适用于轨道交通中压供电环网的备自投系统的制作方法

本发明涉及一种自投系统，具体涉及适用于轨道交通中压供电环网的备自投系统。

背景技术：

目前，国内城市轨道交通的供电系统通常采用2级电压供电方式，整个供电系统分成若干个供电区间，每个供电区间内的各个变电所采用双环网供电方式，各个变电所内采用单母线分段连接的供电结构。附图1所示为轨道交通10kv/35kv中压环网系统。变电所多采用备用电源自动投入装置来提高系统的供电可靠性和供电连续性。随着我国国民经济的快速增长和城市轨道交通的高速发展，轨道交通环网供电系统发生故障时对保护装置的选择性、速动性、灵敏性、可靠性的要求也越来越高。目前，常规母联备自投装置在不同的城市采用的方案不尽相同，有通过光纤纵差保护动作启动自投，有通过进线失压保护动作启动自投，有通过母线失压启动自投等方案。在这些方案中均存在不同的问题，光纤纵差保护动作启动自投方案虽然备自投动作时间快，但在光纤通道或光纤纵差保护装置出现故障时就会导致备自投功能失效，不能满足保护可靠性的要求。进线失压保护启动自投和母线失压启动自投的动作时间需要通过供电环网所间装置作级差配合，而且在大环网供电系统中由于时间配合不理想，往往出现相邻两所同时备自投动作的情况，不能满足保护速动性和选择性的要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是在大环网供电系统中由于时间配合不理想，往往出现相邻两所同时备自投动作的情况，不能满足保护速动性和选择性的要求，目的在于提供适用于轨道交通中压供电环网的备自投系统，解决上述的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

适用于轨道交通中压供电环网的备自投系统，包括适用于轨道交通中压供电环网的备自投系统，包括采用基于arm的32位通用硬件平台，所述硬件平台包括交流插件、cpu插件、出口插件、开入开出插件、电源插件，其特征在于，系统提供数字化快速备自投保护；所述交流插件：提供多路保护电流、测量电流、保护电压的接入，对多路分别供保护和进行测量测量；所述cpu插件：接收交流采样数据和各种遥信信息，对接收进行处理，快速处理所内供电异常状态，插件还提供不同接口形式的单模、多模光纤接口、电以太网接口和串口通信，通信接口方式可选择配置，可灵活组建goose网络；所述出口插件：提供保护跳闸、合闸开出回路；所述开入开出插件：提供多路开入量和开出量，所有开入量接入装置后均通过光耦进行电气隔离，所有开出量都以继电器空接点形式输出；所述电源插件：提供多路稳压电源，给装置其他插件供电，并还提供多路开入量。

提供了数字化快速备自投保护，通过goose网络接收相邻两侧变电所母联开关的备自投启动信号及本变电所环网进线和出线开关的备自投启动信号及闭锁信号，并结合本系统的母线电压信号来智能判断出母线失电是环网线路故障或者是母线故障或者是断路器失灵越级跳闸导致的原因，从而实现选择性快速备自投合闸。

优化地，系统软件采用实时多任务系统，采用vld可视化逻辑开发工具，使其具备离线的逻辑仿真。

优化地，通过goose网络接收相邻两侧变电所母联开关的备自投启动信号及本变电所环网线路的进线和出线开关的备自投启动信号及闭锁信号，并结合本系统的母线电压信号来智能判断出母线失电是环网线路故障或者是母线故障或者是断路器失灵越级跳闸导致的原因，实现选择性快速备自投合闸。

优化地，当环网线路发生故障时，本所光纤纵差保护装置或综合线路保护装置跳闸，导致本所一侧母线失电，母联备自投装置通过goose网接收到跳闸装置发送的启动自投信号，结合本系统一侧母线失压、另一侧母线有压，立即启动数字化快速备自投保护，实现失电母线迅速供电。

优化地，当本系统母线发生故障时，本所故障母线侧的进出线综合线路保护装置跳闸，导致本所一侧母线失电，本所母联备自投装置通过goose网络接收到跳闸装置发送的闭锁自投信号，立即闭锁数字化快速备自投保护，同时通过goose网络发送启动自投信号给相邻两变电所的母联备自投装置，相邻两变电所的母联备自投装置再结合其系统的母线电压信号智能判断备自投是否动作。

优化地，断路器失灵越级跳闸导致母线失电：当本系统馈出线或环网出线发生故障且出现断路器失灵情况时，本所故障侧的进线综合线路保护装置通过断路器失灵保护实现越级跳闸，导致本所一侧母线失电；本所母联备自投装置通过goose网络接收到跳闸装置发送的闭锁自投信号，立即闭锁数字化快速备自投保护，同时通过goose网络发送启动自投信号给相邻两变电所的母联备自投装置，相邻两变电所的母联备自投装置再结合其系统的母线电压信号智能判断备自投是否动作。

优化地，goose网络通信异常故障处理：环网线路故障、所内母线故障和断路器失灵越级跳闸导致母线失电的备自投动作逻辑是在与相关开关保护系统均goose网络通信正常的情况下的，当系统检测到与相关系统goose网络通信出现异常时，数字化快速备自投保护自动退出，同时启动备自投后备保护，通过供电环网所间时间配合来实现备自投保护。

述硬件平台设置在变电所内，变电所内设置有两条通路，一根为变电所主线，另一个为出线，所述主线上设置有i母，出线上设置有ii母，所述硬件平台采集到启动自投开入信号、备自投投入信号、备自投充电信号与闭锁的自投开入信号后进行逻辑运算，逻辑电路分为两侧，一侧是当i母无压、ii母有压时，连同采集的启动自投开入信号、备自投投入信号、备自投充电信号与闭锁的自投开入信号和goose通讯正常信号进行逻辑与运算，当满足上述条件时，通过定时器th1后进行逻辑或运算，在进行跳i母环网进线动作的同时，将运算结果与i母环网进线跳位进行逻辑与运算，形成i母环网进线跳位侧逻辑；另一侧是当i母有压、ii母无压时，连同采集的启动自投开入信号、备自投投入信号、备自投充电信号与闭锁的自投开入信号和goose通讯正常信号进行逻辑与运算当满足上述条件时，通过定时器th1后进行逻辑或运算，在进行跳ii母环网进线动作的同时，将运算结果与ii母环网进线跳位进行逻辑与运算，形成ii母环网进线跳位侧逻辑；将i母环网进线跳位侧逻辑与ii母环网进线跳位侧逻辑进行逻辑或运算，当某一侧进行动作时，合母联自投动作。

本发明的有益效果是：不仅能够解决环网线路故障时母联备自投保护可靠性的问题，还能够解决母线故障及断路器失灵越级跳闸母联备自投保护速动性和选择性的问题，同时克服常规二次保护装置之间电缆复杂，电缆异常不能自检，调试、维护麻烦等缺点，实现了装置间二次回路的智能化监测，提高了控制信号传输的可靠性，降低运维难度。提高了环网供电系统的供电可靠性和供电连续性。该技术方案具有很好的应有前景

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明适用于轨道交通中压供电环网的备自投系统，提高了控制信号传输的可靠性，降低运维难度；

2、本发明适用于轨道交通中压供电环网的备自投系统，提高了环网供电系统的供电可靠性和供电连续性；

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为城市轨道交通中压环网结构。

图2本发明的数字化快速备自投动作逻辑图。

图3正常运行方式，典型故障点示例。

图4本发明实施例二中非正常运行方式(一)，典型故障点示例。

图5本发明实施例二中非正常运行方式(二)，典型故障点示例。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例一

如图1～3所示，系统方案实施：本实施例的适用于轨道交通中压供电环网的数字化母联自投系统采用新一代32位基于arm的通用硬件平台，保护和mmi显示一体化的结构；系统硬件组成有：交流插件、cpu插件、出口插件、开入开出插件、电源插件；交流插件可提供多路保护电流、测量电流、保护电压的接入，分别供保护和测量用；cpu插件接收交流采样数据和各种遥信信息，实现复杂数据运算和逻辑处理，使各类事件能得到快速响应，插件还提供光纤接口、以太网接口和串口通信，通信接口方式选择灵活配置，可灵活组建goose网络；开入开出插件提供多路开入量和开出量，所有开入量接入装置后均通过光耦进行电气隔离，所有开出量都以继电器空接点形式输出；出口插件提供保护跳闸、合闸开出回路；电源插件提供多路稳压电源，给装置其他插件供电，并还提供多路开入量。装置采用全封闭机箱，强弱电严格分开，抗干扰能力强，硬件回路的全面自检。系统软件采用实时多任务系统，采用许继独立产权的“vld”可视化逻辑开发工具，软件可靠性高，具备离线的逻辑仿真功能，可实现事故分析“透明化”。

数字化快速母联备自投保护功能实现：环网线路故障导致母线失电：当环网线路发生故障时，本所光纤纵差保护装置或综合线路保护装置跳闸，导致本所一侧母线失电，母联备自投装置通过goose网接收到跳闸装置发送的启动自投信号，结合本系统一侧母线失压、另一侧母线有压，立即启动数字化快速备自投保护，实现失电母线迅速供电。

如图2所示，进行逻辑动作时分为两侧，一侧是当i母无压、ii母有压时，连同启动自投开入、备自投投入、备自投充电与闭锁的自投开入和goose通讯正常进行逻辑与运算，当满足上述条件时，通过定时器th1后进行逻辑或运算，在进行跳i母环网进线动作的同时，将运算结果与i母环网进线跳位进行逻辑与运算，形成i母环网进线跳位侧逻辑；另一侧是当i母有压、ii母无压时，连同启动自投开入、备自投投入、备自投充电与闭锁的自投开入和goose通讯正常进行逻辑与运算当满足上述条件时，通过定时器th1后进行逻辑或运算，在进行跳ii母环网进线动作的同时，将运算结果与ii母环网进线跳位进行逻辑与运算，形成ii母环网进线跳位侧逻辑；将i母环网进线跳位侧逻辑与ii母环网进线跳位侧逻辑进行逻辑或运算，当某一侧进行动作时，合母联自投动作。

所内母线故障导致母线失电：当本系统母线发生故障时，本所故障母线侧的进出线综合线路保护装置跳闸，导致本所一侧母线失电，本所母联备自投装置通过goose网接收到跳闸装置发送的闭锁自投信号，立即闭锁数字化快速备自投保护，同时通过goose网发送启动自投信号给相邻两变电所的母联备自投装置，相邻两变电所的母联备自投装置再结合其系统的母线电压信号智能判断备自投是否动作。

断路器失灵越级跳闸导致母线失电：当本系统馈出线或环网出线发生故障且出现断路器失灵情况时，本所故障侧的进线综合线路保护装置通过断路器失灵保护实现越级跳闸，导致本所一侧母线失电；本所母联备自投装置通过goose网接收到跳闸装置发送的闭锁自投信号，立即闭锁数字化快速备自投保护，同时通过goose网发送启动自投信号给相邻两变电所的母联备自投装置，相邻两变电所的母联备自投装置再结合其系统的母线电压信号智能判断备自投是否动作。上诉备自投保护动作原理如附图2数字化快速备自投保护原理图所示。

goose网络通信异常故障处理：环网线路故障、母线故障和断路器失灵越级跳闸导致母线失电的备自投动作逻辑是在与相关开关保护系统均goose网络通信正常的情况下的，当系统检测到与相关系统goose网络通信出现异常时，数字化快速备自投保护自动退出。同时启动备自投后备保护，通过所间时间配合来实现备自投保护。备自投后备保护动作原理如附图2备自投保护后备原理图所示。

实施例二

如图3～5所示，本实施例在实施例一的基础上，对典型故障进行分析，正常运行方式(母联分位、环网联络开关分位)，下表中的a:光差跳闸信号；b:自投启动goose信号；c:闭锁自投goose信号或本体的母线保护、断路器失灵保护动作信号；d:母线一段有压另一段无压；

①、两所间环网电缆故障(k1)，且光纤差动保护正常

②、两所间环网电缆故障(k1)，且光纤通道故障，所间goose通道正常

③、b所ⅰ#母线故障(k2)

④、b所ⅱ#母线故障(k3)

⑤、馈出线故障(k4)

⑥、馈出线故障(k4),馈出线断路器失灵,上级开关越级跳

⑦、两所间环网电缆故障(k1)，出线断路器失灵，上级开关越级跳

非正常运行方式一(母联处于合位)(见附图4)

①、两所间环网电缆故障(k1)，且光纤差动保护正常

②、两所间环网电缆故障(k1)，且光纤通道故障，所间goose通道正常

③、b所ⅰ#母线故障(k2)

④、b所ⅱ#母线故障(k3)

⑤、馈出线故障(k4)

⑥、馈出线故障(k4),馈出线断路器失灵,上级开关越级跳

⑦、两所间环网电缆故障(k1)，出线断路器失灵，上级开关越级跳

非正常运行方式二(环网联络开关处于合位)(见附图5)

①、两所间环网电缆故障(k1)，且光纤差动保护正常

②、两所间环网电缆故障(k1)，且光纤通道故障，所间goose通道正常

③、b所ⅰ#母线故障(k2)

④、b所ⅱ#母线故障(k3)

⑤、馈出线故障(k4)

⑥、馈出线故障(k4),馈出线断路器失灵,上级开关越级跳

⑦、两所间环网电缆故障(k5)，出线断路器失灵，上级开关越级跳

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。