本實用新型屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電力系統(tǒng)同期并網(wǎng)的準同期，尤其涉及一種同時適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準同期裝置。

背景技術(shù)：

電力系統(tǒng)中經(jīng)常遇到同期并網(wǎng)操作，如發(fā)電機組和電網(wǎng)的同期并網(wǎng)、變電站母線和線路并列運行等。同期并網(wǎng)操作不當會對發(fā)電機造成嚴重損害，甚至影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。為保證同期并網(wǎng)操作的順利進行，目前較常見的準同期有：

(1)由操作人員結(jié)合相關(guān)規(guī)程和經(jīng)驗借助各種儀表手動完成同期過程；

(2)借助具備采集電壓模擬量和開關(guān)位置輔助接點，并有繼電器出口的常規(guī)自動準同期裝置完成同期過程；

(3)借助具備數(shù)字量采集和數(shù)字量出口傳送的數(shù)字化自動準同期裝置完成同期過程。

(4)專利CN201256299Y公開了一種手自一體同期裝置，該裝置采用開關(guān)量輸入和繼電器輸出，對象主要是常規(guī)站。

上述方法存在一定的局限性。

方法(1)增加了操作人員工作量，對操作人員技術(shù)水平要求較高，且存在誤操作等安全隱患。

方法(2)一般需要裝置具備電壓互感器，調(diào)速、調(diào)壓和合閘繼電器等，通過電纜傳輸各類電氣量信號。一方面長距離的電纜鋪設成本較高，維護困難；另一方面由于弱電信號難以長距離傳輸，可靠性較低。

方法(3)在國家電網(wǎng)公司開啟堅強智能電網(wǎng)研究實踐工作后發(fā)展較快，但由于各地區(qū)數(shù)字化建設進度不一，相當數(shù)量的地區(qū)還處于常規(guī)站或常規(guī)和數(shù)字化混合站(簡稱半數(shù)字化站)狀態(tài)，短期內(nèi)數(shù)字化裝置難以替代常規(guī)裝置。

方法(4)采用開關(guān)量輸入回路、繼電器輸出回路和串口通訊回路，在數(shù)字化或半數(shù)字化站應用范圍有限。

由于用戶的使用習慣和實際場合不同，不同同期裝置和方法的混用無疑增大 了運行維護人員的工作量，且對于長距離的常規(guī)或半數(shù)字化站往往要借助輔助設施實現(xiàn)準同期功能，因此，研究一種能適應常規(guī)和數(shù)字化的手自一體準同期裝置是值得探討的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的為，提出一種適應常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準同期裝置，對現(xiàn)有儀表盤和準同期裝置單一功能進行改進，保留了操作人員對手動和自動準同期的需求，解決數(shù)字化和模擬量同時采集和數(shù)據(jù)同步處理問題，以便能適應常規(guī)站、數(shù)字化站、常規(guī)和數(shù)字化混合站的功能要求，減少運行維護人員的工作量。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準同期并網(wǎng)裝置，其特征在于：包括采集模塊、輸入模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示模塊、輸出模塊，其中：

采集模塊包括支持數(shù)字化電壓采集協(xié)議的模塊、數(shù)據(jù)同步模塊、電壓互感器和A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字量輸入模塊和硬接點開關(guān)量采集模塊；

輸入模塊包括裝置定值整定模塊、顯示畫面切換模塊；

顯示模塊包括同步表盤、裝置界面顯示模塊；

輸出模塊包括數(shù)字量輸出模塊和繼電器輸出模塊；

數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端連接采集模塊的輸出端，接收采集的信號和數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端還連接輸入模塊的輸出端，接收輸入模塊的操作和指令信號，數(shù)據(jù)處理模塊的輸出端分別與輸出模塊和顯示模塊的輸入端相連接，將結(jié)果輸出至輸出模塊和顯示模塊。

進一步地，所述的支持數(shù)字化電壓采集協(xié)議的模塊，可為使用IEC61850-9-2或IEC60044-7標準的模塊。

進一步地，所述的數(shù)字量輸入模塊和數(shù)字量輸出模塊分別為GOOSE輸入模塊和GOOSE輸出模塊。

進一步地，所述繼電器輸出模塊包含合閘允許繼電器和合閘繼電器，合閘允許繼電器和合閘繼電器串聯(lián)接入輸出回路。合閘允許繼電器的開合與合閘繼電器的開合采用不同的控制方法。

進一步地，為能更精確的顯示0°角附近電壓相角差，同時起到強調(diào)作用，同步表盤包含采用多個不均勻分布的角差燈組成一圓圈表示待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實 時電壓相角差，圓圈上的燈在0°附近更密集，在多個角差燈組成的圓圈內(nèi)置三個燈，分別為頻差，壓差和同步燈。角差燈與待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實時相角差相關(guān)聯(lián)，頻差燈與實時頻差相關(guān)聯(lián)，壓差燈與實時壓差相關(guān)聯(lián)，同步燈在同時滿足壓差、頻差、相角差時點亮。

為了美觀、減少燈的數(shù)量和提供更多的信息，頻差燈和壓差燈可以采用多色燈，在不同頻差和壓差狀態(tài)下顯示不同的顏色。

具體地，角差燈點亮方法是：待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實時相角差的值在某一角差燈附近時，點亮該角差燈，熄滅其余的角差燈；

頻差燈采用多色燈，待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實時頻率差的值高于預先設定值時顯示第一種顏色，低于預先設定值時顯示第二種顏色，在預先設定的范圍內(nèi)時顯示第三種顏色；

壓差燈采用多色燈，壓差燈點亮方法是：待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實時壓差的值高于預先設定值時顯示第一種顏色，低于預先設定值時顯示第二種顏色，在預先設定的范圍內(nèi)時顯示第三種顏色；

同步燈點亮方法是：待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實時相角差、壓差、頻差都在預先設定的范圍內(nèi)時點亮，否則熄滅。

為能更精確的顯示0°角附近相角差，圓圈上的角差燈可呈不均勻分布，在0°附近燈更密集，角度分辨率更高。為了美觀和提醒使用人員，不同處的角差燈可用不同的顏色顯示，如附圖2中0°處的燈用綠色燈，±15°內(nèi)其它燈用黃色燈，大于15°及小于-15°的燈為紅色燈。在多個燈組成的圓圈內(nèi)置三個燈，分別為頻差，壓差和同步燈，其中頻差和壓差采用多色LED燈，用不同顏色表示壓差、頻差狀態(tài)。如可用黃色表示低于預先設定下限值，紅色表示高于預先預定上限值，綠色表示在預先設定值范圍內(nèi)。同步燈采用綠色燈，當頻差、壓差和相角差都在預先設定的范圍內(nèi)時點亮。

典型的，同步表盤圓圈上設置32個角差燈，設0°處為燈1，按順時針方向，依次為燈2～燈32，待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)間的角差為Δδ，點亮角差燈m的方法如下：

為增強合閘的可靠性，減少誤操作的可能，當壓差、頻差任一不滿足預先整定的范圍時，不開放合閘允許標志，合閘允許標志的判斷采用硬件電路或使用不同的算法，只有合閘允許標志為1時，輸出的合閘指令才能執(zhí)行。使用常規(guī)繼電器接點輸出時，合閘允許標志可為合閘允許繼電器，只有在壓差、頻差、相角差均在預先整定的范圍內(nèi)時，合閘允許繼電器才閉合，合閘允許繼電器和合閘繼電器串聯(lián)接入輸出回路。

采用上述方案后，準同期裝置可以實現(xiàn)數(shù)字化和常規(guī)量的輸入和輸出，以便適應常規(guī)和數(shù)字化站的功能需求。另外，裝置支持手動或自動同期，且自帶的同步表盤可以精確直觀的指示當前壓差、頻差和相角差狀態(tài)，方便操作人員進行手動同期，減少運行維護人員的工作量。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的自動準同期裝置工作示意圖。

圖2是本實用新型實施例的同期表盤示意圖。

圖3是本實用新型同期判斷邏輯流程圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖及具體實施例，對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細說明。

本實用新型實施例提供一種適應常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準同期裝置，包括采集模塊、輸入模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示模塊、輸出模塊。

如附圖1所示，實施例中采集模塊包括數(shù)字化電壓采集模塊、數(shù)據(jù)同步模塊、電壓互感器和A/D轉(zhuǎn)換模塊、GOOSE和硬接點開關(guān)量采集模塊；輸入模塊包含裝 置定值整定、顯示畫面切換功能；數(shù)據(jù)處理模塊對采集模塊采集的信號和數(shù)據(jù)、對輸入模塊的定值操作和人機界面指令進行處理，在經(jīng)過邏輯計算后，將結(jié)果輸出給輸出模塊和顯示模塊；顯示模塊具備同步表盤和顯示功能；輸出模塊包括GOOSE輸出模塊和繼電器輸出模塊，其中繼電器輸出模塊包含加速、減速、升壓、減壓、合閘允許、合閘繼電器；GOOSE輸出模塊包含加速、減速、升壓、減壓、合閘信號。

具體地，數(shù)字化電壓采集模塊支持IEC61850-9-2和IEC60044-7標準，可采集支持IEC61850-9-2和IEC60044-7標準的數(shù)字化電壓；數(shù)據(jù)同步模塊支持裝置在時鐘信號作用下同步，支持GPS對時或網(wǎng)絡對時；

開關(guān)量采集模塊包含采集手動模式、自動模式、開關(guān)位置接點、確認、升壓、降壓、加速、減速、合閘等開關(guān)量。

如附圖2所示，同步表盤采用多個燈組成一圓圈，圓圈內(nèi)設置頻差，壓差和同步燈；圓圈上燈與待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實時相角差相關(guān)聯(lián)，呈不均勻分布，在0°附近燈更密集，頻差燈與實時頻差相關(guān)聯(lián)，壓差燈與實時壓差相關(guān)聯(lián)，同步燈在同時滿足壓差、頻差、相角差時點亮。

附圖2實施例中，同步表盤采用32個多色燈組成，其中在±15°范圍之內(nèi)采用11個燈，每個燈分辨率為3°，其余的每個燈分辨率為15°。

同步表盤不同處的燈用不同的顏色顯示，0°處的燈用綠色燈，±15°內(nèi)其它燈用黃色燈，大于15°及小于-15°的燈為紅色燈。

設0°處為燈1，按順時針方向，依次為燈2～燈32，待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)間的角差為Δδ，Δδ與點亮角差燈m的方法如下：

在32個燈組成的圓圈內(nèi)置三個燈，分別為頻差，壓差和同步燈，其中頻差和壓差采用多色LED燈，用不同顏色表示壓差、頻差狀態(tài)。實施例中用黃色表示低于預先設定下限值，紅色表示高于預先預定上限值，綠色表示在預先設定值范 圍內(nèi)。同步燈采用綠色燈，當頻差、壓差和相角差都在預先設定的范圍內(nèi)時點亮。

附圖3中，手動模式下，只有在檢測到升壓(或降壓)開關(guān)量信號時，GOOSE和繼電器才輸出升壓(或降壓)指令；只有在檢測到加速(或減速)開關(guān)量信號時，GOOSE和繼電器才輸出加速(或減速)指令；為了防止手動模式下誤合閘操作，只有滿足壓差、頻差、相角差在預先整定的范圍內(nèi)，同時檢測到合閘開關(guān)量信號時，GOOSE和繼電器才輸出合閘指令。

自動模式下，當壓差、頻差不滿足預先整定的范圍時，若待并側(cè)電壓低于預先整定范圍，GOOSE輸出升壓指令，同時升壓繼電器閉合；若待并側(cè)電壓高于預先整定范圍，GOOSE輸出降壓指令，同時降壓繼電器閉合；若待并側(cè)頻率低于預先整定范圍，GOOSE輸出加速指令，同時加速繼電器閉合；若待并側(cè)頻率高于預先整定范圍，GOOSE輸出減速指令，同時減速繼電器閉合；當滿足合閘條件時，根據(jù)預先設定的導前時間，通過GOOSE和繼電器輸出合閘指令。

附圖3實施例中自動模式下還增加了自動調(diào)節(jié)控制字，允許用戶在自動模式下也不自動調(diào)節(jié)。

為增強合閘的可靠性，減少誤操作的可能，當壓差、頻差任一不滿足預先整定的范圍時，不開放合閘允許標志。使用常規(guī)繼電器接點輸出時，合閘允許標志可為合閘允許繼電器，合閘允許繼電器的閉合和分開由硬件電路或使用不同的算法判斷，只有在壓差、頻差、相角差均在預先整定的范圍內(nèi)時，合閘允許繼電器才閉合，合閘允許繼電器和合閘繼電器串聯(lián)接入輸出回路。

以上實施例僅為說明本實用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實用新型的保護范圍，凡是按照本實用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型保護范圍之內(nèi)。