一種輸電線路繼電保護行波測距一體化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電網(wǎng)保護及自動化技術(shù)，尤其涉及一種輸電線路繼電保護行波測距一體化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓及超高壓輸電線路通常采用兩類方法進行故障測距:阻抗測距方法和行波測距方法。阻抗測距方法基于穩(wěn)態(tài)量和阻抗原理，具有較好的魯棒性，但容易受到系統(tǒng)運行方式、過渡電阻、衰減直流分量和測量誤差的影響，難以實現(xiàn)精確的故障定位。行波測距方法是利用電流或電壓行波進行故障測距的方法，具有不受過渡電阻影響、不受CT飽和影響、不受系統(tǒng)振蕩影響、不受長線分布電容影響、測距精度高等優(yōu)點，但行波測距方法均存在易受干擾、易誤啟動的問題。因此，有必要根據(jù)兩類方法的特點進行綜合利用，取長補短，優(yōu)勢互補，但目前阻抗測距方法和行波測距方法分別是由不同的裝置來實現(xiàn)，例如輸電線路保護裝置或故障錄波器通常只采用阻抗測距方法，而行波測距裝置則采用行波測距方法，未能實現(xiàn)兩種測距方法在同一裝置中的集成。
[0003]另外，目前行波測距裝置是按站配置，由一套行波測距裝置監(jiān)視該站的所有重要線路，這與線路保護按線路間隔成套配置的模式有顯著的不同，如圖1所示。由于目前行波測距裝置缺乏規(guī)范統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲格式和通信規(guī)約，導(dǎo)致不同廠家的行波測距裝置不能實現(xiàn)測距配合和信息交互，且波形分析和站間通信通常都依賴于工控機，從而導(dǎo)致了如下幾個方面的不足:(I)未在線路兩端配備相同廠家行波測距裝置的線路不能實現(xiàn)雙端行波測距(例如圖1中的AC線路)，降低了雙端行波測距功能的覆蓋率；(2)按站配置的模式容易導(dǎo)致電網(wǎng)按區(qū)域被某一家行波測距產(chǎn)品所壟斷，不利于產(chǎn)品競爭和技術(shù)發(fā)展；(3)行波測距裝置和所需的工控機通常需要專門配置行波測距屏，因此增加了屏位占用；(4)依賴于工控機的模式增加了工程造價，降低了系統(tǒng)可靠性。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實用新型提供了一種輸電線路繼電保護行波測距一體化裝置，該裝置以輸電線路保護裝置為基礎(chǔ)，增加了行波測距相關(guān)的軟硬件模塊，裝置可同時實現(xiàn)輸電線路保護功能、阻抗法測距功能及行波測距功能。
[0005]為達到上述目的，本實用新型實施例的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種輸電線路繼電保護行波測距一體化裝置，其特征在于:所述裝置是在輸電線路繼電保護裝置的軟硬件基礎(chǔ)上，保持裝置的對外硬件接口不變，增加行波測距相關(guān)的硬件模塊，組成的一體化裝置包含:
[0006]包含工頻信號傳變回路和行波信號傳變回路的交流輸入插件，
[0007]用于工頻信號采集和繼電保護計算的保護DSP插件，
[0008]用于行波信號采集和行波故障測距計算的行波DSP插件，
[0009]用于與線路對端裝置進行信息交互的站間通信插件，
[0010]包含裝置管理、對時接口、文件存儲和網(wǎng)絡(luò)通信的管理CPU插件，
[0011]用于開關(guān)量輸入輸出的插件，以及電源插件；
[0012]以上插件通過裝置的背板總線進行連接，背板總線包括:電源總線、模擬量總線、數(shù)據(jù)總線；交流輸入插件的工頻信號經(jīng)模擬量總線輸入到保護DSP插件，行波信號經(jīng)模擬量總線輸入到行波DSP插件，保護DSP插件完成傳統(tǒng)的繼電保護功能和阻抗法故障測距功能，行波DSP插件完成行波信號采集和行波法故障測距功能，兩類信號的故障波形和故障測距結(jié)果經(jīng)數(shù)據(jù)總線傳入管理CPU進行本地存儲，站間通信插件實現(xiàn)線路差動保護、阻抗法雙端測距、行波法雙端測距所需的站間數(shù)據(jù)交換，網(wǎng)絡(luò)通信接口實現(xiàn)故障波形、測距結(jié)果和繼電保護信息的站內(nèi)通信功能。
[0013]上述方案中:本裝置不改變輸電線路繼電保護典型裝置的交流輸入插件的輸入接口，只是在交流輸入插件中增加傳變電流行波的回路，該回路線性范圍限定在能有效反應(yīng)電流行波的范圍內(nèi)，輸出的行波信號經(jīng)裝置背板輸入到行波DSP插件進行高速采集。
[0014]上述方案中:采用行波DSP插件實現(xiàn)行波信號高速采集、循環(huán)數(shù)據(jù)緩存、行波啟動判據(jù)計算、行波波形分析和行波故障測距功能；行波DSP插件主要包括:信號調(diào)理回路、FPGA芯片、FPGA控制的高速多路選擇開關(guān)芯片和單通道高速AD芯片、浮點DSP芯片、DSP外掛的DDR3內(nèi)存芯片。
[0015]上述方案中:行波雙端測距所需的與線路對端裝置的信息交換是通過繼電保護裝置已有站間通信插件實現(xiàn)，站間通信插件將行波站間通信信息通過裝置數(shù)據(jù)總線向行波DSP插件輸入或輸出。
[0016]上述方案中:行波測距相關(guān)的管理通信功能通過繼電保護裝置已有的管理CPU插件實現(xiàn)，行波測距相關(guān)的管理通信功能包括:行波錄波功能、行波啟動事件記錄功能、故障測距結(jié)果管理功能、行波自檢告警管理功能、行波測距信息的IEC61850通信功能利用，這些信息由行波DSP插件通過裝置數(shù)據(jù)總線傳輸給管理CPU插件。
[0017]上述方案中:裝置采用標(biāo)準(zhǔn)的COMTRADE1999格式將故障波形和測距結(jié)果保存在管理CPU的本地存儲介質(zhì)中，采用標(biāo)準(zhǔn)的IEC61850通信規(guī)約和以太網(wǎng)通信接口與站內(nèi)的管理系統(tǒng)通信，文件存儲和網(wǎng)絡(luò)通信均無需依賴于外部工控機。
[0018]本實用新型的有益效果是:本實用新型裝置可為被監(jiān)測的線路同時提供阻抗測距方法和行波測距方法，有利于兩類測距算法的優(yōu)勢互補；該裝置按線路間隔成套配置，線路兩側(cè)的裝置具有兼容的測量特性和通信規(guī)約，因此可實現(xiàn)雙端法的阻抗法測距和行波法測距，從而可提高故障測距的精度；采用該一體化裝置后，無需再專門配置集中式的行波測距裝置和屏柜，因此可簡化PT、CT 二次回路布線、降低二次回路負載，可節(jié)省廠站的屏柜空間和設(shè)備投資；該裝置實現(xiàn)行波測距功能無需依賴外部工控機，因此可提高系統(tǒng)可靠性；另夕卜，本實用新型裝置同時適宜于新站建設(shè)和舊站改造，其按間隔配置的模式有利于避免行波測距產(chǎn)品形成區(qū)域壟斷模式，有利于行波測距產(chǎn)品競爭和技術(shù)發(fā)展。
【附圖說明】
[0019]圖1為當(dāng)前模式線路保護和行波測距裝置配置示意圖；
[0020]圖2為本實用新型裝置應(yīng)用場景示意圖；
[0021]圖3為本實用新型裝置功能模塊示意圖；
[0022]圖4為本實用新型實施例裝置功能插件示意圖；
[0023]圖5為本實用新型實施例行波DSP插件功能模塊示意圖；
【具體實施方式】
[0024]本實用新型實施例提供了一種輸電線路繼電保護行波測距一體化裝置，該裝置的應(yīng)用場景示意圖如圖2所示。該裝置以輸電線路保護裝置的軟硬件模塊為基礎(chǔ)，增加了行波測距相關(guān)的軟硬件模塊，裝置的軟硬件功能模塊示意圖如圖3所示。
[0025]本實用新型實施例的【具體實施方式】如下:
[0026]本實用新型所述裝置是在輸電線路繼電保護裝置的軟硬件基礎(chǔ)上，保持裝置的對外硬件接口不變，增加行波測距相關(guān)的硬件模塊和軟件模塊，裝置同時實現(xiàn)輸電線路繼電保護功能和行波測距功能。行波測距功能完全由一體化裝置自身實現(xiàn)，無需依賴于外部工控機。
[0027]本實用新型所述裝置采用標(biāo)準(zhǔn)嵌