專利名稱：基于保護功能獨立和信息共享的繼電保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電力系統(tǒng)自動化領域，尤其是一種基于保護功能獨立和信息共享的繼電保護裝置。
背景技術：
目前，電網(wǎng)已經(jīng)往智能電網(wǎng)方向發(fā)展，要求電網(wǎng)具備信息化、自動化、互動化，相應的變電站也應發(fā)展為智能變電站。智能變電站是在傳統(tǒng)綜自變電站和數(shù)字化變電站基礎上的進一步提升。從綜自變電站到數(shù)字化變電站，再到智能變電站，網(wǎng)絡通信在變電站中的作用日以增強，IEC61850標準將網(wǎng)絡通信引入了一次設備和二次設備的過程之間，引起了變電站自動化系統(tǒng)的巨大變化。網(wǎng)絡通信代替?zhèn)鹘y(tǒng)裝置間的電纜連線，最大優(yōu)點在于信息共享，可以大大簡化全站設備和系統(tǒng)，實現(xiàn)全站信息標準化和實時監(jiān)視；但網(wǎng)絡的主要問題在于將全站設備綁定在一起，一定程度上降低變電站間隔設備(尤其是繼電保護設備)運行的獨立性，從而降低了安全性，因此信息共享和保護獨立運行是網(wǎng)絡應用中的一對矛盾，如何設計合理的繼電保護裝置對于變電站全站系統(tǒng)至關重要。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種同時滿足保護功能獨立和信息共享兩方面的需求的基于保護功能獨立和信息共享的繼電保護裝置。本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的一種基于保護功能獨立和信息共享的繼電保護裝置，包括電源插件、過程網(wǎng)絡通信插件、CPU插件和站域網(wǎng)絡通信插件，電源插件的輸入端連接變電站內(nèi)直流電源為各個插件供電，過程網(wǎng)絡通信插件和站域網(wǎng)絡插件分別與過程層網(wǎng)絡和站控層網(wǎng)絡相連接用于與外部設備交互信息，CPU插件分別與過程網(wǎng)絡通信插件和站域網(wǎng)絡通信插件相連接實現(xiàn)各種信息的分析處理和繼電保護算法實現(xiàn)。而且，所述的過程網(wǎng)絡通信插件設有一個與智能終端相連接的保護功能網(wǎng)口和一個與過程層交換機連接的過程信息網(wǎng)口。而且，所述的保護功能網(wǎng)口采用點對點方式與對應間隔的智能終端相連接，并以 IEC61850-9-2協(xié)議接收采樣值信息，以IEC61850 GOOSE協(xié)議傳輸開入開出信息。而且，所述的過程信息網(wǎng)口采用網(wǎng)絡方式與過程層交換機連接，并利用 IEC61850-9-2協(xié)議傳輸采樣值數(shù)據(jù)，利用IEC61850 GOOSE協(xié)議傳輸開入開出數(shù)據(jù)，利用 IEEE1588協(xié)議傳輸網(wǎng)絡對時信號。而且，所述的站域網(wǎng)絡插件設有與站控層交換機相連接的站域信息網(wǎng)口，該站域信息網(wǎng)口采用網(wǎng)絡方式與站控層交換機相連接。而且，所述的站域網(wǎng)絡插件設有的站域信息網(wǎng)口有多個。本實用新型的優(yōu)點和積極效果是1、本繼電保護裝置通過保護功能網(wǎng)口與智能終端連接，使保護功能不依賴于過程層網(wǎng)絡，獨立實現(xiàn)保護功能，保證了保護功能實現(xiàn)的可靠性和安全性；同時通過過程信息網(wǎng)口將保護功能網(wǎng)口發(fā)送的信息映射到過程層網(wǎng)絡上，實現(xiàn)了所有過程信息(保護功能信息)的共享，從而滿足了保護功能獨立和信息共享兩方面需求。2、本繼電保護裝置的過程信息網(wǎng)口正常時不參與保護功能實現(xiàn)，當保護功能網(wǎng)口失效時，過程信息網(wǎng)口作為保護功能網(wǎng)口的備用實現(xiàn)保護功能，從而在不增加系統(tǒng)和設備復雜度的前提下，使保護裝置的外部回路可靠性提高一倍。

圖1是本實用新型的結構框圖；圖2是過程網(wǎng)絡通信插件的接口示意圖；圖3是站域網(wǎng)絡通信插件的接口示意圖；圖4是本實用新型的應用連接示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述一種基于保護功能獨立和信息共享的繼電保護裝置，如圖1所示，包括電源插件、 過程網(wǎng)絡通信插件、CPU插件和站域網(wǎng)絡通信插件，電源插件的輸入端連接變電站內(nèi)直流電源為繼電保護裝置中的各個插件供電，過程網(wǎng)絡通信插件和站域網(wǎng)絡插件用于與外部設備交互信息，CPU插件分別與過程網(wǎng)絡通信插件和站域網(wǎng)絡通信插件相連接實現(xiàn)各種信息的分析處理和繼電保護算法實現(xiàn)。過程網(wǎng)絡通信插件上設有一個保護功能網(wǎng)口和一個過程信息網(wǎng)口，如圖2所示。 下面對兩個網(wǎng)口分別進行說明。保護功能網(wǎng)口采用點對點方式與對應間隔的智能終端相連接，如圖4所示，保護功能網(wǎng)口以IEC61850-9-2協(xié)議接收采樣值信息，以IEC61850 GOOSE協(xié)議傳輸開入開出信息，傳輸實現(xiàn)保護功能需要的各類信息(采樣值、跳閘、開關/刀閘位置、啟動和閉鎖等)，經(jīng)過繼電保護算法分析計算后輸出跳合閘等信息給智能終端，完成保護功能。過程信息網(wǎng)口采用網(wǎng)絡方式與過程層交換機連接，同時具有IEC61588網(wǎng)絡對時功能，通過過程信息網(wǎng)口能夠將所有的過程層信息(包括保護功能信息)傳輸?shù)竭^程層網(wǎng)絡上，實現(xiàn)信息的共享。過程信息網(wǎng)口在正常工作時傳輸與保護功能無關的信息并將相關信息傳輸給測控、錄波器、網(wǎng)絡監(jiān)視儀等裝置，該過程信息網(wǎng)口能將保護功能網(wǎng)口的信息映射過來，以實現(xiàn)保護功能網(wǎng)口信息的監(jiān)視。過程信息網(wǎng)口正常工作時不接收保護功能信息 (采樣值、開關刀閘位置等)，當保護功能網(wǎng)口失效時，該過程信息網(wǎng)口可開啟保護功能信息接收功能，以作為保護功能網(wǎng)口的備用。過程信息網(wǎng)口采用的傳輸協(xié)議為IEC61850-9-2 協(xié)議、IEC61850 GOOSE協(xié)議、IEEE1588協(xié)議，利用IEC61850-9-2協(xié)議傳輸采樣值數(shù)據(jù)，利用IEC61850 GOOSE協(xié)議傳輸開入開出數(shù)據(jù)，利用IEEE1588協(xié)議傳輸網(wǎng)絡對時信號(通過過程信息網(wǎng)口從過程層網(wǎng)絡交換機上接收IEEE1588協(xié)議網(wǎng)絡對時信號，校準內(nèi)部時鐘)。站域網(wǎng)絡插件上設有站域信息網(wǎng)口，如圖3及圖4所示，站域信息網(wǎng)口采用網(wǎng)絡方式與站控層交換機連接，用于與站控層設備交互信息，將保護動作事件、告警等信息傳輸給站控層設備，并接收站控層設備的命令。站域信息網(wǎng)口根據(jù)需要配置多個。[0024]本實用新型的工作原理為繼電保護裝置通過保護功能網(wǎng)口連接智能終端，接收電流、電壓、開關/刀閘位置等信息，經(jīng)過繼電保護算法計算后發(fā)出跳合閘、啟動閉鎖等保護動作命令給智能終端，完成保護功能。過程信息網(wǎng)口連接過程層網(wǎng)絡，將保護裝置的保護動作信號發(fā)送到過程層網(wǎng)絡上，同時將保護功能網(wǎng)口對外發(fā)送的信息映射發(fā)送到過程層網(wǎng)絡上，將相關信息傳輸給測控、錄波器、網(wǎng)絡監(jiān)視儀等裝置。站域信息網(wǎng)口通過網(wǎng)絡方式與站控層交換機連接，將保護動作事件、錄波信息發(fā)送給站控層設備，接收站控層設備下發(fā)的修改定值、召喚等命令。需要強調(diào)的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據(jù)本實用新型的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本實用新型保護的范圍。
權利要求1.一種基于保護功能獨立和信息共享的繼電保護裝置，其特征在于包括電源插件、 過程網(wǎng)絡通信插件、CPU插件和站域網(wǎng)絡通信插件，電源插件的輸入端連接變電站內(nèi)直流電源為各個插件供電，過程網(wǎng)絡通信插件和站域網(wǎng)絡插件分別與過程層網(wǎng)絡和站控層網(wǎng)絡相連接用于與外部設備交互信息，CPU插件分別與過程網(wǎng)絡通信插件和站域網(wǎng)絡通信插件相連接實現(xiàn)各種信息的分析處理和繼電保護算法實現(xiàn)。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于保護功能獨立和信息共享的繼電保護裝置，其特征在于所述的過程網(wǎng)絡通信插件設有一個與智能終端相連接的保護功能網(wǎng)口和一個與過程層交換機連接的過程信息網(wǎng)口。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于保護功能獨立和信息共享的繼電保護裝置，其特征在于所述的保護功能網(wǎng)口采用點對點方式與對應間隔的智能終端相連接，并以 IEC61850-9-2協(xié)議接收采樣值信息，以IEC61850 GOOSE協(xié)議傳輸開入開出信息。
4.根據(jù)權利要求2所述的基于保護功能獨立和信息共享的繼電保護裝置，其特征在于所述的過程信息網(wǎng)口采用網(wǎng)絡方式與過程層交換機連接，并利用IEC61850-9-2協(xié)議傳輸采樣值數(shù)據(jù)，利用IEC61850 GOOSE協(xié)議傳輸開入開出數(shù)據(jù)，利用IEEE1588協(xié)議傳輸網(wǎng)絡對時信號。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于保護功能獨立和信息共享的繼電保護裝置，其特征在于所述的站域網(wǎng)絡插件設有與站控層交換機相連接的站域信息網(wǎng)口，該站域信息網(wǎng)口采用網(wǎng)絡方式與站控層交換機相連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的基于保護功能獨立和信息共享的繼電保護裝置，其特征在于所述的站域網(wǎng)絡插件設有的站域信息網(wǎng)口有多個。
專利摘要本實用新型涉及一種基于保護功能獨立和信息共享的繼電保護裝置，包括電源插件、過程網(wǎng)絡通信插件、CPU插件和站域網(wǎng)絡通信插件，電源插件的輸入端連接變電站內(nèi)直流電源為各個插件供電，過程網(wǎng)絡通信插件和站域網(wǎng)絡插件分別與過程層網(wǎng)絡和站控層網(wǎng)絡相連接用于與外部設備交互信息，CPU插件分別與過程網(wǎng)絡通信插件和站域網(wǎng)絡通信插件相連接實現(xiàn)各種信息的分析處理和繼電保護算法實現(xiàn)。本實用新型設計合理，通過保護功能網(wǎng)口與智能終端連接，使保護功能不依賴于過程層網(wǎng)絡，獨立實現(xiàn)保護功能；同時通過過程信息網(wǎng)口將保護功能網(wǎng)口發(fā)送的信息映射到過程層網(wǎng)絡上，實現(xiàn)了所有過程信息的共享，滿足了保護功能獨立和信息共享兩方面需求。
文檔編號H04L12/56GK202160196SQ201120254549
公開日2012年3月7日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權日2011年7月19日
發(fā)明者劉濤, 宋國旺, 張磐, 徐科, 時燕新, 梁偉, 黃毅 申請人:天津市電力公司