本发明专利技术公开了一种应用于智能化变电站的数字化母差保护系统，包括：用于将采集的保护母线的数据进行逻辑计算，并实现母线超负载保护功能的母差保护主机；用于模拟量数据的采集，通过光纤传至母差保护主机装置的母差保护子机；用于将接收到一次设备的模拟量通过自身转化为数字量进行发送至母差保护主机的合并单元；用于接收母差保护主机的保护命令，并将接收到的命令自身完成断路器的跳闸功能的智能终端；所述母差保护主机分别通过光纤与母差保护子机、智能终端和合并单元连接。本发明专利技术方便配置和扩展，大容量数据交互及低功耗，整机各CPU板同步精度高，全面支持插值同步与多种时钟同步，电网运行可靠性高，工作效率高，投资小。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能化变电站改造
，特别涉及应用于智能化变电站改造工程中的数字化母差保护系统及时钟同步方法。
技术介绍
随着智能化变电站建设的进一步推广以及数字化保护的广泛应用，数字化保护在智能化变电站建设以及改造中的工程应用是智能变电站建设重点之一。数字化母线保护以其保护范围及应用条件的重要性与特殊性，在智能化变电站的工程应用中占有极其重要的地位。由于智能化变电站采用光纤传输数字信息，大大减少了变电站内电缆接线工作，缩短安装、调试周期，并可实现继电保护装置及二次回路在线监测，为开展继电保护状态检修提供可靠技术保障。330kV延安变是由原常规变电站改造为智能化变电站，依照停电检修计划的安排，此次智能化改造共分为六个阶段完成，对于母差保护的改造，若将停电改造的设备接入新的智能化设备，未进行改造的设备无法接入新的智能化设备，母线保护将无法继续运行。同时，数字化母差保护在智能化变电站改造过程中还将面临以下问题1、数字化母差的大容量数据接入问题；2、数字化母差的功耗及温升问题；3、数字化母差的采样同步问题；4、母差保护智能化改造过程优化及测试验证问题；5、母差保护智能化改造配置文件管理问题。
技术实现思路
针对330kV延安变智能化改造的具体情况，本专利技术提出了一种应用于智能化变电站的母差保护系统，采用主机+子机共用的方式进行智能化改造，确保改造期间母线不失去保护运行。本专利技术的目的是通过下述技术方案来实现的。应用于智能化变电站的数字化母差保护系统，该系统包括母差保护主机，用于将母差保护子机采集的保护母线的模拟量或数字量数据进行逻辑计算，并实现母线超负载保护功能；母差保护子机，用于模拟量数据的采集，通过光纤传至母差保护主机装置；合并单元，用于将接收到一次设备的模拟量通过自身转化为数字量进行发送至母差保护主机；智能终端，用于接收母差保护主机的保护命令，并将接收到的命令自身完成断路器的跳闸功能；所述母差保护主机分别通过光纤与母差保护子机、智能终端和合并单元连接。进一步地，本专利技术系统中所述母差保护子机采取BP-2C-D母差保护子机。所述智能终端采取NSR351D智能终端。所述合并单元采取NS3261合并单元。所述母差保护主机接入2-32路智能终端、合并单元和母差保护子机。相应地，本专利技术还给出了数字化母差保护系统的时钟同步方法，方法包括母差保护主机、母差保护子机、合并单元和智能终端中的一个或多个装置分别与间隔层网络交换机对时，各间隔层网络交换机分别与站控层网络交换机对时，同时站控层网络交换机与主时钟源对时，完成系统对时，从而实现整个系统IEEE1588对时。进一步地，本专利技术所述方法中所述时钟源包括与GPS天线和BD天线相连的主时钟源和与GPS天线和BD天线相连的相连的备用时钟源，主时钟源和备用时钟源分别通过光纤B码与IEEE1588扩展时钟对时，IEEE1588扩展时钟分别与站层网络交换机网络交换机对时。所述主时钟源与备用时钟源的报文交互过程为I)主时钟源向所有相连的备用时钟源发送Sync报文，同时产生一个基于主时钟的本地时钟的时间戳Tmi，该时间为主时钟发送Sync报文的时间；2)备用时钟接收到Sync报文并产生一个基于备用时钟的本地时钟的时间戳TS1，该时间为备用时钟接收Sync报文的时间；3)主时钟把上一个Sync报文的发送时间Tmi加入到Follow_Up报文中并发送给备用时钟；从时钟开始发送一个Delay_Req报文给主时钟，同时产生一个基于备用时钟的本地时钟的时间戳Ts2，该时间为备用时钟发送DeIay_Req报文的时间；4)主时钟接收到Delay_Req报文,产生一个基于主时钟的本地时钟的时间戳TM2，该时间为主时钟接收到Delay_Req报文的时间；5)主时钟把Tm2时间放入到Delay_Resp报文中并发送给备用时钟，完成一个完整的报文交互。本专利技术和现有技术相比，具有如下优点I).本专利技术适用于IOOOkV及以下电压等级，包括单母线、单母分段、双母线、双母单分段、双母双分段(一套装置内实现)以及3/2接线在内的各种主接线方式，主接线更改可通过配置完成。最大支持主接线规模为32个支路(线路、元件和联络开关)；2).统一的硬件和软件平台，实现了硬件的标准化、模块化，软件的组态化，方便配置和扩展；3).基于千兆LVDS总线架构和专用传输协议处理技术，实现数据分类处理，实现母线保护装置的大容量数据交互及低功耗设计；4) . LVDS校时总线，通过校时主板的校时，整机各CPU板同步精度可达到O.1us ；5).全面支持插值同步与多种时钟同步方式(秒脉冲、B码、IEEE 1588)。6).改造过程不影响全站的保护运行方式及负荷分配，且适用于各种主接线方式；7).减少了改造期间设备的停电时间，被改造的设备仅需停电一次，母差保护退出时间较短，电网运行可靠性高；8).降低施工难度，提高工作效率；投资较小，仅需增加子机屏柜。本专利技术在国网系统内330kV电压等级的智能化变电站改造工程中首次成功应用，现场改造期间成功制定科学、合理的停电改造技术方案，为常规变电站的智能化变电站改造工程提出了一种安全、可靠的思路和方案。附图说明图1是本专利技术系统接线示意图。图2是本专利技术IEEE 1588时钟同步方案示意图。图3是本专利技术主时钟与从时钟的报文交互过程图。具体实施例方式下面通过实施例及附图对本专利技术做进一步详细说明。如图1所示，本专利技术应用于智能化变电站的数字化母差保护系统，该系统包括母差保护主机，用于将保护母线的模拟量或数字量采集的数据进行逻辑计算，并实现母线超负载保护功能；母差保护子机，用于模拟量数据的采集，将CT、PT的电流、电压采集后，通过光纤传至母差保护主机装置；智能终端，用于接收母差保护主机装置保护的命令，并将接收到的命令自身完成断路器的跳闸功能；合并单元，用于接收电流、电压量，将接收到的模拟量通过自身转化为数字量进行发送至各保护装置；上述母差保护主机分别通过光纤与母差保护子机、智能终端和合并单元连接。母差保护主机可接入2-32路由智能终端、合并单元和母差保护子机采集的模拟量或数字量。本系统中，母差保护子机采取BP-2C-D母差保护子机。母差保护子机通过交流采集板采集多间隔交流采样数据，交流采样进行AD转换后发送给SV通讯接口板进行处理，SV通讯接口板对接收的交流采样数据进行合并同步，并根据MU配置文件将母差保护主机需要的交流采样数据打包后发送给母差保护主机，并通过指定的光纤接口及光纤连线将交流采样值以IEC61850-9-2规约报文发送给母差保护主机。本专利技术母差保护子机作为数字化母差保护改造过程中的重要组成部分，主要完成多间隔的数据采集处理以及与母差保护主机的信息交互。其硬件构成包括交流采样板、开入板、开出板、SV通讯接口板、GOOSE接口板、电源板。采用多核CPU，内部采用1000M高速LVDS总线。合理划分板件功能，把计算量合理地分配到各板件，充分利用分布式计算的优势，实现高性能。单台母差保护子机可实现多达12路间隔的交流采样以及开入开出功能。支持IEEE1588同步对时功能，在不依赖于外部时钟条件下，与母差保护主机配合完成交流采样的同步与装置对时功能。其功能如下1、完成多间隔交流采样及同步，通过直连光纤将交流采样本文档来自技高网...
【技术保护点】
应用于智能化变电站的数字化母差保护系统，其特征在于，该系统包括：母差保护主机，用于将母差保护子机采集的保护母线的模拟量或数字量数据进行逻辑计算，并实现母线超负载保护功能；母差保护子机，用于模拟量数据的采集，通过光纤传至母差保护主机装置；合并单元，用于将接收到一次设备的模拟量通过自身转化为数字量进行发送至母差保护主机；智能终端，用于接收母差保护主机的保护命令，并将接收到的命令自身完成断路器的跳闸功能；所述母差保护主机分别通过光纤与母差保护子机、智能终端和合并单元连接。
【技术特征摘要】
1.应用于智能化变电站的数字化母差保护系统，其特征在于，该系统包括 母差保护主机，用于将母差保护子机采集的保护母线的模拟量或数字量数据进行逻辑计算，并实现母线超负载保护功能； 母差保护子机，用于模拟量数据的采集，通过光纤传至母差保护主机装置； 合并单元，用于将接收到一次设备的模拟量通过自身转化为数字量进行发送至母差保护主机； 智能终端，用于接收母差保护主机的保护命令，并将接收到的命令自身完成断路器的跳闸功能; 所述母差保护主机分别通过光纤与母差保护子机、智能终端和合并单元连接。2.根据权利要求1所述的应用于智能化变电站的数字化母差保护系统，其特征在于，所述母差保护子机采取BP-2C-D母差保护子机。3.根据权利要求1所述的应用于智能化变电站的数字化母差保护系统，其特征在于，所述智能终端采取NSR351D智能终端。4.根据权利要求1所述的应用于智能化变电站的数字化母差保护系统，其特征在于，所述合并单元采取NS3261合并单元。5.根据权利要求1所述的应用于智能化变电站的数字化母差保护系统，其特征在于，所述母差保护主机接入2-32路智能终端、合并单元和母差保护子机。6.基于权利要求1所述的数字化母差保护系统的时钟同步方法，其特征在于，包括以下步骤 母差保护主机、母差保护子机、合并单元和智能终端中的一个或多个装置分别与间隔层网络交换机对时，各间隔层网络交换机分别与站控层网络交换机对时，同时站控层网络交换...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，汤安，刘英英，陈锐，曹伟，宜鑫，许永锋，庞建岭，
申请(专利权)人：延安供电局，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：
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