专利名称：中低压短线路光纤纵差保护装置的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及电力系统继电保护装置，具体涉及适用于110kV以下中低压系统的短线路光纤电流纵差保护。
二背景技术：
与传统的电流保护或距离保护相比，输电线路电流差动保护比较线路两侧电流量，具有免除负荷电流影响、不反应系统振荡、选择性好和灵敏度高等优点。与其它数据通道相比，光纤通道具有抗电磁干扰能力强、误码率低、工作稳定的优点。因此，随着光纤通道技术的成熟，光纤差动保护在电网输电线路上得到广泛应用。
目前高压线路光纤纵差保护通过高速数据通信接口，实现线路两侧保护装置的同步采样，由于采用同步通信方式且传输数据量大，导致保护装置的外围辅助电路复杂且成本很高。上述原因限制了光纤差动保护在中低压短距离线路上的应用。
三、实用新型内容为推动光纤差动保护在中低压系统的应用，提供一种适用于110kV以下中低压系统短距离线路的光纤电流纵差保护，无需复杂的外围辅助设备，成本低廉、原理简单、调试方便、运行可靠，能快速性满足中低压电网继电保护的要求的保护装置。
本中低压短线路光纤纵差保护装置成对使用在被保护线路上，一端为主机保护装置，另一端为从机保护装置，两者之间采用光纤相互连接起来。保护装置采集的现场交流信号经辅助变换器、低通滤波器至与数据处理模块相连的模数转换器，由CPU、随机存储器、只读存储器相互连接而组成的数据处理模块的输出通过接口分别与液晶显示器、指示灯、键盘相连，驱动器通过串行数据接口与CPU相连，CPU还分别与看门狗电路和开入量接口电路相连，以及通过开出量驱动电路分别与跳闸出口继电器、跳闸信号继电器、告警信号继电器、装置异常继电器相连。
四
图1是中低压短线路光纤纵差保护装置组成框图。
图2是本实用新型的保护装置在被保护线路上的连接示意图。
五具体实施方式
本装置在被保护线路上成对使用，用光纤连接保护装置的GF(光发)、GS(光收)端子，如图2所示。要求采用多模光纤，光纤接头方式为ST型。通信方式为异步通信，传输速率为9600bps。推荐线路距离小于3公里。
与高压线路光纤纵差保护向对侧传输三相电流采样值不同，本装置中光纤纵差保护向对侧传输的数据为电流综合量，因此线路两侧需要交换的数据量得到压缩，减轻了光纤通信的负担。电流综合量I∑＝I1+6I2，其中I1为正序电流，I2为负序电流。
保护装置的硬件框图如图1所示，主处理器采用32位高性能CPU，硬件电路包含数据采集模块、数据处理模块、开关量输入/输出模块和通信接口。数据采集模块的任务是将现场交流信号转换为所需的数字量，包括辅助变换器、低通滤波器和模数转换器等。数据处理模块即CPU主系统，将数据采集模块的输出进行分析处理，完成继电保护功能，包括CPU、只读存储器(EPROM和EEPROM)、随机存储器RAM等。开关量输入/输出模块完成保护出口跳闸、信号显示、报警等功能。装置的通信接口包括1个CAN总线口(图2中省略)和1个串行口，其中CAN总线口用于变电站自动化系统的通信组网，串行口RS-232经SN75451芯片驱动后与光纤接口相连。
保护装置通过调整采样时刻实现两侧保护装置的同步采样，以一端为主机，另一端为从机，从机的时钟保持与主机同步。装置上电复位后，从机发一帧同步报文并保存发送时刻，主机收到同步命令后，经过延时把同步信息返回，从机利用实际接收时刻和同步状态下接收时刻之间的差异对自己的采样时刻进行调整，从而实现线路两侧保护装置的采样同步。
两侧保护装置实现采样同步后开始数据交换。保护装置将准备好的本侧数据存放于发送缓冲区，每5毫秒发送一次，发送缓冲区的数据每10或20毫秒刷新一次。接收对侧的数据在中断中完成。
通信过程中采用CRC校验法，先将所有状态对应的校验码求出，制成校验表存于EPROM中，通过查表法得到数据的CRC校验码，实时性大为改善。
虽然线路两侧的保护装置经过同步调整过程已实现采样同步，但由于两侧晶振、最初调整误差以及各自程序运行差异等因素导致一段时间后可能两侧失去同步。保护装置利用数据交换过程帧信息所包含的采样时标进行同步监视，利用理论计算时标和实际时标的差异判断是否两侧失去同步，若失去同步则保护装置重启同步对时过程。
权利要求1.一种中低压短线路光纤纵差保护装置，其特征在于包括在被保护线路上采用光纤连接起来的一对主机保护装置与从机保护装置，其主、从保护装置采集的现场交流信号经辅助变换器、低通滤波器至与数据处理模块相连的模数转换器，由CPU、随机存储器、只读存储器相互连接而组成的数据处理模块的输出通过接口分别与液晶显示器、指示灯、键盘相连，驱动器通过串行数据接口与CPU相连，CPU还分别与看门狗电路和开入量接口电路相连，以及通过开出量驱动电路分别与跳闸出口继电器、跳闸信号继电器、告警信号继电器、装置异常继电器相连。
专利摘要一种中低压短线路光纤纵差保护装置，属光纤电流纵差保护在中低压电力系统短线路上的创新应用。该装置包括在被保护线路上用光纤连接的一对主机保护装置与从机保护装置，其主、从保护装置由辅助变换器、低通滤波器、模数转换器、CPU、RAM、ROM、EEPROM、看门狗电路、串行通信接口、驱动器、开入量接口电路、液晶显示器、指示灯、键盘、开出量驱动电路组成。本装置无需外围辅助设备，成本低、结构简单、调试方便、运行可靠，快速性满足中低压电网继电保护的要求。
文档编号H02H3/26GK2826788SQ20052007445
公开日2006年10月11日 申请日期2005年8月15日 优先权日2005年8月15日
发明者王军, 季学军, 季侃, 顾欣欣, 李惠宇, 仇新宏 申请人:南京南瑞集团公司