智能变电站中过程层和间隔层功能一体化IED的设计

常规变电站的智能化改造需要增加过程层设备并改造间隔层设备,施工复杂,对中低电压等级间隔经济性欠佳。提出了采用过程层和间隔层功能一体化智能电子设备(IED)的分散安装配置方案,并设计了功能一体化的新型IED,将合并单元、智能终端功能和测控、保护功能在一台物理设备中实现。介绍了该IED的总体设计方案和软硬件结构,主要由PowerPC主处理模块、数字信号处理器(DSP)数据处理模块、现场可编程门阵列(FPGA)综合处理模块和断路器智能控制模块组成。讨论了采样值数据流设计、通用面向对象变电站事件(GOOSE)信息的快速处理方法、测控保护功能设计等问题。最后建立了符合IEC 61850标准的一体化IED的信息模型。功能一体化的新型IED软硬件设计合理,性能满足要求,有较好的经济性,可以有效地简化中低电压等级间隔的智能化改造工作。

适用于智能变电站混合数据源接入的保护同步采样方法

现阶段变压器差动保护、备自投、母线保护等装置都需要适应电磁式互感器、电子式互感器(含合并单元)同时接入的情况,为此设计了一种适用于混合数据源接入保护装置的数据同步采样方法。以保护装置内部的采样脉冲时刻为同步基准,对多路采样值(SV)输入进行插值同步,并同时启动模拟量输入的AD转换;通过实时测频和实时调整采样间隔对不同类型数据源输入信号的频率进行跟踪,以实现同步采样。该方法提高了智能变电站二次设备的适应性,在保护装置和模拟量输入的级联合并单元中均可采用。采用现场可编程门阵列(FPGA)实现了设计方案,在智能化保护装置中的应用和测试结果验证了该方案的有效性。

用于中低压变电站的新型电容器测控保护装置

为了适应现场对电容器测控保护装置提出的更高要求,更好地实现变电站综合自动化及间隔层单元的信息共享,研制开发了基于全新软硬件平台的电容器测控保护一体化装置。不但提供了完备可靠的继电保护功能,还实现了完善的测控功能及强大的网络通信功能,能够记录丰富的运行操作信息和故障信息,可以方便地与变电站综合自动化系统实现无缝接口。现场运行证明该新型装置性能优越,稳定可靠。

适用于工业企业变电站的保护测控一体化装置开发

大型工业企业变电站对自动化产品的需求与日俱增,但与电力系统主电网中的变电站相比有其特殊性,借鉴成熟的电力系统变电站综合自动化技术和以太网通信技术,基于新型的MCU硬件平台和VxWorks嵌入式操作系统,开发了一套系列化的保护测控一体化装置,为实现企业变电站的自动化提供了先进的解决方案。针对目前企业变电站中应用的保护测控装置普遍存在的问题,提出了相应的解决方法,实践证明该装置能很好地适应工业企业变电站的特殊运行要求。

一种用于频率偏移时有效值计算的修正方法

在中低电压等级的线路测控保护一体化装置中,可以较容易地实现手动同期功能,但两侧频率相差较大时,采用相同时间间隔采样会对模拟量有效值的计算带来很大误差。文中分析了频率偏离额定值较大时,利用傅里叶算法计算有效值的误差,提出了一种修正幅值的实用方法。通过理论分析和数字仿真表明该修正方法使有效值的计算精度大大提高,而且计算量增加不大,有很好的实用价值。

基于VxWorks文件系统的Comtrade分布式录波功能的实现

分布式故障录波功能可以在微机保护装置中方便地实现,然而现场应用中仍存在录波数据存储格式需要转换,数据传输协议不通用等问题。针对这些缺陷,在微机保护装置中引入了VxWorks文件系统,在存储芯片中直接将录波数据保存成Comtrade格式的二进制文件,避免了数据格式的后续转换。利用VxWorks实现了嵌入式的FTP服务器,采用通用的以太网文件传输协议传输录波文件,提高了传输速度。基于这些新技术,设计了适用于变压器成套保护装置的分布式故障录波实现方案,详细阐述了录波文件生成、存储、传输等关键步骤的具体实现方法。通过RTDS试验及现场运行验证了整个方案的可行性和优越性。

基于ADS855x的智能电网全景监控模块设计

对电网进行全景监控是实现智能化调度和辅助决策的基础,以高速浮点DSP和ADS855x为核心器件设计了一种新型的智能电网监控模块。介绍了该监控模块的整体结构和功能划分,利用ADS855x系列AD芯片实现了16位、14位和12位ADC的软硬件全面兼容,兼顾了电网不同环节对数据采集精度的不同需求。详细阐述了交流模拟量采集电路的设计,包括互感器选择,ADS855x芯片管脚设置等。最后对监控功能软件的整体结构和模拟量有效值计算算法进行了介绍。