專利名稱：一種牽引變壓器保護(hù)方法、設(shè)備和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣化鐵路牽引供電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種牽引變壓器保護(hù)方法、設(shè)備和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
牽引變電站是向牽引系統(tǒng)供電的變電站，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，鐵路建設(shè)從電氣化逐步向高速化、客運(yùn)專線化發(fā)展，作為鐵路供電系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，牽引變電站供電及保護(hù)的性能直接關(guān)系著列車供電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。各區(qū)段根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求裝設(shè)了接線方式及參數(shù)各異的牽引變壓器，現(xiàn)有的牽引變電站需根據(jù)各個(gè)牽引變壓器繞組型式、電流互感器接線形式等參數(shù)進(jìn)行差動電流的系數(shù)矩陣的配置，并采用多個(gè)CPU分別進(jìn)行保護(hù)測控的形式，以及，設(shè)定對應(yīng)相的差動電流與對應(yīng)相的制動電流作比值與整定斜率比較的方式進(jìn)行差動保護(hù)；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)， 由繼電保護(hù)動作切除故障變壓器；二次諧波按相制動，即對應(yīng)相的二次諧波與對應(yīng)相的基波比較達(dá)到定值實(shí)現(xiàn)制動。然而，現(xiàn)有的牽引變電站針對變壓器的保護(hù)配置方式及保護(hù)方法至少存在如下缺占.
^ \\\ ·由于牽引變壓器繞組形式繁多，多個(gè)CPU保護(hù)測控的形式存在設(shè)備配置重復(fù)的問題，由于根據(jù)出廠前的參數(shù)進(jìn)行變電站的配置不直觀而易出現(xiàn)實(shí)際變壓器裝配參數(shù)與初始配置不符，且差動保護(hù)采取分相制動保護(hù)則易受到負(fù)荷投入等因素產(chǎn)生誤動；而由于牽引變壓器在空載投入或空載投入帶配電線路的變壓器時(shí)都將產(chǎn)生較大勵(lì)磁電流則可能導(dǎo)致制動誤動°

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種牽引變壓器保護(hù)方法、設(shè)備和系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)減少硬件配置，提高牽引變壓器配置保護(hù)參數(shù)準(zhǔn)確率，以及降低差動保護(hù)及二次諧波制動誤動率的目的。—種牽引變壓器保護(hù)方法，包括利用現(xiàn)場可編程門陣列FPGA主模塊控制FPGA模擬量子模塊和FPGA開關(guān)量入出子模塊，分別按照預(yù)設(shè)頻率采集多路牽引變壓器的兩側(cè)電流/電壓IU模擬信號及開關(guān)量輸入信號；將所述標(biāo)準(zhǔn)變換后的IU模擬信號通過多點(diǎn)低電壓差分信號總線M-LVDS總線傳輸至CPU中計(jì)算得到差動電流和制動電流；并利用基于所述差動電流和制動電流的保護(hù)判據(jù)得到開關(guān)邏輯輸出值；并將所述開關(guān)量邏輯輸出值通過M-LVDS總線傳輸?shù)紽PGA開關(guān)量入出子模塊發(fā)出保護(hù)動作信號。為了完善上述方案，所述方法還包括對多個(gè)牽引變壓器的保護(hù)參數(shù)進(jìn)行基于多任務(wù)操作系統(tǒng)的配置，具體為
對各種牽引變壓器繞組接線形式、電流互感器接線形式分別與差動保護(hù)的模擬量通道和差動計(jì)算的系數(shù)矩陣建立映射關(guān)系，并配置靜態(tài)參數(shù)，所述靜態(tài)參數(shù)包括牽引變壓器繞組接線形式描述表、電流互感器接線形式描述表、差動保護(hù)的模擬量通道配置表、差動計(jì)算的系數(shù)矩陣、變壓器的保護(hù)測控功能描述表及保護(hù)定值參數(shù)表；以及配置動態(tài)數(shù)據(jù)路徑指示表，所述動態(tài)數(shù)據(jù)包括實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、錄播預(yù)存數(shù)據(jù)、中間計(jì)算參數(shù)。優(yōu)選地，將標(biāo)準(zhǔn)變換后的電流電壓模擬信號傳輸至CPU中計(jì)算得到差動電流和制動電流具體為通過FPGA模擬量子模塊將所述多路牽引變壓器兩側(cè)電流電壓模擬量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓信號并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電壓信號計(jì)算三相制動電流和三相差動電流，并提取所述三相制動電流中的最大值制動電流和三相差動電流中的二次諧波最大含量差動電流。利用基于所述差動電流和制動電流的保護(hù)判據(jù)得到開關(guān)邏輯輸出值，并將所述開關(guān)量邏輯輸出值通過M-LVDS總線傳輸?shù)紽PGA開關(guān)量入出子模塊發(fā)出保護(hù)動作信號，包括將三相差動電流分別與所述三相制動電流中的最大值制動電流作比值得到三相對應(yīng)相的差動保護(hù)斜率；當(dāng)某相的差動保護(hù)斜率大于或等于預(yù)設(shè)差動保護(hù)整定斜率時(shí)，并依照當(dāng)前開關(guān)量邏輯輸出值觸發(fā)差動保護(hù)動作信號；以及， 提取三相差動電流中的二次諧波最大含量值與三相差動電流的最大電流值作比， 當(dāng)該比值大于預(yù)設(shè)制動整定斜率時(shí)，并依照當(dāng)前開關(guān)量邏輯輸出值觸發(fā)閉鎖差動保護(hù)動作信號。為了完善上述方案，所述方法還包括通過M-LVDS將保護(hù)動作指示及事件復(fù)歸信息傳輸至人機(jī)交互界面HMI。一種牽引變壓器保護(hù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-4的牽引變壓器保護(hù)方法，包括現(xiàn)場可編程門陣列FPGA主模塊，用于控制FPGA子模塊；FPGA模擬量子模塊和FPGA開關(guān)量入出子模塊，分別用于按照預(yù)設(shè)頻率采集多路牽引變壓器兩側(cè)電流/電壓IU模擬信號及開關(guān)量輸入信號；以及，F(xiàn)PGA模擬量子模塊將IU模擬信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓信號并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；多點(diǎn)低電壓差分信號M-LVDS總線，用于實(shí)現(xiàn)FPGA各模塊間的通訊；并將所述標(biāo)準(zhǔn)變換后的IU模擬信號及開關(guān)量輸入信號傳輸至中央處理器CPU ；中央處理器CPU，用于計(jì)算所述開關(guān)量輸入信號及標(biāo)準(zhǔn)變換后的IU模擬信號得到差動電流和制動電流，并利用基于所述差動電流和制動電流的保護(hù)判據(jù)得到開關(guān)邏輯輸出值，以及，控制將所述開關(guān)量邏輯輸出值通過M-LVDS總線傳輸?shù)紽PGA開關(guān)量入出子模塊發(fā)出保護(hù)動作信號。優(yōu)選地，所述設(shè)備設(shè)置有多個(gè)FPGA開關(guān)量入出子模塊；所述中央處理器CPU嵌入FPGA主模塊中。為了完善上述方案，所述設(shè)備還包括
牽引變壓器數(shù)據(jù)庫單元，用于接收并存儲基于多任務(wù)操作系統(tǒng)的參數(shù)配置，包括對各種牽引變壓器繞組接線形式、電流互感器接線形式分別與差動保護(hù)的模擬量通道和差動計(jì)算的系數(shù)矩陣建立映射關(guān)系，并配置靜態(tài)參數(shù)，所述靜態(tài)參數(shù)包括牽引變壓器繞組接線形式描述表、電流互感器接線形式描述表、差動保護(hù)的模擬量通道配置表、差動計(jì)算的系數(shù)矩陣、變壓器的保護(hù)測控功能描述表及保護(hù)定值參數(shù)表；以及動態(tài)數(shù)據(jù)路徑指示表，所述動態(tài)數(shù)據(jù)包括實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、錄播預(yù)存數(shù)據(jù)、中間計(jì)算參數(shù)。人機(jī)交互界面HMI，用于接收并顯示通過M-LVDS將保護(hù)動作指示及事件復(fù)歸信肩、ο一種牽引變壓器保護(hù)系統(tǒng)，包括上述牽引變壓器保護(hù)設(shè)備。從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例利用M-LVDS總線技術(shù)將多個(gè)及多樣牽引變壓器的模擬信號量及開關(guān)量進(jìn)行傳輸，并結(jié)合FPGA主模塊控制的多個(gè)功能子模塊分別集中完成信號采集、計(jì)算和顯示等不同任務(wù)，滿足了不同牽引變壓器接線類型對保護(hù)測控功能的硬件配置的需要，解決了現(xiàn)有的技術(shù)中多CPU保護(hù)測控造成的硬件配置冗雜的缺點(diǎn)，在達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸和計(jì)算效率高的同時(shí)，減少了芯片及線路數(shù)量；另外，牽引變壓器的保護(hù)參數(shù)進(jìn)行基于多任務(wù)操作系統(tǒng)的配置，能夠?qū)崿F(xiàn)變電所根據(jù)牽引變壓實(shí)際保護(hù)的應(yīng)用需要進(jìn)行現(xiàn)場配置，提高了參數(shù)配置準(zhǔn)確性；并且，本牽引變壓器保護(hù)方法對差動保護(hù)的參考制動電流及二次諧波參考分量改進(jìn)，避免了變壓器負(fù)荷沖擊及空載投入時(shí)造成的誤動。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)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(shí)施例公開的一種牽引變壓器保護(hù)方法流程圖；圖2為本發(fā)明又一實(shí)施例公開的一種牽引變壓器保護(hù)方法流程圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種牽引變壓器保護(hù)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明又一實(shí)施例公開的一種牽引變壓器保護(hù)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了引用和清楚起見，下文中使用的技術(shù)名詞、簡寫或縮寫總結(jié)如下LVDS =Low-Voltage Differential Signaling 低壓差分信號；HMI Human Machine Interface,人機(jī)界面；M-LVDS Multipoint low Voltage Differential Signaling，多點(diǎn)低電壓差分信號。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。近年來鐵路建設(shè)從電氣化逐步向高速化、專線化方向發(fā)展，對于各個(gè)區(qū)段鐵路的供電安全性要求逐步提高，作為鐵路供電系統(tǒng)的樞紐機(jī)構(gòu)牽引變電站來說，其負(fù)責(zé)對該變電站覆蓋區(qū)段的所有牽引變壓器進(jìn)行保護(hù)測控及供電指示。牽引變壓器接的接線類型與地域、環(huán)境及供電需求等多種因素相關(guān)，往往一個(gè)牽引變電所負(fù)責(zé)多種不同接線類型，面對日益提升的供電安全性要求，針對牽引變壓器的保護(hù)測控的優(yōu)化方案成為人們研究的鐵路安全運(yùn)營的重要課題之一。發(fā)明人在對現(xiàn)有的牽引變壓器的保護(hù)測控方法、設(shè)備和系統(tǒng)的研究過程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的牽弓I變壓器繞組形式繁多，采用的是一個(gè)或數(shù)個(gè)變壓器對應(yīng)一個(gè)CPU的情況，即多個(gè)CPU保護(hù)測控的形式，要求配置與CPU對應(yīng)的硬件設(shè)備，從設(shè)備的數(shù)量上來說存在配置冗雜問題；現(xiàn)有的牽引變電所為了應(yīng)對種類多樣的變壓器保護(hù)需求，需要在變壓器投入使用前獲知該變壓器的參數(shù)并對應(yīng)的保護(hù)配置，而這樣的配置形式不直觀且容易出現(xiàn)實(shí)際變壓器裝配參數(shù)與初始設(shè)置不符的情況；目前的牽引變壓器差動保護(hù)都是按照對應(yīng)相的差動電流與對應(yīng)相的制動電流作比值與整定斜率比較，由于機(jī)車經(jīng)過分區(qū)時(shí)牽引變壓器的負(fù)荷沖擊較大，按照現(xiàn)有技術(shù)的比率差動方式很容易誤動；而由于牽引變壓器在空載投入或空載投入帶配電線路的變壓器時(shí)都將產(chǎn)生較大勵(lì)磁電流，由于目前的二次諧波制動原理按相制動，即對應(yīng)相的二次諧波與對應(yīng)相的基波比較達(dá)到定值實(shí)現(xiàn)制動，而由于牽引變壓器在空載投入或空載投入帶配電線路的變壓器時(shí)都將產(chǎn)生較大勵(lì)磁電流則可能導(dǎo)致制動誤動。發(fā)明人在大量研究和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，公開了本發(fā)明實(shí)施例牽引變壓器保護(hù)方法、 設(shè)備和系統(tǒng)，采用可編程邏輯陣列FPGA主模塊控制多個(gè)子模塊集中完成任務(wù)，減少保護(hù)裝置模塊的種類，根據(jù)變電站接線形式、變壓器的繞組、電流互感器的接線形式靈活配置模塊數(shù)量，簡化并規(guī)范了牽引變壓器保護(hù)模塊的配置，通過建立各種牽引變壓器繞組接線形式、 電流互感器接線形式與差動保護(hù)的模擬量通道、差動計(jì)算的系數(shù)矩陣等保護(hù)參數(shù)自動映射關(guān)系，提高牽引變壓器配置保護(hù)參數(shù)配置的正確率，以及通過對參考制動電流及二次諧波參考分量改進(jìn)，達(dá)到降低差動保護(hù)及二次諧波制動誤動率的目的。圖1示出了一種牽引變壓器保護(hù)方法，包括步驟11 利用現(xiàn)場可編程門陣列FPGA主模塊控制FPGA模擬量子模塊和FPGA開關(guān)量入出子模塊，分別按照預(yù)設(shè)頻率采集多路牽引變壓器的兩側(cè)電流/電壓IU模擬信號及開關(guān)量輸入信號；利用所述FPGA模塊的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)入出及快速處理性能，對多路牽引變壓器的開關(guān)量和模擬量進(jìn)行集中功能化的采集和轉(zhuǎn)換，減省現(xiàn)有技術(shù)中多CPU及對應(yīng)硬件設(shè)備的配置；所述預(yù)設(shè)頻率在本實(shí)施例中優(yōu)選為工頻周期50Hz，并不局限，且CPU可自動跟蹤實(shí)時(shí)工頻頻率變化。步驟12 將所述標(biāo)準(zhǔn)變換后的IU模擬信號利用多點(diǎn)低電壓差分信號總線M-LVDS 總線傳輸至CPU中計(jì)算得到差動電流和制動電流；步驟13 利用基于所述差動電流和制動電流的保護(hù)判據(jù)得到開關(guān)邏輯輸出值，并將所述開關(guān)量邏輯輸出值通過M-LVDS總線傳輸?shù)紽PGA開關(guān)量入出子模塊發(fā)出保護(hù)動作信號。也就是根據(jù)CPU實(shí)時(shí)計(jì)算的差動電流和制動電流，并與保護(hù)動作定值比較判別， 根據(jù)相關(guān)開關(guān)量邏輯輸入值在滿足動作的條件下，即發(fā)出保護(hù)動作信號。所述M-LVDS有多個(gè)驅(qū)動器或者接收器件共享單一的物理鏈路的互連應(yīng)用，傳輸速度快且電磁干擾小，在所述FPGA電路模塊高集成度及高速率數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)上，滿足了不同牽引變壓器接線類型對保護(hù)測控功能的硬件配置的需要，解決了現(xiàn)有的技術(shù)中多CPU保護(hù)測控造成的硬件配置冗雜的缺點(diǎn)，在達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸效率高的同時(shí)，減少了芯片及線路數(shù)量及線路電磁干擾。圖2示出了一種牽引變壓器保護(hù)方法，包括步驟21 對多個(gè)牽引變壓器的保護(hù)參數(shù)進(jìn)行基于多任務(wù)操作系統(tǒng)的配置，具體為所述基于多任務(wù)操作系統(tǒng)可優(yōu)選u C0SII，并以面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方式，在數(shù)據(jù)庫構(gòu)建層面，對各種牽引變壓器繞組接線形式、電流互感器接線形式分別與差動保護(hù)的模擬量通道和差動計(jì)算的系數(shù)矩陣建立映射關(guān)系，并配置靜態(tài)參數(shù)，所述靜態(tài)參數(shù)包括牽引變壓器繞組接線形式描述表、電流互感器接線形式描述表、差動保護(hù)的模擬量通道配置表、差動計(jì)算的系數(shù)矩陣、變壓器的保護(hù)測控功能描述表及保護(hù)定值參數(shù)表；該種將參量和繞組形式映射關(guān)系統(tǒng)一配置在FPGA中滿足了多種變壓器差動及制動計(jì)算的需要和擴(kuò)展性要求，在采集到針對牽引變壓器的兩側(cè)電流/電壓IU模擬信號及開關(guān)量輸入信號，便可根據(jù)與該牽引變壓器接線形式及電流互感器接線形式對應(yīng)的模擬量通道和差動計(jì)算的系數(shù)矩陣，進(jìn)行差動/制動電流計(jì)算及開關(guān)輸出信號的自動生成，從而省去針對獨(dú)立型號變壓器的單獨(dú)計(jì)算配置步驟，提高了的配置準(zhǔn)確性和布線便利性。以及配置動態(tài)數(shù)據(jù)路徑指示表，所述動態(tài)數(shù)據(jù)包括實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、錄播預(yù)存數(shù)據(jù)、中間計(jì)算參數(shù)。步驟22 利用現(xiàn)場可編程門陣列FPGA主模塊控制FPGA模擬量子模塊和FPGA開關(guān)量入出子模塊，分別按照預(yù)設(shè)頻率采集多路牽引變壓器的兩側(cè)電流/電壓IU模擬信號及開關(guān)量輸入信號；步驟23 將所述標(biāo)準(zhǔn)變換后的IU模擬信號利用多點(diǎn)低電壓差分信號總線M-LVDS 總線傳輸至CPU中計(jì)算得到差動電流和制動電流；所述差動電流和制動電流的計(jì)算過程可通過以下公式進(jìn)行
權(quán)利要求
1.一種牽引變壓器保護(hù)方法，其特征在于，包括利用現(xiàn)場可編程門陣列FPGA主模塊控制FPGA模擬量子模塊和FPGA開關(guān)量入出子模塊，分別按照預(yù)設(shè)頻率采集多路牽引變壓器的兩側(cè)電流電壓IU模擬信號及開關(guān)量輸入信號；將所述標(biāo)準(zhǔn)變換后的IU模擬信號通過多點(diǎn)低電壓差分信號總線M-LVDS總線傳輸至 CPU中計(jì)算得到差動電流和制動電流；利用基于所述差動電流和制動電流的保護(hù)判據(jù)得到開關(guān)邏輯輸出值，并將所述開關(guān)量邏輯輸出值通過M-LVDS總線傳輸?shù)紽PGA開關(guān)量入出子模塊發(fā)出保護(hù)動作信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括對多個(gè)牽引變壓器的保護(hù)參數(shù)進(jìn)行基于多任務(wù)操作系統(tǒng)的配置，具體為對各種牽引變壓器繞組接線形式、電流互感器接線形式分別與差動保護(hù)的模擬量通道和差動計(jì)算的系數(shù)矩陣建立映射關(guān)系，并配置靜態(tài)參數(shù)，所述靜態(tài)參數(shù)包括牽引變壓器繞組接線形式描述表、電流互感器接線形式描述表、差動保護(hù)的模擬量通道配置表、差動計(jì)算的系數(shù)矩陣、變壓器的保護(hù)測控功能描述表及保護(hù)定值參數(shù)表；以及配置動態(tài)數(shù)據(jù)路徑指示表，所述動態(tài)數(shù)據(jù)包括實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、錄播預(yù)存數(shù)據(jù)、中間計(jì)算參數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將標(biāo)準(zhǔn)變換后的電流電壓模擬信號傳輸至 CPU中計(jì)算得到差動電流和制動電流具體為通過FPGA模擬量子模塊將所述多路牽引變壓器兩側(cè)電流電壓模擬量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓信號并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電壓信號計(jì)算三相制動電流和三相差動電流，并提取所述三相制動電流中的最大值制動電流和三相差動電流中的二次諧波最大含量差動電流。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，利用基于所述差動電流和制動電流的保護(hù)判據(jù)得到開關(guān)邏輯輸出值，并將所述開關(guān)量邏輯輸出值通過M-LVDS總線傳輸?shù)紽PGA開關(guān)量入出子模塊發(fā)出保護(hù)動作信號，包括將三相差動電流分別與所述三相制動電流中的最大值制動電流作比值得到三相對應(yīng)相的差動保護(hù)斜率；當(dāng)某相的差動保護(hù)斜率大于或等于預(yù)設(shè)差動保護(hù)整定斜率時(shí)，并依照當(dāng)前開關(guān)量邏輯輸出值觸發(fā)差動保護(hù)動作信號；以及，提取三相差動電流中的二次諧波最大含量值與三相差動電流的最大電流值作比，當(dāng)該比值大于預(yù)設(shè)制動整定斜率時(shí)，并依照當(dāng)前開關(guān)量邏輯輸出值觸發(fā)閉鎖差動保護(hù)動作信號。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括通過M-LVDS將保護(hù)動作指示及事件復(fù)歸信息傳輸至人機(jī)交互界面HMI。
6.一種牽引變壓器保護(hù)設(shè)備，其特征在于，實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-4的牽引變壓器保護(hù)方法， 包括現(xiàn)場可編程門陣列FPGA主模塊，用于控制FPGA子模塊；FPGA模擬量子模塊和FPGA開關(guān)量入出子模塊，分別用于按照預(yù)設(shè)頻率采集多路牽引變壓器兩側(cè)電流/電壓IU模擬信號及開關(guān)量輸入信號；以及，F(xiàn)PGA模擬量子模塊將IU模擬信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓信號及進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換； 多點(diǎn)低電壓差分信號M-LVDS總線，用于實(shí)現(xiàn)FPGA各模塊間的通訊；并將所述標(biāo)準(zhǔn)變換后的IU模擬信號及開關(guān)量輸入信號傳輸至中央處理器CPU ；中央處理器CPU，用于計(jì)算所述開關(guān)量輸入信號及標(biāo)準(zhǔn)變換后的IU模擬信號得到差動電流和制動電流，并利用基于所述差動電流和制動電流的保護(hù)判據(jù)得到開關(guān)邏輯輸出值， 以及，控制將所述開關(guān)量邏輯輸出值通過M-LVDS總線傳輸?shù)紽PGA開關(guān)量入出子模塊發(fā)出保護(hù)動作信號。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備設(shè)置有多個(gè)FPGA開關(guān)量入出子模塊；所述中央處理器CPU嵌入FPGA主模塊中。
8.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，還包括牽引變壓器數(shù)據(jù)庫單元，用于接收并存儲基于多任務(wù)操作系統(tǒng)的參數(shù)配置，包括對各種牽引變壓器繞組接線形式、電流互感器接線形式分別與差動保護(hù)的模擬量通道和差動計(jì)算的系數(shù)矩陣建立映射關(guān)系，并配置靜態(tài)參數(shù)，所述靜態(tài)參數(shù)包括牽引變壓器繞組接線形式描述表、電流互感器接線形式描述表、差動保護(hù)的模擬量通道配置表、差動計(jì)算的系數(shù)矩陣、變壓器的保護(hù)測控功能描述表及保護(hù)定值參數(shù)表；以及動態(tài)數(shù)據(jù)路徑指示表，所述動態(tài)數(shù)據(jù)包括實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、錄播預(yù)存數(shù)據(jù)、中間計(jì)算參數(shù)。
9.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，還包括人機(jī)交互界面HMI，用于接收并顯示通過M-LVDS將保護(hù)動作指示及事件復(fù)歸信息。
10.一種牽引變壓器保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求6-9所述的任一項(xiàng)牽引變壓器保護(hù)設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種牽引變壓器保護(hù)方法、設(shè)備和系統(tǒng)，所述方法包括利用現(xiàn)場可編程門陣列FPGA主模塊控制的FPGA子模塊分別按照預(yù)設(shè)頻率采集多路牽引變壓器的兩側(cè)電流/電壓IU模擬信號及開關(guān)量輸入信號；將所述標(biāo)準(zhǔn)變換后的IU模擬信號利用多點(diǎn)低電壓差分信號總線M-LVDS總線傳輸至CPU中計(jì)算得到差動電流和制動電流，并利用基于所述差動電流和制動電流的保護(hù)判據(jù)得到開關(guān)邏輯輸出值；將所述開關(guān)量邏輯輸出值通過M-LVDS總線傳輸?shù)紽PGA開關(guān)量入出子模塊發(fā)出保護(hù)動作信號。本發(fā)明利用M-LVDS總線技術(shù)結(jié)合FPGA多個(gè)功能子模塊分別集中完成不同任務(wù)，解決了多CPU保護(hù)測控造成的硬件配置冗雜的缺點(diǎn)。
文檔編號H02H7/045GK102496911SQ201110431138
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者孫小江, 張?zhí)?申請人:重慶新世紀(jì)電氣有限公司