本發(fā)明涉及繼電保護技術領域，具體涉及一種繼電保護配置方法及繼電保護系統(tǒng)。

背景技術：

繼電保護主要是利用電力系統(tǒng)中電力元件發(fā)生短路或異常情況時的電氣量(電流、電壓、功率、頻率等)以及其他的物理量，如變壓器油箱內(nèi)故障時伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強度的增高，在電力系統(tǒng)中的電力元件(如發(fā)電機、線路等)或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運行時，向運行值班人員及時發(fā)出警告信號，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件的進一步發(fā)展。

為了確保電網(wǎng)運行安全，繼電保護裝置必須在技術上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本要求。為此繼電保護裝置一般都設置有主保護和后備保護。其中主保護是指能按要求的速度切除保護元件范圍內(nèi)的某種短路故障的繼電保護；后備保護是指當主保護或斷路器拒絕動作時起保護作用的繼電保護，這無疑給繼電保護提供了雙保險。但現(xiàn)有技術中的繼電保護裝置，尤其是大型的繼電保護系統(tǒng)，其電力系統(tǒng)中各個電力元件的主保護和后備保護均由同1塊CPU板卡來控制，一旦該CPU板卡發(fā)生故障，將會使電力系統(tǒng)中的該CPU板卡對應的電力元件同時失去主保護和后備保護，導致繼電保護失效。

技術實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明實施例要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術中的繼電保護配置不合理，CPU板卡出現(xiàn)故障時，易導致該CPU板卡對應的某個或者多個電力系統(tǒng)元件繼電保護失效。

為此，本發(fā)明實施例提供了如下技術方案：

本發(fā)明實施例提供了一種繼電保護配置方法，包括：根據(jù)對被保護對象進行主保護和后備保護所需要的保護算法以及CPU板卡的運算速度確定CPU板卡的數(shù)量；根據(jù)各個所述被保護對象所需要的保護算法的復雜度，將需要執(zhí)行的所有所述保護算法分配到各個CPU板卡中，并使各個所述被保護對象的主保護和后備保護分別置于不同的CPU板卡中；在每個所述CPU板卡中配置兩個處理芯片，其中一個處理芯片處理所述保護算法中的繼電保護啟動算法，另一個處理芯片處理所述繼電保護啟動算法對應的繼電保護動作算法；配置仲裁板以接收并處理所有所述保護算法的計算結果，根據(jù)所述計算結果獲取對各個所述被保護對象進行主保護或者后備保護的最終出口信息。

可選地，本發(fā)明實施例所述的繼電保護配置方法，所述兩個處理芯片獨立并行運行。

可選地，本發(fā)明實施例所述的繼電保護配置方法，還包括：若所述CPU板卡的數(shù)量大于或等于2時，并行配置所述CPU板卡以使各個所述CPU板卡獨立并行運行。

可選地，本發(fā)明實施例所述的繼電保護配置方法，還包括：給所述仲裁板配置快速出口和慢速出口，使所述快速出口輸出信息的傳輸速度高于所述慢速出口輸出信息的傳輸速度；所述仲裁板根據(jù)所述被保護對象的特性將所述最終出口信息劃分為經(jīng)所述快速出口輸出的快速出口信息和經(jīng)所述慢速出口輸出的慢速出口信息。

可選地，本發(fā)明實施例所述的繼電保護配置方法，還包括：并行配置第一總線和第二總線，所述第一總線和所述第二總線傳輸內(nèi)容一致，用于向各個所述CPU板卡傳輸所述保護算法所需的數(shù)據(jù)，并輸出所述保護算法的計算結果至所述仲裁板。

本發(fā)明實施例還提供了一種繼電保護系統(tǒng)，包括：CPU板卡，所述CPU板卡的數(shù)量根據(jù)對被保護對象進行主保護和后備保護所需要的保護算法以及CPU板卡的運算速度確定；并且根據(jù)各個所述被保護對象所需要的保護算法的復雜度，將需要執(zhí)行的所有所述保護算法分配到各個CPU板卡中，使各個所述被保護對象的主保護和后備保護分別置于不同的CPU板卡中；且所述CPU板卡上配置有第一處理芯片和第二處理芯片；所述第一處理芯片，用于處理所述保護算法中的繼電保護啟動算法；所述第二處理芯片，用于處理所述繼電保護啟動算法對應的繼電保護動作算法；仲裁板，用于接收并處理所有所述保護算法的計算結果，根據(jù)所述計算結果獲取對各個所述被保護對象進行主保護或者后備保護的最終出口信息。

可選地，本發(fā)明實施例所述的繼電保護系統(tǒng)，若CPU板卡的數(shù)量大于或等于2時，并行配置CPU板卡以使各個CPU板卡獨立并行運行。

可選地，本發(fā)明實施例所述的繼電保護系統(tǒng)，所述仲裁板配置有快速出口和慢速出口，所述快速出口輸出信息的傳輸速度高于所述慢速出口輸出信息的傳輸速度；所述仲裁板根據(jù)所述被保護對象的特性將所述最終出口信息劃分為經(jīng)所述快速出口輸出的快速出口信息和經(jīng)所述慢速出口輸出的慢速出口信息。

可選地，本發(fā)明實施例所述的繼電保護系統(tǒng)，還包括：第一總線和第二總線；所述第一總線和所述第二總線并行配置且傳輸內(nèi)容一致，用于向各個所述CPU板卡傳輸所述保護算法所需的數(shù)據(jù)，并輸出所述保護算法的計算結果至所述仲裁板。

本發(fā)明實施例技術方案，具有如下優(yōu)點：

本發(fā)明實施例提供了一種繼電保護配置方法，通過將各個被保護對象的主保護和后備保護分別配置于不同的CPU板卡中，在提高繼電保護配置靈活性的同時，因為各個被保護對象的主保護和后備保護分別配置在不同的CPU板卡中，即使任意一個CPU板卡發(fā)生故障，其對應的被保護對象也只會失去主保護或者后備保護中的一種，而不會失去全部的保護，使各個被保護對象的主保護和后備保護互相獨立又互為備用，極大減小了保護拒動的可能性，進而提升了保護裝置的可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例1中繼電保護配置方法的一個具體實例的流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例2中繼電保護系統(tǒng)的一個具體實例的結構框圖。

附圖標記：

1-CPU板卡；2-仲裁板；3-第一總線；4-第二總線；11-第一信號處理芯片；12-第二信號處理芯片。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發(fā)明實施例的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明實施例的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明實施例和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明實施例的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，還可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是無線連接，也可以是有線連接。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

此外，下面所描述的本發(fā)明不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。

實施例1

目前，繼電保護裝置中通常僅配置1塊CPU板卡或者2塊功能不獨立的CPU板卡，導致繼電保護裝置的功能較為單一，對于大型保護系統(tǒng)需要安裝多套保護裝置的問題，為了適應大型電力電子裝置，本發(fā)明實施例提出了一種多CPU板卡并行計算的保護配置方法，可實現(xiàn)多種保護功能，替代多種單一功能的保護裝置，并簡化大型繼電保護系統(tǒng)的配置。

本實施例提供的繼電保護配置方法，如圖1所示，包括：

S1.根據(jù)對被保護對象進行主保護和后備保護所需要的保護算法以及CPU板卡的運算速度確定CPU板卡的數(shù)量。具體地，被保護對象可以包括電力系統(tǒng)中的各種電力元件，比如發(fā)電機、線路(如母線、短引線)、變壓器、換流閥、電抗器等。一般來說被保護對象越多，執(zhí)行保護算法時需要處理的數(shù)據(jù)就越多，自然需要更多數(shù)量的CPU板卡；而CPU板卡的運算速度越快，自然就越會降低板卡的使用量。因此可以根據(jù)對被保護對象進行主保護和后備保護所需要的保護算法的運算量以及CPU板卡的運算速度來合理確定所需CPU板卡的數(shù)量。

S2.根據(jù)各個被保護對象所需要的保護算法的復雜度，將需要執(zhí)行的所有保護算法分配到各個CPU板卡中，并使各個被保護對象的主保護和后備保護分別置于不同的CPU板卡中。具體地，可以基于均衡原則，使各個運算速度相近的CPU板卡所處理的運算量相接近。比如可如果被保護對象所需要的保護算法復雜度較低，則可以多分配幾個被保護對象的主保護或者后備保護到同一個CPU板卡中，如果被保護對象所需要的保護算法復雜度很高，有可能一個CPU板卡只分配一個被保護對象的主保護或者后備保護，只要確保各個被保護對象的主保護和后備保護分別置于不同的CPU板卡中即可。

S3.在每個CPU板卡中配置兩個處理芯片，其中一個處理芯片處理保護算法中的繼電保護啟動算法，另一個處理芯片處理繼電保護啟動算法對應的繼電保護動作算法。具體地，主保護和后備保護所需要的保護算法均包含繼電保護啟動算法和該繼電保護啟動算法對應的繼電保護動作算法，其中繼電保護啟動算法的計算結果發(fā)送給仲裁板的同時可以直接作用于啟動繼電器，繼電保護動作算法的計算結果發(fā)送給仲裁板后，不能直接作用于出口繼電器，需要經(jīng)仲裁板邏輯運算轉(zhuǎn)換為最終出口信息后才能作用于出口繼電器。也即繼電保護啟動的條件比較容易滿足，被保護對象正常運行時繼電保護啟動也有可能開啟，如電壓、電流波動等都會造成繼電保護啟動開啟，但是不會產(chǎn)生出口信息，斷路器不跳閘；而繼電保護動作的條件則比較嚴格，需要仲裁板進一步邏輯判斷，滿足動作邏輯條件后(比如電力元件出現(xiàn)故障)才會產(chǎn)生出口信息控制斷路器跳閘。通過在每個CPU板卡中設置兩個處理芯片來分別處理繼電保護啟動算法以及繼電保護啟動算法對應的繼電保護算法，能夠進一步加快數(shù)據(jù)處理速度。進一步提升繼電保護啟動和繼電保護動作反映的靈敏度。

S4.配置仲裁板以接收并處理所有保護算法的計算結果，根據(jù)計算結果獲取對各個被保護對象進行主保護或者后備保護的最終出口信息。具體地，仲裁板可以對所有保護算法的計算結果再進行邏輯運算，從而得到最終出口信息，實現(xiàn)了對CPU板卡各種計算結果的匯總和仲裁，節(jié)省了CPU板卡的開銷，也更易于與其它裝置的連接。

本實施例中的繼電保護配置方法，因為將各個被保護對象的主保護和后備保護分別置于不同的CPU板卡中，即使任意一個CPU板卡發(fā)生故障，其對應的被保護對象也只會失去主保護或者后備保護中的一種，而不會失去全部的保護，從而使各個被保護對象的主保護和后備保護即互相獨立又互為備用，極大減小了保護拒動的可能性，進而提升了繼電保護的可靠性。

作為一種可選的實施方式，本實施例中的繼電保護配置方法，兩個處理芯片獨立并行運行。具體地，兩個處理芯片獨立并行運行，能夠使繼電保護啟動和繼電保護動作各自獨立運行，進一步提升繼電保護啟動和繼電保護動作反映的靈敏度。

作為一種可選的實施方式，本實施例中的繼電保護配置方法，還包括：

S5.若CPU板卡的數(shù)量大于或等于2時，并行配置CPU板卡以使各個CPU板卡獨立并行運行。具體地，通過并行獨立配置CPU板卡，可以使各個CPU板卡獨立并行運行，在提升整體數(shù)據(jù)運算效率的同時，也避免了CPU板卡相互間的影響。

作為一種可選的實施方式，本實施例中的繼電保護配置方法，還包括：

S6.給仲裁板配置快速出口和慢速出口，使快速出口輸出信息的傳輸速度高于慢速出口輸出信息的傳輸速度；仲裁板根據(jù)被保護對象的特性將最終出口信息劃分為經(jīng)快速出口輸出的快速出口信息和經(jīng)慢速出口輸出的慢速出口信息。具體地，仲裁板的快速出口可以通過光纖將快速出口信息發(fā)出到動作對象，慢速出口可以經(jīng)過數(shù)字量處理裝置將慢速出口信息發(fā)出到動作對象。且仲裁板可以根據(jù)被保護對象發(fā)生故障時的危害程度對其對應的最終出口信息進行劃分，危害程度大的出口信息為快速出口信息，危害程度小的出口信息為慢速出口信息。通過快速出口輸出快速出口信息，保證了重要被保護對象故障時的優(yōu)先切除。

作為一種可選的實施方式，本實施例中的繼電保護配置方法，還包括：

S7.并行配置第一總線和第二總線，第一總線和第二總線傳輸內(nèi)容一致，用于向各個CPU板卡傳輸保護算法所需的數(shù)據(jù)，并輸出保護算法的計算結果至仲裁板。具體地，通過并向配置通信內(nèi)容一致的第一總線和第二總線，在第一總線通信異常時，第二總線依然可以完成保護算法所需數(shù)據(jù)的輸入以及保護算法計算結果的輸出，若兩條通信總線均出現(xiàn)異常通信時，還可以使用最近一次通信正常時的總線數(shù)據(jù)，能夠使CPU板卡盡可能獲取到最接近被保護對象實際狀態(tài)的數(shù)據(jù)，提高了繼電保護配置通信的可靠性，減少了繼電保護拒動、誤動的可能性。

實施例2

本實施例提供了一種繼電保護系統(tǒng)，可以根據(jù)被保護對象配置相應的模擬量采集裝置接入各類CT、PT的采樣數(shù)據(jù)，配置數(shù)字量處理裝置接入開入量、發(fā)送開出量，實現(xiàn)繼電保護過程中采樣數(shù)據(jù)的輸入以及出口信息的輸出，如圖2所示，包括：

CPU板卡1，CPU板卡的數(shù)量根據(jù)對被保護對象進行主保護和后備保護所需要的保護算法以及CPU板卡的運算速度確定；并且根據(jù)各個被保護對象所需要的保護算法的復雜度，將需要執(zhí)行的所有保護算法分配到各個CPU板卡1中，使各個被保護對象的主保護和后備保護分別置于不同的CPU板卡1中。

CPU板卡1上配置有第一處理芯片11和第二處理芯片12；第一處理芯片11，用于處理保護算法中的繼電保護啟動算法；第二處理芯片12，用于處理繼電保護啟動算法對應的繼電保護動作算法。

仲裁板2，用于接收并處理所有保護算法的計算結果，根據(jù)計算結果獲取對各個被保護對象進行主保護或者后備保護的最終出口信息。

本實施例中的繼電保護系統(tǒng)，因為將各個被保護對象的主保護和后備保護分別置于不同的CPU板卡中，即使任意一個CPU板卡發(fā)生故障，其對應的被保護對象也只會失去主保護或者后備保護中的一種，而不會失去全部的保護，從而使各個被保護對象的主保護和后備保護即互相獨立又互為備用，極大減小了保護拒動的可能性，進而提升了繼電保護的可靠性。

作為一種可選的實施方式，本實施例中的繼電保護系統(tǒng)，第一處理芯片11和第二處理芯片12獨立并行運行。

作為一種可選的實施方式，本實施例中的繼電保護系統(tǒng)，若CPU板卡1的數(shù)量大于或等于2時，并行配置CPU板卡1以使各個CPU板卡獨立并行運行。

作為一種可選的實施方式，本實施例中的繼電保護系統(tǒng)，仲裁板2配置有快速出口和慢速出口，快速出口輸出信息的傳輸速度高于慢速出口輸出信息的傳輸速度；仲裁板2根據(jù)被保護對象的特性將最終出口信息劃分為經(jīng)快速出口輸出的快速出口信息和經(jīng)慢速出口輸出的慢速出口信息。

作為一種可選的實施方式，本實施例中的繼電保護系統(tǒng)，還包括：第一總線3和第二總線4；第一總線3和第二總線4并行配置且傳輸內(nèi)容一致，用于向各個CPU板卡1傳輸保護算法所需的數(shù)據(jù)，并輸出保護算法的計算結果至仲裁板2。

本領域內(nèi)的技術人員應明白，本發(fā)明的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的計算機程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、設備(系統(tǒng))、和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。