阅读说明：本技术 一种断路器本体三相不一致的保护系统及其实现方法 (Protection system for three-phase inconsistency of circuit breaker body and implementation method thereof ) 是由 王晓明 林翔宇 周柯 巫聪云 李文伟 周卫 芦宇峰 彭博雅 于 2020-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种断路器本体三相不一致的保护系统及其实现方法,其中,所述系统包括：设置在断路器本体的三个相机构箱和智能控制模块；其中,每个相机构箱内均设置有一个就地采集模块,就地采集模块与智能控制模块通过光纤进行连接；就地采集模块用于对断路器的位置信号信息进行采集及处理并发送至所述智能控制模块；对智能控制模块发送的GOOSE命令进行解析,对出口继电器进行出口跳闸处理；智能控制模块用于接收位置信号信息,生成用于控制出口继电器调整的GOOSE命令,将GOOSE命令发送至所述就地采集模块。在本发明实施例中,可以有效的避免因继电器及回路异常导致的误动情况,可大大提升断路器本体三相不一致保护的可靠性。(The invention discloses a protection system for three-phase inconsistency of a breaker body and an implementation method thereof, wherein the system comprises: the three camera mechanism boxes and the intelligent control module are arranged on the circuit breaker body; each camera mechanism box is internally provided with an in-situ acquisition module, and the in-situ acquisition module is connected with the intelligent control module through an optical fiber; the on-site acquisition module is used for acquiring and processing position signal information of the circuit breaker and sending the position signal information to the intelligent control module; analyzing a GOOSE command sent by the intelligent control module, and performing outlet trip processing on an outlet relay; the intelligent control module is used for receiving the position signal information, generating a GOOSE command for controlling the outlet relay to adjust, and sending the GOOSE command to the local acquisition module. In the embodiment of the invention, the misoperation condition caused by the abnormity of the relay and the loop can be effectively avoided, and the reliability of three-phase inconsistent protection of the breaker body can be greatly improved.)

一种断路器本体三相不一致的保护系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及高压断路器本体三相保护技术领域，尤其涉及一种断路器本体三相不一致的保护系统及其实现方法。

背景技术

当电力系统发生三相三相不一致异常运行时，会产生零序分量和负序分量，它们会对发电机、电动机造成危害，对通信系统产生干扰，同时也影响系统保护装置的正确动作，所以电力系统不允许长时间地三相不一致运行，因此在分相操作的断路器均安装有本体三相三相不一致保护，确保在三相三相不一致时可靠跳开已处于不正常状态的断路器，目前常规实现方法主要是由断路器辅助开关串并联启动时间继电器，经延时启动出口继电器跳闸，但是在实际运行中断路器本体三相不一致保护采用的时间继电器、出口继电器、电缆等运行工况较差，经常出现由于时间继电器定值偏移、继电器接点绝缘异常、电缆绝缘异常等进而导致误跳闸现象发生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种断路器本体三相不一致的保护系统及其实现方法，可以有效的避免因继电器及回路异常导致的误动情况，可大大提升断路器本体三相不一致保护的可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种断路器本体三相不一致的保护系统，所述系统包括：设置在断路器本体的三个相机构箱和智能控制模块；其中，

每个相机构箱内均设置有一个就地采集模块，所述就地采集模块与所述智能控制模块通过光纤进行连接；

所述就地采集模块用于对所述断路器的位置信号信息进行采集及处理并发送至所述智能控制模块；用于与所述智能控制模块进行GOOSE通信，并对所述智能控制模块发送的GOOSE命令进行解析，并根据解析获得的信号信息对出口继电器进行出口跳闸处理；

所述智能控制模块用于接收所述就地采集模块中基于光纤发送的所述位置信号信息，并基于所述位置信号信息进行逻辑计算生成用于控制出口继电器调整的GOOSE命令，将所述GOOSE命令基于光纤发送至所述就地采集模块。

可选的，所述就地采集模块包括：电源单元、开入单元、数据处理单元及出口单元；其中，

所述电源单元用于为所述数据处理单元、所述开入单元及所述出口单元供电；

所述开入单元用于对所述断路器的位置信号信息进行采集，并将采集到的位置信号信息发送至所述数据处理单元；

所述数据处理单元用于对所述位置信号信息进行处理，并发送至所述智能控制模块，接收所述智能控制模块发送的GOOSE命令，并对所述GOOSE命令进行解析，将解析获得信号信息发送至出口单元；

所述出口单元用于接收所述数据处理单元发送的解析获得信号信息，并基于所述解析获得信号信息对出口继电器进行出口跳闸处理。

可选的，所述开入单元包括：开关辅助接点和光耦隔离开入，所述开关辅助接点与所述光耦隔离开入相连接；

所述开关辅助接点用于根据所述断路器的开或合进行开启或闭合；

所述光耦隔离开入用于采集所述开关辅助接点的开启或闭合信号获得所述断路器的位置信号信息，并将采集到的所述位置信号信息发送至所述数据处理单元。

可选的，所述出口单元包括：分合闸线圈和出口回路，所述分合闸线圈与出口回路电连接；

所述出口回路用于接收所述数据处理单元发送的解析获得信号信息，并基于所述解析获得信号信息控制分合闸线圈对出口继电器进行出口跳闸处理；

所述分合闸线圈用于响应所述出口回路的控制，对出口继电器进行出口跳闸处理。

可选的，所述数据处理单元采用CPU+DSP架构，所述CUP通过CNN总线与所述DSP进行通信连接；

所述CPU用于接收开入单元采集的所述位置信号信息，并基于CNN总线将所述位置信号信息发送至所述DSP；接收所述DSP基于CNN总线发送的解析获得信号信息，并根据所述解析获得信号信息对所述出口单元进行控制；

所述DSP用于对所述位置信号信息进行打包处理，并将打包处理后的位置信号信息基于光纤发送至所述智能控制模块；接收所述智能控制模块发送的GOOSE命令，并对所述GOOSE命令进行解析，将解析获得信号信息发送至所述CPU。

可选的，所述智能控制模块GOOSE单元和逻辑计算单元；

所述GOOSE单元用于接收所述就地采集模块中基于光纤发送的所述位置信号信息，并基于内部总线将所述位置信号信息发送至逻辑计算单元；接收所述GOOSE命令，并将所述GOOSE命令基于管理发送至所述就地采集模块；

所述逻辑计算单元用于基于所述位置信号信息进行逻辑计算，获得计算结果，并根据所述计算结果生成GOOSE命令，并将所述GOOSE命令基于内部总线发送至GOOSE单元。

另外，本发明实施例还提供了一种断路器本体三相不一致的保护系统的实现方法，所述方法包括：

设置在三个相机构箱中对应的就地采集模块实时采集断路器的位置信号信息；

所述就地采集模块将采集到的位置信号信息进行打包处理，并将打包好的位置信号信息基于光纤发送至智能控制模块；

所述智能控制模块基于打包好的位置信号信息进行逻辑计算，并基于计算结果生成用于控制出口继电器调整的GOOSE命令；

所述智能控制模块将所述GOOSE命令基于光纤发送至所述就地采集模块；

所述就地采集模块对所述智能控制模块发送的GOOSE命令进行解析，并根据解析获得的信号信息对出口继电器进行出口跳闸处理。

在本发明实施例中，以断路器机构本体一体设计的分相就地采集模块和智能控制模块为主，分相数字化就地采集模块实现断路器位置就地采集、光纤传输，智能控制控制模块实现本体三相不一致逻辑运算、出口及与间隔层通信，用光纤传输代替了传统电缆，有效避免了因继电器及回路异常导致的误动情况，可大大提升断路器本体三相不一致保护的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例中的断路器本体三相不一致的保护系统的结构组成示意图；

图2是本发明实施例中的就地采集模块的结构组成示意图；

图3是本发明实施例中的智能控制模块的结构组成示意图；

图4是本发明实施例中的CPU+DSP架构的结构组成示意图；

图5是本发明实施例中的逻辑运算过程示意图；

图6是本发明实施例中的断路器本体三相不一致的保护系统的实现方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1，图1是本发明实施例中的断路器本体三相不一致的保护系统的结构组成示意图。

如图1所示，一种断路器本体三相不一致的保护系统，所述系统包括：设置在断路器本体的三个相机构箱和智能控制模块；其中，每个相机构箱内均设置有一个就地采集模块，所述就地采集模块与所述智能控制模块通过光纤进行连接；所述就地采集模块用于对所述断路器的位置信号信息进行采集及处理并发送至所述智能控制模块；用于与所述智能控制模块进行GOOSE通信，并对所述智能控制模块发送的GOOSE命令进行解析，并根据解析获得的信号信息对出口继电器进行出口跳闸处理；所述智能控制模块用于接收所述就地采集模块中基于光纤发送的所述位置信号信息，并基于所述位置信号信息进行逻辑计算生成用于控制出口继电器调整的GOOSE命令，将所述GOOSE命令基于光纤发送至所述就地采集模块。

在本发明具体实施过程中，三个相机构箱和智能制造模块均设置在断路器本体内，并且在每一个相机构箱内部均设置一个就地采集模块，然后将该就地采集模块通过光纤与该智能控制模块连接；然后就地采集模块对断路器的位置信号信息进行采集，然后对采集到的位置信号信息进行打包处理，并将打包之后的位置信号信息通过光纤发送至智能控制模块；并且该就地采集模块与该智能控制模块进行GOOSE通信；接收智能控制模块发送过来的GOOSE命令，并对该GOOSE命令进行解析，然后根据析获得的信号信息对出口继电器进行出口跳闸处理。

智能控制模块用于接收就地采集模块基于光纤发送的位置信号信息，然后将该位置信号信息进行逻辑计算，并且根据逻辑计算结果生成用于控制出口继电器调整的GOOSE命令，并且将GOOSE命令通过光纤发送至地采集模块。

该智能控制模块主要用控制器代替传统大量二次电缆和分立元件构成的本体三相不一致回路，以GOOSE传输实现与间隔层保护测控设备、各机构分相内的就地采集模块的通信，实现信号采集及本体三相不一致回路逻辑功能。

请参阅图2，图2是本发明实施例中的就地采集模块的结构组成示意图。

如图2所示，所述就地采集模块包括：电源单元、开入单元、数据处理单元及出口单元；其中，所述电源单元用于为所述数据处理单元、所述开入单元及所述出口单元供电；所述开入单元用于对所述断路器的位置信号信息进行采集，并将采集到的位置信号信息发送至所述数据处理单元；所述数据处理单元用于对所述位置信号信息进行处理，并发送至所述智能控制模块，接收所述智能控制模块发送的GOOSE命令，并对所述GOOSE命令进行解析，将解析获得信号信息发送至出口单元；所述出口单元用于接收所述数据处理单元发送的解析获得信号信息，并基于所述解析获得信号信息对出口继电器进行出口跳闸处理。

进一步的，所述开入单元包括：开关辅助接点和光耦隔离开入，所述开关辅助接点与所述光耦隔离开入相连接；所述开关辅助接点用于根据所述断路器的开或合进行开启或闭合；所述光耦隔离开入用于采集所述开关辅助接点的开启或闭合信号获得所述断路器的位置信号信息，并将采集到的所述位置信号信息发送至所述数据处理单元。

进一步的，所述出口单元包括：分合闸线圈和出口回路，所述分合闸线圈与出口回路电连接；所述出口回路用于接收所述数据处理单元发送的解析获得信号信息，并基于所述解析获得信号信息控制分合闸线圈对出口继电器进行出口跳闸处理；所述分合闸线圈用于响应所述出口回路的控制，对出口继电器进行出口跳闸处理。

进一步的，所述数据处理单元采用CPU+DSP架构，所述CUP通过CNN总线与所述DSP进行通信连接；所述CPU用于接收开入单元采集的所述位置信号信息，并基于CNN总线将所述位置信号信息发送至所述DSP；接收所述DSP基于CNN总线发送的解析获得信号信息，并根据所述解析获得信号信息对所述出口单元进行控制；所述DSP用于对所述位置信号信息进行打包处理，并将打包处理后的位置信号信息基于光纤发送至所述智能控制模块；接收所述智能控制模块发送的GOOSE命令，并对所述GOOSE命令进行解析，将解析获得信号信息发送至所述CPU。

具体的，电源单元在就地采集模块中的作用为为整个就地采集模块工地，即其与数据处理单元相连接，实现给整个就地采集模块的供电功能，保障就地采集模块能够正常的工作；数据处理单元主要用于对位置信号信息进行打包处理，并将打包之后的位置信号信息发送至智能控制模块，用于接收智能控制模块发送的GOOSE命令，并对该GOOSE命令进行解析，将解析获得信号信息发送至出口单元；出口单元主要用于接收数据处理单元发送的解析获得信号信息，然后根据解析获得信号信息对出口继电器进行出口跳闸处理。

该开入单元包括：开关辅助接点和光耦隔离开入，开关辅助接点与光耦隔离开入相连接；开关辅助接点用于根据断路器的开或合进行开启或闭合；该光耦隔离开入用于采集所述开关辅助接点的开启或闭合信号获得所述断路器的位置信号信息，并将采集到的位置信号信息发送至数据处理单元。

出口单元包括分合闸线圈和出口回路，分合闸线圈与出口回路电连接；出口回路用于接收数据处理单元发送的解析获得信号信息，然后根据解析获得信号信息控制分合闸线圈对出口继电器进行出口跳闸处理；分合闸线圈用于响应出口回路的控制，对出口继电器进行出口跳闸处理。

请参阅图4，图4是本发明实施例中的CPU+DSP架构的结构组成示意图。

如图4所示，数据处理单元采用CPU+DSP架构，CUP通过CNN总线与DSP进行通信连接；该CPU用于接收开入单元采集的位置信号信息，然后通过CNN总线将位置信号信息发送至DSP；并且用于接收DSP通过CNN总线发送的解析获得信号信息，然后根据解析获得信号信息对出口单元进行控制；该DSP用于对位置信号信息进行打包处理，，然后将打包处理后的位置信号信息通过光纤发送至智能控制模块；用于接收智能控制模块发送的GOOSE命令，并对GOOSE命令进行解析，将解析获得信号信息发送至CPU。

数据处理单元采用CPU+DSP架构，通过光耦隔离采集断路器位置信号开入至CPU，通过CAN总线与DSP通信通过内部CAN总线将信号传至DSP处理，DSP负责对信号打包处理、与智能控制模块进行GOOSE通信，同时DSP还负责对GOOSE命令的解析，将解析后的信号通过CAN总线传至出口CPU，进而控制出口继电器出口跳闸。

在本发明具体实施过程中，所述智能控制模块GOOSE单元和逻辑计算单元；所述GOOSE单元用于接收所述就地采集模块中基于光纤发送的所述位置信号信息，并基于内部总线将所述位置信号信息发送至逻辑计算单元；接收所述GOOSE命令，并将所述GOOSE命令基于管理发送至所述就地采集模块；所述逻辑计算单元用于基于所述位置信号信息进行逻辑计算，获得计算结果，并根据所述计算结果生成GOOSE命令，并将所述GOOSE命令基于内部总线发送至GOOSE单元。

请参阅图3，图3是本发明实施例中的智能控制模块的结构组成示意图。

具体的，如图3所示，该智能控制模块GOOSE单元和逻辑计算单元；述GOOSE单元主要负责接收就地采集模块发送的断路器的位置信号信息并通过内部总线发送至逻辑计算单元，逻辑计算单元按图5的逻辑框图进行计算，进而实现本体不一致保护功能，进而向各个就地采集模块发送GOOSE跳闸信号。

举一具体实施例说明：例如当断路器出现三相不一致运行状态(A相因某种原因，无法正常合闸)，此时分相就地采集模块将采集到的位置信号传至智能控制模块，此时智能控制模块接收到的GOOSE HA为0、GOOSE HB为1、GOOSE HC为1，GOOSE TA为1、GOOSE TB为0、GOOSE TC为0，按照图5中逻辑进行计算则判断出处于三相不一致，经延时向各分相控制模块发送GOOSE三相不一致跳闸命令，进而达到本体三相不一致保护的功能；(其中GOOSE HA、GOOSE HB、GOOSE HC分别为断路器三相合位，GOOSE TA、GOOSE TB、GOOSE TC分别为断路器三相分位)。

在本发明实施例中，以断路器机构本体一体设计的分相就地采集模块和智能控制模块为主，分相数字化就地采集模块实现断路器位置就地采集、光纤传输，智能控制控制模块实现本体三相不一致逻辑运算、出口及与间隔层通信，用光纤传输代替了传统电缆，有效避免了因继电器及回路异常导致的误动情况，可大大提升断路器本体三相不一致保护的可靠性。

实施例

请参阅图6，图6是本发明实施例中的断路器本体三相不一致的保护系统的实现方法流程示意图。

如图6所示，一种断路器本体三相不一致的保护系统的实现方法，所述方法包括：

S11：设置在三个相机构箱中对应的就地采集模块实时采集断路器的位置信号信息；

S12：所述就地采集模块将采集到的位置信号信息进行打包处理，并将打包好的位置信号信息基于光纤发送至智能控制模块；

S13：所述智能控制模块基于打包好的位置信号信息进行逻辑计算，并基于计算结果生成用于控制出口继电器调整的GOOSE命令；

S14：所述智能控制模块将所述GOOSE命令基于光纤发送至所述就地采集模块；

S15所述就地采集模块对所述智能控制模块发送的GOOSE命令进行解析，并根据解析获得的信号信息对出口继电器进行出口跳闸处理。

本实施例中的实施方法的具体实施过程，可参详上述系统实施例，在此，不再赘述。

在本发明实施例中，以断路器机构本体一体设计的分相就地采集模块和智能控制模块为主，分相数字化就地采集模块实现断路器位置就地采集、光纤传输，智能控制控制模块实现本体三相不一致逻辑运算、出口及与间隔层通信，用光纤传输代替了传统电缆，有效避免了因继电器及回路异常导致的误动情况，可大大提升断路器本体三相不一致保护的可靠性。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。

另外，以上对本发明实施例所提供的一种断路器本体三相不一致的保护系统及其实现方法进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。