一種變壓器差動保護裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種變壓器差動保護裝置，包括數(shù)字信號處理器，所述數(shù)字信號處理器分別連接圖形處理器、跳閘繼電器、信號繼電器、采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器；所述采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換電路前端連接調(diào)理電路，調(diào)理電路前端連接電流變換器；所述電流變換器用于將交流電流變換為交流電壓；所述調(diào)理電路用于濾去該交流電壓中的噪聲；所述采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器用于將調(diào)理電路輸出的交流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；所述數(shù)字信號處理器用于將所述數(shù)字信號計算得到變壓器差動電流；所述圖形處理器用于識別差動電流的模式，數(shù)字信號處理器根據(jù)圖形處理器識別結(jié)果控制跳閘繼電器和信號繼電器的動作。
【專利說明】
一種變壓器差動保護裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種繼電器保護技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種高性能的變壓器差動保護
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，變壓器故障將嚴重影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行和供電可靠性。隨著我國電力工業(yè)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)規(guī)模越來越大，對變壓器繼電保護提出了更高的要求。變壓器的繼電保護廣泛采用差動保護作為主保護，但是差動保護仍然不夠完善，對于勵磁涌流的識別不是十分準確。差動保護主要采用二次諧波制動原理，隨著材料的改進，變壓器鐵芯飽和磁通倍數(shù)不斷降低，尤其是在剩磁較高且合閘角滿足一定條件下，變壓器發(fā)生勵磁涌流時的二次諧波含量可能低于10%，導(dǎo)致變壓器差動保護誤動作。此外，由于電容的存在，變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時也可能產(chǎn)生較大的二次諧波，從而使得差動保護拒動。因此，變壓器勵磁涌流識別方法需要進一步改進和創(chuàng)新，以加強變壓器的保護。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決變壓器勵磁涌流識別難題，本實用新型提供一種變壓器差動保護裝置，該裝置計算能力強、計算速度快，可以滿足高速大量重復(fù)計算的要求。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型公開了一種變壓器差動保護裝置，包括數(shù)字信號處理器，所述數(shù)字信號處理器分別連接圖形處理器、跳閘繼電器、信號繼電器、采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器;所述采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換電路前端連接調(diào)理電路，調(diào)理電路前端連接電流變換器；
[0005]所述電流變換器用于將交流電流變換為交流電壓；
[0006]所述調(diào)理電路用于過濾所述交流電壓中的噪聲；
[0007]所述采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器用于將調(diào)理電路輸出的交流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0008]所述數(shù)字信號處理器用于將所述數(shù)字信號計算得到變壓器差動電流；
[0009]所述圖形處理器用于識別差動電流的模式，數(shù)字信號處理器根據(jù)圖形處理器識別結(jié)果控制跳閘繼電器和信號繼電器的動作。
[0010]本實用新型中，所述數(shù)字信號處理器連接IXD顯示單元，用于顯示故障和跳閘事件
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[0011 ]本實用新型中，所述數(shù)字信號處理器連接通訊接口。
[0012]本實用新型的有益效果是:選擇變壓器的差動電流值作為原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)易獲取。該裝置以DSP和GPU為核心，計算速度快、性價比高以及功耗低。本實用新型通過DSP和GPU準確區(qū)分變壓器是正常運行、內(nèi)部故障還是出現(xiàn)勵磁涌流，解決勵磁涌流識別難題，防止差動保護誤動和拒動，有效提高變壓器差動保護的動作可靠性。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做更進一步的具體說明，本實用新型的上述和/或其他方面的優(yōu)點將會變得更加清楚。
[0014]圖1是本實用新型變壓器差動保護裝置硬件原理圖。
【具體實施方式】
[0015]本實用新型涉及一種基于DSP和GPU的變壓器差動保護裝置，屬于繼電保護領(lǐng)域。該裝置主要包括數(shù)字信號處理器(DSP)、圖形處理器(GPU)、電流變換器、調(diào)理電路、采樣保持電路、A/D轉(zhuǎn)換器、觸摸式液晶顯示屏(LCD)和繼電器等。電流變換器連接到變壓器兩側(cè)電流互感器的二次側(cè)，以便獲得差動電流。DSP與2個GPU連接，DSP與2個GPU協(xié)同并行計算。DSP連接LCD進行人機交互。跳閘繼電器連接斷路器跳閘回路，信號繼電器連接中央信號裝置。本實用新型用DSP協(xié)調(diào)2個GPU進行高速并行計算，通過識別差動電流的模式確定變壓器是正常運行、內(nèi)部故障還是出現(xiàn)勵磁涌流，從而決定是否發(fā)跳閘指令。
[0016]實施例
[0017]如圖1所示，本實施例公開了一種變壓器差動保護裝置，包括數(shù)字信號處理器DSP、圖形處理器GPU、電流變換器、調(diào)理電路、采樣保持電路、A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換、觸摸式液晶顯示屏IXD、通信接口、跳閘繼電器和信號繼電器組成。
[0018]所述數(shù)字信號處理器分別連接圖形處理器、跳閘繼電器、信號繼電器、采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器;所述采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換電路前端連接調(diào)理電路，調(diào)理電路前端連接電流變換器；
[0019]所述電流變換器用于將交流電流變換為交流電壓；
[0020]所述調(diào)理電路用于過濾所述交流電壓中的噪聲；
[0021]所述采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器用于將調(diào)理電路輸出的交流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0022]所述數(shù)字信號處理器用于將所述數(shù)字信號計算得到變壓器差動電流；
[0023]所述圖形處理器用于識別差動電流的模式，數(shù)字信號處理器根據(jù)圖形處理器識別結(jié)果控制跳閘繼電器和信號繼電器的動作。
[0024]如果是雙繞組變壓器，2組共6個電流變換器分別連接到變壓器兩側(cè)的電流互感器二次側(cè)。如果是三繞組變壓器，3組共9個電流變換器分別連接到變壓器三側(cè)的電流互感器二次側(cè)。電流變換器將交流電流變換為交流電壓，便于調(diào)理電路處理。
[0025]電流變換器輸出的交流電壓經(jīng)過調(diào)理電路調(diào)理后，由采樣保持電路和16位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。DSP用這些數(shù)字量計算得到變壓器差動電流。然后DSP協(xié)調(diào)2個GPU進行高速并行計算，用深度學習等高級算法識別差動電流的模式，判斷變壓器是正常運行還是發(fā)生內(nèi)部故障、外部故障或者是出現(xiàn)勵磁涌流。
[0026]如果出現(xiàn)勵磁涌流，則采取制動措施，DSP不發(fā)跳閘指令，繼電器不動作。如果發(fā)生內(nèi)部故障，則DSP發(fā)出跳閘指令，使跳閘繼電器動作。跳閘繼電器接點連接到變壓器各側(cè)斷路器跳閘回路，使斷路器跳閘，切除短路故障。然后DSP發(fā)出指令使信號繼電器動作，發(fā)出事故告警信號。同時LCD顯示故障和跳閘事件信息，并且向上位機發(fā)送事件信息。
[0027]本實施例將電流變換器連接到變壓器各側(cè)電流互感器二次側(cè)測量變壓器電流。變壓器電流值作為裝置輸入，以便能夠計算差動電流。
[0028]本實施例采用I個DSP和2個GHJ構(gòu)成DSP和GHJ異構(gòu)協(xié)同的高性能并行計算平臺。DSP承擔計算和整個裝置的管理協(xié)調(diào)任務(wù)，GPU承擔高速并行計算任務(wù)。GPU是高度并行的數(shù)據(jù)流處理器，具有向量計算指令，浮點計算能力強。
[0029]本實用新型提供了一種變壓器差動保護裝置，具體實現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【主權(quán)項】
1.一種變壓器差動保護裝置，其特征在于，包括數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器分別連接圖形處理器、跳閘繼電器、信號繼電器、采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器;所述采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換電路前端連接調(diào)理電路，調(diào)理電路前端連接電流變換器;所述電流變換器用于將交流電流變換為交流電壓； 所述調(diào)理電路用于過濾所述交流電壓中的噪聲； 所述采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器用于將調(diào)理電路輸出的交流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； 所述數(shù)字信號處理器用于將所述數(shù)字信號計算得到變壓器差動電流； 所述圖形處理器用于識別差動電流的模式，數(shù)字信號處理器根據(jù)圖形處理器識別結(jié)果控制跳閘繼電器和信號繼電器的動作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器差動保護裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器連接IXD顯示單元，用于顯示故障和跳閘事件信息。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器差動保護裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器連接通訊接口。
【文檔編號】H02H7/045GK205595764SQ201620302244
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】包燦, 楊建飛, 潘書燕, 李曉慧, 吳華仁
【申請人】南京師范大學