一种适用于配电网的站域保护测控装置的制作方法

本实用新型属于继电保护技术领域，具体涉及一种适用于配电网的站域保护测控装置。

背景技术：

长期以来我国电力缺口较大，投资的重点是发电厂及输电网的建设，经过多年的投入，电力的需求已逐渐能满足实际需要。而随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的提高，用户对供电的质量和可靠性也提出了更高的要求，当前的主要矛盾就出现在了配电环节。由于过去对配电系统投入较少，导致配电网结构、保护配置等方面技术落后，导致配电网保护自动化水平低，供电可靠性不高，用户体验差，严重影响了人民生活和经济建设的发展。

为了解决配电网系统存在的上述问题，近年来，对于配电网系统继电保护的相关研究逐渐深入，智能配电网概念的提出使得配网自动化理论的相关研究成为今后的发展趋势。比如，以输电网中保护配置的思路去进行配电网改造，通过输变电系统继电保护中现有成熟的理论及技术的应用，可以快速提高配电网的保护水平，有效减少停电范围，降低停电时间，大大提升供电可靠性，为广大电力用户不间断的提供优质电能。

在进行配电网继电保护技术改造的过程中，考虑到配电网系统自身的特殊性，如配电站主要以进出线路为主且在某一区域内通常存在多个配电站或开闭所站，目前配电网系统中保护装置过于分散、成本高、自动化水平低以及供电可靠性不高等问题。

技术实现要素：

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种适用于配电网的站域保护测控装置，用于66kV及以下电压等级中低压配电网系统继电保护的应用场合。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种适用于配电网的站域保护测控装置，其特征在于：包括主机和子机；

所述主机包括CPU组件和人机接口板，所述CPU组件与人机接口板相连；

所述CPU组件包括一块综合CPU和两块光纵CPU，所述综合CPU与所述光纵CPU通过光纤级联；所述综合CPU带有千兆光口、百兆光口和调试网口；所述光纵CPU带有百兆光口、光纵口和调试网口；

所述子机包括一块子机CPU板、DI板、DO板和AC组件，所述DI板、DO板和AC组件分别与子机CPU板相连；

所述子机CPU板带有百兆光口和调试网口；所述AC组件包括三块AC板，其中一块AC板含有多个电压互感器，另外两块AC板各含有多个电流互感器；

所述子机CPU板与所述主机上的综合CPU和光纵CPU通过光纤级联。

作为优选方案，所述综合CPU带有两对千兆光口、三对百兆光口和一个调试网口。

作为优选方案，所述光纵CPU带有两对百兆光口、一对光纵口和一个调试网口。

作为优选方案，所述子机CPU板带有三对百兆光口和一个调试网口。

作为优选方案，所述的适用于配电网的站域保护测控装置，其特征在于：AC组件的三块AC板中，其中一块AC板含有4个电压互感器，另外两块AC板各含有12个电流互感器。子机上的AC组件可同时采集站内不超过8条进出线路的三相电流信号以及母线的三相电压和零序电压信号。

作为优选方案，所述的适用于配电网的站域保护测控装置，其特征在于：所述站域保护测控装置接入66kV及以下电压等级的配电网系统中。

所述的适用于配电网的站域保护测控装置，主机中的两块光纵CPU各含有一对光纵口，用于实现站内不超过两条线路的纵联电流差动保护功能。

所述的适用于配电网的站域保护测控装置，主机中的综合CPU含有两对千兆光口，用于通过光纤与其他站中的站域保护测控装置级联，实现区域配电网保护的配合。

有益效果：本实用新型提供的适用于配电网的站域保护测控装置，通过多个CPU之间相互通信实现配电网站内的保护和测控功能；本实用新型还可以通过千兆光口实现装置间的级联，从而实现配电站之间保护功能的配合。本实用新型可以有效解决目前配电网保护装置分散、成本高、自动化水平低、供电可靠性不高等突出问题。同时，由子机负责采样和跳闸操作可实现对整站内多条线路信息的采集，主机则负责数据的运算处理和结果显示，通过主、子机配合实现完整的保护测控功能；配电站之间可通过HSR网络实现保护装置间的通信，从而实现配电网的区域互联，提高配电网的供电可靠性。通过对配电站中分散的保护进行集成实现站内保护的一体化，即仅由一台装置即可实现整个配电站母线和多条进出线路的综合保护功能。在一体化的综合保护装置中增加千兆级联口，通过光纤实现装置间的级联，可以实现站与站之间保护信息的交互，配合站域备自投装置的应用，可以提高区域配电网的自愈能力和供电的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的适用于配电网的站域保护测控装置架构图。

图2是图1的一个具体实施例。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要说明书的是：本实用新型的改进点在于硬件组件、及其配置和连接方式。

如图1至图2所示，本实用新型提供了一种适用于配电网的站域保护测控装置，包括主机和子机。具体如下：

子机由一块普通CPU板、DI板、DO板和AC组件组成，其中，CPU板分别于DI板、DO板和AC组件相连，作为子机的核心，CPU板完成模拟量、开关量的采集和开关量的输出任务。

AC组件包括三块AC板，其中一块含有4个电压互感器，另外两块AC板各含有12个电流互感器，通过这些电压、电流互感器可实现配电站内一条母线三相电压、零序电压和不超过8条进出线路三相电流信号的采集。

主机由CPU组件和人机接口板组成，其中，CPU组件包括一块综合CPU板和两块光纵CPU板，综合CPU通过光纤与两块光纵CPU通信，实现保护信息的交互。人机接口板与CPU组件相连，负责界面显示、按键操作响应、与外部通信等人机交互功能。

主机上的综合CPU带有两对千兆光口、三对百兆光口和一个调试网口，光纵CPU带有两对百兆光口、一对光纵口和一个调试网口，子机上的普通CPU板带有三对百兆光口和一个调试网口。主机上的综合CPU和光纵CPU通过光纤与子机上的普通CPU板通信，接收由子机CPU传递来的模拟量和开入量等信息，通过运算和处理后将保护动作或告警等信息传递给子机CPU，由子机CPU实现保护的跳合闸等操作。

如图2所示，综合CPU上的千兆光口可以与其他配电站内的站域保护测控装置通过HSR网络实现通信互联，结合专用的站域备自投装置可以实现某一区域多个配电站保护的配合，增强区域配电网的自愈能力，提高配电网供电的可靠性。

本实用新型的工作原理如下：

基于本实用新型的适用于配电网的站域保护测控装置应用于66kV及以下电压等级的中低压配电网系统中，主要适用于但不限于一条配电母线带2条进线和6条出线的配电站或开闭所中。本装置通过子机AC组件中的电流、电压互感器采集经一次互感器传变后的母线三相电压和进出线三相电流信号，AC组件将采集到的上述模拟量信号送给子机CPU，再通过级联的光纤将上述信号传递给主机的三个CPU；主机CPU通过计算处理后判断系统是否发生了线路或母线故障，运算结果一方面通过级联光纤反馈给子机CPU，子机CPU根据收到的反馈信息确定是否采取跳合闸等操作，另一方面通过与之相连的人机接口板实现人机界面显示与交互。

主机的综合CPU同时接收子机CPU传来的所有电压电流信号，通过对这些信号的运算处理实现8条线路的测控功能、母线保护功能、6条线路的三段式过流保护功能和单相重合闸功能等；主机的两块光纵CPU分别接收一条线路的三相电流信号和母线三相电压信号，分别实现一条线路的过流保护和单相重合闸功能，同时通过光纵口与对侧保护装置互联实现纵联电流差动保护功能。综合CPU和光纵CPU之间通过光纤级联，可以实现保护功能的配合，如综合CPU判断出母差保护动作并将该信号传递给光纵CPU从而闭锁光纵CPU所对应线路的重合闸功能等。以上所述的母线保护、过流保护和重合闸等功能只需采用简单的编程即可实现，属于业内非常成熟的现有技术。

主机的综合CPU除了与光纵CPU以及子机的CPU级联实现装置内部信息交互之外，综合CPU上还带有两对千兆光口，通过这两对千兆光口可以与多个配电站中的站域保护测控装置组成环网，当环网中的配电站满足双电源供电且仅存在一个开环点时，在这个环网中只需接入一台专用的站域备自投装置即可实现整个区域配电网保护的配合，如图2所示，区域配电网保护的配合可大大提高整个区域配电网的自动化水平、自愈能力以及供电的可靠性。

综上所述，本实用新型的适用于配电网的站域保护测控装置可以有效解决传统配电网中保护装置分散性大、自动化水平低的问题。通过主、子机和多CPU交互的设计实现对整站多条进出线路和配电母线的一体化保护；通过HSR网络可实现多个配电站保护装置间的相互通信，配合站域备自投装置可增强配网系统的自愈能力，大大提高配网的供电可靠性，具有良好的应用前景。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

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。