專利名稱：雙重化保護(hù)動作一致性監(jiān)測裝置和監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能變電站，尤其涉及一種智能變電站內(nèi)驗(yàn)證兩套保護(hù)動作是否一致的監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
目前，220KV及以上變電站均配有雙重化保護(hù)，但是沒有動作一致性檢查裝置，錄波器可以接入雙重化保護(hù)的模擬量和開關(guān)量，但是沒有做動作一致性判斷。電網(wǎng)中高壓和超高壓變電站一般是樞紐點(diǎn)，它運(yùn)行的可靠和安全與否直接關(guān)系到整個電網(wǎng)的安全運(yùn)行。在出現(xiàn)故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，是否能迅速、準(zhǔn)確的判斷出事故原因，這對整個系統(tǒng)的安全運(yùn)行有著重大影響。為了能迅速、準(zhǔn)確地查找出故障，故障診斷越來越受到重視。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙重化保護(hù)動作一致性監(jiān)測裝置，能夠幫助運(yùn)維人員快速排除是否是保護(hù)裝置自身的原因而引發(fā)的故障，提供有效的依據(jù)。本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:一種雙重化保護(hù)動作一致性監(jiān)測裝置，包括光模塊，用于接收雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量、開關(guān)變位輸出量和與后臺監(jiān)控的通信數(shù)據(jù)；處理模塊，用于對光模塊的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后輸出；
以太網(wǎng)傳輸模塊，用于將處理模塊的輸出數(shù)據(jù)傳輸；后臺處理報(bào)警模塊，用于接收以太網(wǎng)傳輸模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并分析處理后進(jìn)行報(bào)警。所述的雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量是合并單元的輸出量，合并單元通過光纖與光模塊連接；所述的雙重化保護(hù)裝置與GOOSE網(wǎng)絡(luò)連接，GOOSE網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)的鏡像端口光纖與光模塊連接；所述的后臺監(jiān)控的站控層的交換機(jī)的鏡像端口通過光纖與光模塊連接。
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雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量為SV報(bào)文，開關(guān)變位輸出量為GOOSE報(bào)文，后臺監(jiān)控的輸出量為麗S報(bào)文。所述的處理模塊為FPGA。還包括有B碼對時(shí)接口，B碼對時(shí)接口與所述的FPGA連接。根據(jù)所述的雙重化保護(hù)動作一致性監(jiān)測裝置實(shí)現(xiàn)的監(jiān)測方法，包括以下步驟:
(I)、實(shí)時(shí)采集雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量、開關(guān)變位輸出量和后臺監(jiān)控的輸出量；
(2)、從雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量即合并單元的輸出量中解析出模擬量的實(shí)時(shí)瞬時(shí)值，通過計(jì)算獲取實(shí)時(shí)有效值；從開關(guān)變位輸出量中解析出保護(hù)裝置的開關(guān)量變位信息；
(3)、以時(shí)間對齊，比較兩套測控裝置的輸入量和輸出量，判斷兩套測控裝置是否一致，當(dāng)有效值差率大于規(guī)定的閥值，發(fā)出告警。所述的雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量為SV報(bào)文，開關(guān)變位輸出量為GOOSE報(bào)文，后臺監(jiān)控的輸出量為麗S報(bào)文。所述的步驟(2)中是通過處理模塊實(shí)現(xiàn)，所述處理模塊為FPGA，其采用全并行處理方式，過濾非SV報(bào)文、非GOOSE報(bào)文和非MMS報(bào)文；FPGA通過B碼對時(shí)接口給SV報(bào)文打上時(shí)間戳，使兩個保護(hù)裝置的SV報(bào)文時(shí)間一致。所述的步驟(2)中FPGA計(jì)算獲取實(shí)時(shí)有效值是通過滑窗計(jì)算獲取實(shí)時(shí)有效值。所述的雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量是合并單元的輸出量，合并單元通過光纖與光模塊連接；所述的雙重化保護(hù)裝置與GOOSE網(wǎng)絡(luò)連接，GOOSE網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)的鏡像端口光纖與光模塊連接；所述的后臺監(jiān)控的站控層的交換機(jī)的鏡像端口通過光纖與光模塊連接。本發(fā)明通過對雙重化保護(hù)裝置的輸入、輸出量進(jìn)行實(shí)時(shí)采集監(jiān)控，然后進(jìn)行分析對比雙重化保護(hù)的輸入輸出信息，在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，判斷同一間隔內(nèi)兩套保護(hù)動作是否一致，輔助繼保人員分析故障原因，能幫助運(yùn)維人員快速排除是否是保護(hù)自身的原因而引發(fā)的故障，提供有效的依據(jù)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的使用原理圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明一種雙重化保護(hù)動作一致性監(jiān)測裝置，包括光模塊、處理模塊、以太網(wǎng)傳輸模塊、后臺處理報(bào)警模塊，所述的光模塊用于采集雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量、開關(guān)變位輸出量和 與后臺監(jiān)控的通信數(shù)據(jù)；所述的處理模塊用于對光模塊的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后輸出；所述的以太網(wǎng)傳輸模塊用于將處理模塊的輸出數(shù)據(jù)傳輸；所述的后臺處理報(bào)警模塊用于接收以太網(wǎng)傳輸模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并分析處理后進(jìn)行報(bào)警。所述的雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量是合并單元的輸出量，合并單元通過光纖與光模塊連接；所述的雙重化保護(hù)裝置與GOOSE網(wǎng)絡(luò)連接，GOOSE網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)的鏡像端口光纖與光模塊連接；所述的后臺監(jiān)控的站控層的交換機(jī)的鏡像端口通過光纖與光模塊連接。雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量為SV報(bào)文，開關(guān)變位輸出量為GOOSE報(bào)文，后臺監(jiān)控的輸出量為麗S報(bào)文。所述的處理模塊為FPGA，B碼對時(shí)接口與所述的FPGA連接。本發(fā)明還提供了一種雙重化保護(hù)動作一致性監(jiān)測方法，包括以下步驟:(I)、實(shí)時(shí)采集雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量、開關(guān)變位輸出量和后臺監(jiān)控的通信報(bào)文；
(2)、從雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量即合并單元的輸出量中解析出模擬量的實(shí)時(shí)瞬時(shí)值，通過計(jì)算獲取實(shí)時(shí)有效值；從開關(guān)變位輸出量中解析出保護(hù)裝置的開關(guān)量變位信息；
(3)、以時(shí)間對齊，比較兩套測控裝置的輸入量和輸出量，判斷兩套測控裝置是否一致，當(dāng)有效值差率大于規(guī)定的閥值，發(fā)出告警。其中所述的雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量為SV報(bào)文，開關(guān)變位輸出量為GOOSE報(bào)文，后臺監(jiān)控的輸出量為MMS報(bào)文。所述的雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量是合并單元的輸出量，合并單元通過光纖與光模塊連接；所述的雙重化保護(hù)裝置與GOOSE網(wǎng)絡(luò)連接，GOOSE網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)的鏡像端口光纖與光模塊連接；所述的后臺監(jiān)控的站控層的交換機(jī)的鏡像端口通過光纖與光模塊連接。所述的步驟(2)中是通過處理模塊實(shí)現(xiàn)，所述處理模塊為FPGA，其采用全并行處理方式，過濾非SV報(bào)文、非GOOSE報(bào)文和非麗S報(bào)文(每種報(bào)文均有特定的標(biāo)志字和特定的格式);FPGA通過B碼對時(shí)接口給SV報(bào)文打上時(shí)間戳，使兩個保護(hù)裝置的SV報(bào)文時(shí)間一致。所述的步驟(2)中FPGA計(jì)算獲取實(shí)時(shí)有效值是通過滑窗計(jì)算獲取實(shí)時(shí)有效值。本發(fā)明采用光模塊接收所有的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，經(jīng)FPGA芯片預(yù)處理，并打上時(shí)間戳，再通過以太網(wǎng)芯片發(fā)送給CPU核心板進(jìn)行軟件分析與處理，其中FPGA具有過濾功能，把非SV、GOOSE和MMS報(bào)文直接丟棄；FPGA采用全并行處理方式，不會產(chǎn)生串行處理方式帶來的時(shí)間滯后問題。FPGA監(jiān)視兩套保護(hù)裝置的輸入輸出信息:對兩套保護(hù)裝置的模擬量(SV報(bào)文)輸入、開關(guān)變位(G00SE報(bào)文)輸出和后臺監(jiān)控(MMS報(bào)文)輸出的實(shí)時(shí)采集，從SV報(bào)文中解析出模擬量的實(shí)時(shí)瞬時(shí)值，通過計(jì)算獲取實(shí)時(shí)有效值，以獲取兩套保護(hù)裝置的模擬量輸入；從GOOSE報(bào)文中解析出保護(hù)的開關(guān)量變位信息后發(fā)送給后臺處理報(bào)警模塊，后臺處理報(bào)警模塊通過對輸入和輸出信息的自動比較，以判定兩套保護(hù)動作是否一致，若超出閾值，則發(fā)出告警信號，對于每種告警，均會把前后一段時(shí)間的報(bào)文以文件方式進(jìn)行保存，形成告警暫態(tài)文件。在運(yùn)行過程中，可以實(shí)時(shí)查看相關(guān)的數(shù)據(jù)，如總共接收到多少數(shù)據(jù)包、數(shù)據(jù)包速率、數(shù)據(jù)包總流量、實(shí)時(shí)模擬量波形、相角圖、開關(guān)量狀態(tài)等。其中同一臺合并單元必須能保證發(fā)送給保護(hù)設(shè)備和本裝置的的SV報(bào)文數(shù)據(jù)完全一致，目前國內(nèi)多數(shù)廠·家的合并單元均能保證數(shù)據(jù)的一致性。
權(quán)利要求
1.一種雙重化保護(hù)動作一致性監(jiān)測裝置，其特征在于:包括光模塊，用于接收雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量、開關(guān)變位輸出量和與后臺監(jiān)控的通信數(shù)據(jù)； 處理模塊，用于對光模塊的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后輸出； 以太網(wǎng)傳輸模塊，用于將處理模塊的輸出數(shù)據(jù)傳輸； 后臺處理報(bào)警模塊，用于接收以太網(wǎng)傳輸模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并分析處理后進(jìn)行報(bào)警； 所述的雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量是合并單元的輸出量，合并單元通過光纖與光模塊連接；所述的雙重化保護(hù)裝置與GOOSE網(wǎng)絡(luò)連接，GOOSE網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)的鏡像端口光纖與光模塊連接；所述的后臺監(jiān)控的站控層的交換機(jī)的鏡像端口通過光纖與光模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙重化保護(hù)動作一致性監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量為SV報(bào)文，開關(guān)變位輸出量為GOOSE報(bào)文，后臺監(jiān)控的輸出量為麗S報(bào)文。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙重化保護(hù)動作一致性監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的處理模塊為FPGA。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙重化保護(hù)動作一致性監(jiān)測裝置，其特征在于:還包括有B碼對時(shí)接口，B碼對時(shí)接口與所述的FPGA連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙重化保護(hù)動作一致性監(jiān)測裝置實(shí)現(xiàn)的監(jiān)測方法，其特征在于:包括以下步驟:(1)、實(shí)時(shí)采集雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量、開關(guān)變位輸出量和后臺監(jiān)控的輸出量； (2)、從雙重化保護(hù)裝置的模擬輸 入量即合并單元的輸出量中解析出模擬量的實(shí)時(shí)瞬時(shí)值，通過計(jì)算獲取實(shí)時(shí)有效值；從開關(guān)變位輸出量中解析出保護(hù)裝置的開關(guān)量變位信息； (3)、以時(shí)間對齊，比較兩套測控裝置的輸入量和輸出量，判斷兩套測控裝置是否一致，當(dāng)有效值差率大于規(guī)定的閥值，發(fā)出告警。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙重化保護(hù)動作一致性監(jiān)測方法，其特征在于:雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量為SV報(bào)文，開關(guān)變位輸出量為GOOSE報(bào)文，后臺監(jiān)控的輸出量為麗S報(bào)文。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙重化保護(hù)動作一致性監(jiān)測方法，其特征在于:所述的步驟(2)中是通過處理模塊實(shí)現(xiàn)，所述處理模塊為FPGA，其采用全并行處理方式，過濾非SV報(bào)文、非GOOSE報(bào)文和非麗S報(bào)文；FPGA通過B碼對時(shí)接口給SV報(bào)文打上時(shí)間戳，使兩個保護(hù)裝置的SV報(bào)文時(shí)間一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙重化保護(hù)動作一致性監(jiān)測方法，其特征在于:所述的步驟(2)中FPGA計(jì)算獲取實(shí)時(shí)有效值是通過滑窗計(jì)算獲取實(shí)時(shí)有效值。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至9所述的雙重化保護(hù)動作一致性監(jiān)測方法，其特征在于:所述的雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量是合并單元的輸出量，合并單元通過光纖與光模塊連接；所述的雙重化保護(hù)裝置與GOOSE網(wǎng)絡(luò)連接，GOOSE網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)的鏡像端口光纖與光模塊連接；所述的后臺監(jiān)控的站控層的交換機(jī)的鏡像端口通過光纖與光模塊連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙重化保護(hù)動作一致性監(jiān)測裝置，包括光模塊，用于接收雙重化保護(hù)裝置的模擬輸入量、開關(guān)變位輸出量和與后臺監(jiān)控的通信數(shù)據(jù)，處理模塊，用于對光模塊的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后輸出；以太網(wǎng)傳輸模塊，用于將處理模塊的輸出數(shù)據(jù)傳輸；后臺處理報(bào)警模塊，用于接收以太網(wǎng)傳輸模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并分析處理后進(jìn)行報(bào)警。輔助繼保人員分析故障原因，能幫助運(yùn)維人員快速排除是否是保護(hù)自身的原因而引發(fā)的故障，提供有效的依據(jù)。
文檔編號H02J13/00GK103235217SQ20131012467
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者石光, 趙勇, 吳春紅, 韓偉, 劉磊, 孔圣立, 趙軍, 馬偉東, 周良中, 關(guān)延偉, 彭鵬 申請人:國家電網(wǎng)公司, 河南省電力公司電力科學(xué)研究院, 南京天正明日自動化有限公司