一种变压器差动保护装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种变压器差动保护装置，包括数字信号处理器，所述数字信号处理器分别连接图形处理器、跳闸继电器、信号继电器、采样保持电路和A/D转换器；所述采样保持电路和A/D转换器转换电路前端连接调理电路，调理电路前端连接电流变换器；所述电流变换器用于将交流电流变换为交流电压；所述调理电路用于滤去该交流电压中的噪声；所述采样保持电路和A/D转换器用于将调理电路输出的交流电压转换为数字信号；所述数字信号处理器用于将所述数字信号计算得到变压器差动电流；所述图形处理器用于识别差动电流的模式，数字信号处理器根据图形处理器识别结果控制跳闸继电器和信号继电器的动作。
【专利说明】
一种变压器差动保护装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种继电器保护技术领域，特别是一种高性能的变压器差动保护
目.0
【背景技术】
[0002]变压器是电力系统中的重要设备，变压器故障将严重影响电力系统的安全稳定运行和供电可靠性。随着我国电力工业的快速发展，电力系统规模越来越大，对变压器继电保护提出了更高的要求。变压器的继电保护广泛采用差动保护作为主保护，但是差动保护仍然不够完善，对于励磁涌流的识别不是十分准确。差动保护主要采用二次谐波制动原理，随着材料的改进，变压器铁芯饱和磁通倍数不断降低，尤其是在剩磁较高且合闸角满足一定条件下，变压器发生励磁涌流时的二次谐波含量可能低于10%，导致变压器差动保护误动作。此外，由于电容的存在，变压器发生内部故障时也可能产生较大的二次谐波，从而使得差动保护拒动。因此，变压器励磁涌流识别方法需要进一步改进和创新，以加强变压器的保护。
【实用新型内容】
[0003]为了解决变压器励磁涌流识别难题，本实用新型提供一种变压器差动保护装置，该装置计算能力强、计算速度快，可以满足高速大量重复计算的要求。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种变压器差动保护装置，包括数字信号处理器，所述数字信号处理器分别连接图形处理器、跳闸继电器、信号继电器、采样保持电路和A/D转换器;所述采样保持电路和A/D转换器转换电路前端连接调理电路，调理电路前端连接电流变换器；
[0005]所述电流变换器用于将交流电流变换为交流电压；
[0006]所述调理电路用于过滤所述交流电压中的噪声；
[0007]所述采样保持电路和A/D转换器用于将调理电路输出的交流电压转换为数字信号；
[0008]所述数字信号处理器用于将所述数字信号计算得到变压器差动电流；
[0009]所述图形处理器用于识别差动电流的模式，数字信号处理器根据图形处理器识别结果控制跳闸继电器和信号继电器的动作。
[0010]本实用新型中，所述数字信号处理器连接IXD显示单元，用于显示故障和跳闸事件
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[0011 ]本实用新型中，所述数字信号处理器连接通讯接口。
[0012]本实用新型的有益效果是:选择变压器的差动电流值作为原始数据，数据易获取。该装置以DSP和GPU为核心，计算速度快、性价比高以及功耗低。本实用新型通过DSP和GPU准确区分变压器是正常运行、内部故障还是出现励磁涌流，解决励磁涌流识别难题，防止差动保护误动和拒动，有效提高变压器差动保护的动作可靠性。
【附图说明】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0014]图1是本实用新型变压器差动保护装置硬件原理图。
【具体实施方式】
[0015]本实用新型涉及一种基于DSP和GPU的变压器差动保护装置，属于继电保护领域。该装置主要包括数字信号处理器(DSP)、图形处理器(GPU)、电流变换器、调理电路、采样保持电路、A/D转换器、触摸式液晶显示屏(LCD)和继电器等。电流变换器连接到变压器两侧电流互感器的二次侧，以便获得差动电流。DSP与2个GPU连接，DSP与2个GPU协同并行计算。DSP连接LCD进行人机交互。跳闸继电器连接断路器跳闸回路，信号继电器连接中央信号装置。本实用新型用DSP协调2个GPU进行高速并行计算，通过识别差动电流的模式确定变压器是正常运行、内部故障还是出现励磁涌流，从而决定是否发跳闸指令。
[0016]实施例
[0017]如图1所示，本实施例公开了一种变压器差动保护装置，包括数字信号处理器DSP、图形处理器GPU、电流变换器、调理电路、采样保持电路、A/D转换器转换、触摸式液晶显示屏IXD、通信接口、跳闸继电器和信号继电器组成。
[0018]所述数字信号处理器分别连接图形处理器、跳闸继电器、信号继电器、采样保持电路和A/D转换器;所述采样保持电路和A/D转换器转换电路前端连接调理电路，调理电路前端连接电流变换器；
[0019]所述电流变换器用于将交流电流变换为交流电压；
[0020]所述调理电路用于过滤所述交流电压中的噪声；
[0021]所述采样保持电路和A/D转换器用于将调理电路输出的交流电压转换为数字信号；
[0022]所述数字信号处理器用于将所述数字信号计算得到变压器差动电流；
[0023]所述图形处理器用于识别差动电流的模式，数字信号处理器根据图形处理器识别结果控制跳闸继电器和信号继电器的动作。
[0024]如果是双绕组变压器，2组共6个电流变换器分别连接到变压器两侧的电流互感器二次侧。如果是三绕组变压器，3组共9个电流变换器分别连接到变压器三侧的电流互感器二次侧。电流变换器将交流电流变换为交流电压，便于调理电路处理。
[0025]电流变换器输出的交流电压经过调理电路调理后，由采样保持电路和16位A/D转换器转换为数字量。DSP用这些数字量计算得到变压器差动电流。然后DSP协调2个GPU进行高速并行计算，用深度学习等高级算法识别差动电流的模式，判断变压器是正常运行还是发生内部故障、外部故障或者是出现励磁涌流。
[0026]如果出现励磁涌流，则采取制动措施，DSP不发跳闸指令，继电器不动作。如果发生内部故障，则DSP发出跳闸指令，使跳闸继电器动作。跳闸继电器接点连接到变压器各侧断路器跳闸回路，使断路器跳闸，切除短路故障。然后DSP发出指令使信号继电器动作，发出事故告警信号。同时LCD显示故障和跳闸事件信息，并且向上位机发送事件信息。
[0027]本实施例将电流变换器连接到变压器各侧电流互感器二次侧测量变压器电流。变压器电流值作为装置输入，以便能够计算差动电流。
[0028]本实施例采用I个DSP和2个GHJ构成DSP和GHJ异构协同的高性能并行计算平台。DSP承担计算和整个装置的管理协调任务，GPU承担高速并行计算任务。GPU是高度并行的数据流处理器，具有向量计算指令，浮点计算能力强。
[0029]本实用新型提供了一种变压器差动保护装置，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种变压器差动保护装置，其特征在于，包括数字信号处理器，数字信号处理器分别连接图形处理器、跳闸继电器、信号继电器、采样保持电路和A/D转换器;所述采样保持电路和A/D转换器转换电路前端连接调理电路，调理电路前端连接电流变换器;所述电流变换器用于将交流电流变换为交流电压； 所述调理电路用于过滤所述交流电压中的噪声； 所述采样保持电路和A/D转换器用于将调理电路输出的交流电压转换为数字信号； 所述数字信号处理器用于将所述数字信号计算得到变压器差动电流； 所述图形处理器用于识别差动电流的模式，数字信号处理器根据图形处理器识别结果控制跳闸继电器和信号继电器的动作。2.根据权利要求1所述的一种变压器差动保护装置，其特征在于，所述数字信号处理器连接IXD显示单元，用于显示故障和跳闸事件信息。3.根据权利要求1所述的一种变压器差动保护装置，其特征在于，所述数字信号处理器连接通讯接口。
【文档编号】H02H7/045GK205595764SQ201620302244
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】包灿, 杨建飞, 潘书燕, 李晓慧, 吴华仁
【申请人】南京师范大学