↓［ｃｔ］，数字化变电站取ｍ点前的数据，实现两侧电气量之间的同步，其中ｍ为：ｍ＝（ｎＴ↓［ｍｕ］＋Ｔ↓［ｄ２］－Ｔ↓［ｄ１］）／Ｔ↓［ｃｔ］。...

【技术特征摘要】
一种数字化变电站和传统变电站间光纤纵差保护同步采样方法，包括以下步骤一、实现数字化变电站中的保护装置与间隔合并单元同步数字化变电站中的电子式互感器周期采样，设置间隔合并单元的数据发送间隔是电子互感器采样率1以上的整数倍、保护装置定时器的定时中断与间隔合并单元的的数据发送间隔一致，微调保护装置定时收到间隔合并单元发送的一帧采样值数据，数据接收到的时刻在采样周期的一半当连续两个周波，保护装置收到间隔合并单元发送的一帧采样值数据接受时刻在0.2Tmu和0.8Tmu之间，保护装置与间隔合并单元同步；若连续一周波不在0.2Tmu和0.8Tmu之间，进行闭锁保护；二、数字化变电站和传统变电站之间的同步传统变电站侧保护装置的定时中断周期为数字化变电站间隔合并单元的数据发送周期Tmu加上两站之间定时中断的时间差Δt；采用乒乓算法交流量同步数字化变电站的额定时延是Td1，传统变电站角度折算为时延Td2，传统变电站侧固定选取n个点以前的数据，传统变电站侧的数据延时增加nTmu，电子互感器的采样频率为Tct，数字化变电站取m点前的数据，实现两侧电气量之间的同步，其中m为 <mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mo>(</mo><msub> <mi>nT</mi> <mi>mu</mi></msub><mo>+</mo><msub> <mi>T</mi> <mrow><mi>d</mi><mn>2</mn> </mrow></msub><mo>-</mo><msub> <mi>T</mi> <mrow><mi>d</mi><mn>1</mn> </mrow></msub><mo>)</mo> </mrow> <msub><mi>T</mi><mi>ct</mi> </msub></mfrac><mo>.<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兆云，刘宏君，俞伟国，
申请(专利权)人：深圳南瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]