专利名称：一种智能本体保护装置的制作方法
技术领域：
一种智能本体保护装置技术领域[0001]本实用新型属于电学领域，特别是涉及一种适用于数字化站的智能本体保护装置。
背景技术：
[0002]目前，变压器设有专门的非电量保护装置，主要监测变压器油温、瓦斯、油位等信息。当相应的开关量信号输入时，本体保护则直接通过电缆跳闸，具有很强的实时性。DGA 是油中溶解气体分析装置，用来反映变压器内部各种发热和放电等故障，成熟度高。在电网运行中，220kV及以上和重要的1 IOkV变压器一般都要或将要采用DGA装置，它通过油中溶解气体的各种组份信息及变化情况反映变压器内部过热、放电、受潮等异常情况。[0003]现存在的一些主要问题是[0004]1)采用电缆将变压器本体信号从变压器本体传送到主控室的变压器本体保护装置。当有很强烈的工频干扰时到耦合长电缆上时，本体保护装置可能会接收到错误的输入信号而出口跳闸；[0005]2)为解决上述问题，目前普遍采用继电器开入方式，即一方面通过能量驱动门槛 (继电器线圈动作功率为5W)的方法，另一方面通过继电器延时18 35ms的方法来防止现场电磁騷扰或过电压引起保护误动。很明显，这种方法会降低变压器本体保护的动作速度， 不能迅速隔离故障设备。实用新型内容[0006]本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种智能本体保护装置，提高了跳闸的可靠性和快速性。该方案引入DGA(油中溶解气体分析)在线监测信息来提高变压器本体保护的可靠性和快速性，并方便事后对本体保护动作情况的分析。[0007]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为[0008]一种智能本体保护装置，它包括CPU和继电器，非电量保护信号一路利用继电器输出TZ跳闸信号，另一路将保护信号送给CPU，CPU发出信号记录XH，所述CPU还增设有两路输入，一路为用户确定的DGA控制字；另一路为DGA信息，该DGA信息包含了 DGA送出的预警信息和变压器油中溶解的各种组份气体信息，通过G00SE/MMS的形式送入，经CPU判别后输出跳闸信号TZl和信号记录XH1，跳闸信号TZ和TZl并联于跳闸回路，并均用于实现变压器跳闸。[0009]一种智能本体保护装置的保护方法，它的具体过程为[0010]1)检测是否有非电量保护信号，若检测出发生非电量的故障，则通过非电量保护信号一路利用继电器产生TZ跳闸信号，另一路将保护信号送给CPU，发出信号XH，然后转入步骤4)；[0011 ] 2) CPU检测是否有DGA控制字信号，如果没有，则转入步骤1)；如果有，则转入步骤 3)；[0012]3) CPU读取DGA信息，该信息包含了 DGA送出的预警信息和变压器油中各种组份气体信息，CPU通过DGA信息进行逻辑判断，当DGA信息包含内部故障特征时，开放跳闸的条件，如果此时再检测到非电量保护信号存在，则不经延时产生跳闸信号TZl和信号记录 XH1，并转入步骤4)；当DGA跳闸条件开放，但此时没有检测到非电量保护信号时，则不跳闸，转入步骤1)；当DGA不具备跳闸条件开放，则直接返回步骤1)；[0013]4)TZ跳闸信号和跳闸信号TZl并联的形式接入跳闸回路，只要两者中有一个出现，则控制跳闸操作；否则，不执行跳闸动作。[0014]所述步骤3)中，CPU对DGA信息的逻辑判断过程为CPU检测变压器油中各种组份气体信息是否有气体含量越限和生成气体变化率越限情况存在，同时还检测是否有预警信号，并对三者通过逻辑“或”模块处理，只要有一个存在，就发出信号，该信号一路直接作为信号XH1，另一路送入逻辑“与”模块；逻辑“与”检测是否有本体跳闸信号、DGA控制字和逻辑“或”送来的信号，如果都存在则产生跳闸信号TZ1。[0015]本实用新型的智能本体保护装置，它引入DGA(油中溶解气体分析)在线监测信息来提高变压器本体保护动作的快速性和可靠性。它不影响原有本体保护功能，增加的DGA 的信息判断逻辑在原有本体保护的CPU中实现，当本体信号和DGA故障信号同时存在时，驱动独立与原有本体保护跳闸出口的快速跳闸出口。[0016]具体过程为[0017]1)用户通过投入“DGA控制字”来决定是否加入DGA信息进行判别变压器出口，若不采用此种方案，则退出“DGA控制字”；[0018]2) DGA信息同时包含了 DGA的评估结果和变压器油的七种组份信息；[0019]3)在投入DGA控制字时，便利用DGA送来的信息在本体保护装置的CPU中进行处理和判别；当本体信号和DGA故障信号同时存在时，本体保护装置跳闸出口，该跳闸出口独立于原有本体保护装置跳闸出口，由于其为快速出口，起到故障情况下的加速跳闸作用。[0020]所述DGA的信息通过G00SE/MMS传送给智能本体保护装置的CPU。[0021]所述“DGA控制字”退出情况下，仍通过DGA的信息判断变压器内部故障情况。[0022]其中，CPU中对DGA信息的处理方法为[0023]本体开关量信号接入方式和传统本体保护一样，接入跳闸继电器的同时经二极管隔离后接至CPU的开入(详见图1)，接至CPU的本体开关量一方面作为信号记录(XH)，同时作为智能本体保护快速出口的启动必要条件之一。该智能本体保护同时采用IEC 61850 标准，以高速光纤以太网络方式引入DGS装置的信号，包含了 DGA送出的预警信息和变压器油中七种组份的气体，通过G00SE/MMS的形式送入，经CPU逻辑判别后(见图2)输出跳闸信号TZl和信号XH ；TZ和TZl均实现变压器跳闸。[0024]图2给出在智能本体保护的跳闸逻辑，输入包括硬接点方式的本体跳闸信号开关量，网络传输过来的DGA评估故障状态量和变压器油中的H2、C0、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、C02 七种溶解气体的浓度信息，这七种气体组份含量信息分两路送给两个软件判别模块气体含量越限判别模块和生成气体变化率越限判别模块，以此判别各项气体含量是否越限和各项气体变化率是否越限。两个判别模块生成的结果和DGA评估的故障状态三组开关量一起进行“或”操作，只要其中一项指标为故障，则输出故障状态到下一步，否则直接退出，不再进行下一步操作；下一步时，若用户投入了 DGA控制字，则输出跳闸信号XHl。[0025]本实用新型的有益效果是①加入DGA信息用以判别变压器的出口，提高了变压器动作的快速性；②用户可以通过投退DGA控制字来决定是否加入DGA信息判别跳闸，提高了灵活性；③DGA送出的信息同时包含了 DGA的评估结果和变压器油的七种组份信息； ④DGA的信息在原有本体保护的CPU中实现，不影响本体保护功能；⑤提高了变压器保护跳闸的准确性与快速性。[0026]该智能本体保护实现方案简单，充分提高了变压器保护动作的准确性和快速性。
[0027]图1为本智能本体保护实现方案原理图。[0028]图2为CPU中利用DGA信息进行跳闸实现方案原理图。
具体实施方式
[0029]
以下结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。[0030]如图1所示，实线部分为原有本体保护装置的工作原理图，本实用新型在保留了原有本体保护的回路和功能的基础上，增加DGA的信息判断部分。增加的DGA判别部分用虚线表示。[0031]所增加的部分包括，外部DGA装置向CPU输入DGA信息和用户确定的DGA控制字， 该信息包含了 DGA送出的预警信息和变压器油中七种组份气体信息，通过G00SE/MMS的形式送入，经CPU判别后输出跳闸信号TZl和信号XHl。[0032]控制字则可使用户选择是否利用DGA信息参与跳闸的控制，有的话则在现有控制的同时还要检测DGA信息；如果没有的话，则仅利用现有的结构完成跳闸控制。[0033]同时，智能本体保护保留了原来的本体保护功能，若检测出发生非电量的故障，则同时通过非电量保护信号利用继电器进行TZ跳闸，发出信号XH。TZ跳闸和快速TZl跳闸并联接入跳闸回路，因此，系统可靠性极高。[0034]一种智能本体保护装置的保护方法，它的具体过程为[0035]1)检测是否有非电量保护信号，若检测出发生非电量的故障，则通过非电量保护信号一路利用继电器产生TZ跳闸信号，另一路将保护信号送给CPU，发出信号XH，然后转入步骤4)；[0036]2) CPU检测是否有DGA控制字信号，如果没有，则转入步骤1)；如果有，则转入步骤 3)；[0037]3) CPU读取DGA信息，该信息包含了 DGA送出的预警信息和变压器油中各种组份气体信息，CPU通过DGA信息进行逻辑判断，当DGA信息包含内部故障特征时，开放跳闸的条件，如果此时再检测到非电量保护信号存在，则不经延时产生跳闸信号TZl和信号记录 XH1，并转入步骤4)；当DGA跳闸条件开放，但此时没有检测到非电量保护信号时，则不跳闸，转入步骤1)；当DGA不具备跳闸条件开放，则直接返回步骤1)；[0038]4)TZ跳闸信号和跳闸信号TZl并联的形式接入跳闸回路，只要两者中有一个出现，则控制跳闸操作；否则，不执行跳闸动作。[0039]图2中，所述步骤3)中，CPU中对DGA信息的处理方案，输入包括开关量DGA评估的故障状态；模拟量变压器油中的七种溶解气体组份。其中，这七种气体组份分两路送给两个模块气体含量越限判别模块和生成气体变化率越限判别模块，以此判别各项气体含量是否越限和各项气体变化率是否越限。两个判别模块生成的结果和DGA评估的故障状态三组开关量一起进行“或”操作，只要其中一项指标为故障，则输出故障状态到下一步，否则直接退出，不再进行下一步操作。下一步时，若用户投入了 DGA控制字，则输出跳闸信号 TZl。权利要求1. 一种智能本体保护装置，它包括CPU和继电器，非电量保护信号一路利用继电器输出TZ跳闸信号，另一路将保护信号送给CPU，CPU发出信号记录XH，其特征是，所述CPU还增设有两路输入，一路为用户确定的DGA控制字；另一路为DGA信息，该DGA信息包含了 DGA送出的预警信息和变压器油中溶解的各种组份气体信息，通过G00SE/MMS的形式送入，经CPU 判别后输出跳闸信号TZl和信号记录XH1，跳闸信号TZ和TZl并联于跳闸回路，并均用于实现变压器跳闸。
专利摘要本实用新型涉及一种智能本体保护装置，提高了跳闸的可靠性和快速性。它包括CPU和继电器，非电量保护信号一路利用继电器输出TZ跳闸信号，另一路将保护信号送给CPU，CPU发出信号记录XH，所述CPU还增设有两路输入，一路为用户确定的DGA控制字；另一路为DGA信息，该DGA信息包含了DGA送出的预警信息和变压器油中溶解的各种组份气体信息，通过GOOSE/MMS的形式送入，经CPU判别后输出跳闸信号TZ1和信号记录XH1，跳闸信号TZ和TZ1并联于跳闸回路，并均用于实现变压器跳闸。该方案引入DGA(油中溶解气体分析)在线监测信息来提高变压器本体保护的可靠性和快速性，并方便事后对本体保护动作情况的分析。
文档编号H02J13/00GK202334002SQ20112050066
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月5日 优先权日2011年12月5日
发明者宋小会, 尹东, 易永辉, 梁经宛, 路光辉, 逯怀东, 郭志红, 陈玉峰 申请人:山东电力研究院