[发明专利]一种基于芯片的继电保护设备

说明书

技术领域

本发明属于继电保护领域，具体讲涉及一种基于芯片的继电保护设备。

背景技术

现有继电保护设备体积庞大，一套间隔的保护需要2~3面屏柜布置，占用比较多的空间；功耗高，一般装置功耗都在几十~上百瓦，增加了变电站的损耗；稳定性一般，装置内部板卡数量多、芯片型号众多，维护不便。

结合上述分析，传统继电保护设备不利于就地化布置，需要消耗更多的电缆、能量。而采用基于芯片技术的继电保护设备，建立在超大规模集成电路技术基础上，将保护功能、外部I/O功能全部集成于芯片上，最大限度地减小继电保护设备体积、功耗，非常适合于智能变电站就地化安装。另外，采用芯片集成后，减少了板卡、芯片的数量，降低元器件带来的故障隐患。同时因为耗能的降低，可以采用光纤供能替代传统的电缆功能。简化整个变电站的二次设计、降低材料、能源消耗。适应于结合新一代智能变电站“系统高度集成，结构布局合理，装备先进适用，经济节能环保，支撑调控一体”目标需求。

发明内容

为克服上述传统缺陷，本发明提供了一种基于芯片的继电保护设备设计方法，可以有效简化变电站二次设计，提高继电保护设备的集成度、降低二次设备隐性故障率，降低变电站建设材料、能源损耗，降低二次设备制造成本，适应就地化布置，进一步降低变电站整体成本。

为实现上述目的，本发明提供一种基于芯片的继电保护设备，所述继电保护设备包括保护芯片模块、通信芯片模块；

保护芯片模块和通信芯片模块之间通过内部总线相连，采用CAN网络通信；

将继电保护固定逻辑模块、可编程逻辑模块集成于所述保护芯片模块，可编程逻辑模块采用FLAH或SLICE模式，支持编程实现非常规距离保护、非常规差动保护可编程逻辑；

继电保护快速滤波、突变量计算以及常用算法，采用集成电路ASIC硬接线的固定模式实现，集成于保护芯片模块内部，其中所述常用算法包括全周傅里叶算法、采样值差分等算法；

所述通信芯片模块的输入输出接口IOB分别外接合并单元、智能终端设备以及变电站监控系统，通过所述合并单元采集被保护设备的电压、电流信号，通过智能终端设备采集与被保护设备相关的开关位置信号以及输出相应的跳闸/合闸等控制信号，所述变电站监控系统采集保护动作事件，校核所述继电保护设备定值，其中采集的电流、电压采样数据符合IEC61850-9-2协议规定；

通信芯片模块与保护芯片模块交互解码后的采样报文、开关量变化报文、保护动作报文信息；所述合并单元和智能终端设备将电压、电流信号以及开关位置信号按照IEC61850等协议传送给通信芯片模块，通信芯片模块负责数据的解码，并将解码后数据通过内部总线传送给保护芯片模块；所述通信芯片模块接收保护芯片模块发送的跳合闸指令，并负责编码发送给智能终端设备跳合闸回路；所述通信芯片模块负责向所述变电站监控系统上送保护动作事件，响应变电站监控系统校核保护定值等功能，并负责相应信息流编码、解码。本发明提供的优选技术方案中，继电保护常规固定逻辑采用硬接线的固定模式实现，集成于保护芯片。

本发明提供的第二优选技术方案中，继电保护常用算法采用硬接线的固定模式实现，集成于保护芯片。

本发明提供的第三优选技术方案中，采样信息流编码、解码采用硬接线的固定模式实现，集成于通信芯片。

本发明提供的第四优选技术方案中，跳闸信息流编码、解码采用硬接线的固定模式实现，集成于通信芯片。

本发明提供的第五优选技术方案中，继电保护动作事件流、定值等信息流编码、解码采用硬接线的固定模式实现，集成于通信芯片。

与现有技术比，本发明提供的一种基于芯片的继电保护设备，可以提高继电保护设备的集成度、降低二次设备隐性故障率，降低变电站建设材料、能源损耗，降低二次设备制造成本，适应就地化布置，进一步降低变电站整体成本。

附图说明

图1为基于芯片的继电保护设备示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。

如图1所示基于芯片的继电保护设备示意图。