NSR-300系列高压保护及平台介绍.pot
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NSR-300NSR-300系列继电保护系列继电保护装置简介装置简介国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司NSR-300系列继电保护装置一一一一装置整体平台介绍装置整体平台介绍二二线路保护及辅助保护三三变压器保护四四母差保护2一、研制背景和目标1.1.特高压建设、交直流系统互联,对继电保特高压建设、交直流系统互联,对继电保护适应性提出了新要求。
护适应性提出了新要求。
2.2.智能电网、智能变电站建设给继电保护提智能电网、智能变电站建设给继电保护提出了新课题。
出了新课题。
3智能一次设备、电子式互感器、数字化的二次回路及IEC61850标准的应用,使得保护装置的构成形式及继电保护系统的实施方案有了新的变化。
3.3.日益复杂的电网结构与运行方式给继电日益复杂的电网结构与运行方式给继电保护提出了新问题和要求。
保护提出了新问题和要求。
4一、研制背景和目标问题主要包括:
同塔双回线跨线故障选相弱电强磁问题开关性能改善带来新的功率倒向问题励磁涌流与故障电流的识别纵联差动保护的光纤通道问题非故障相CT饱和对差动保护的影响.4.4.研制目标:
研制目标:
总结、抽取各种保护装置的共性需求,构建结构清晰、灵活通用、扩展能力强、可靠性高的软硬件平台。
研究解决当前存在问题的原理和方案。
在统一平台和成熟保护算法的基础上,进行了一定的技术创新,研制NSR-300系列保护装置,构成了涵盖35kV-1000kV电压等级,完整的高压、超高压系列成套保护装置。
5一、研制背景和目标NSR-302、NSR-303超高压线路保护装置NSR-371母线保护装置NSR-376发电机变压器组保护装置NSR-377并联电抗器保护装置NSR-378变压器保护装置.二、整体技术方案平台硬件平台软件数据通信总线数据通信总线通信管理板通信管理板保护处理板保护处理板输入输出板输入输出板统一编程接口统一编程接口自检及监视自检及监视调试调试、组态工具组态工具保护应用保护功能保护功能线路保护线路保护母差保护母差保护主变保护主变保护板卡间通信板卡间通信任务调度任务调度底层驱动与控制底层驱动与控制结构分层:
结构分层:
按硬件、支撑软件、应用进行分层。
功能分块:
功能分块:
每层按照功能模块划分。
灵活组合:
灵活组合:
根据不同的插件、不同的软件功能模块组建合适的应用装置。
充分解耦:
充分解耦:
应用与硬件通过支撑软件隔离支撑程序提供统一编程接口,应用与支撑程序独立。
优点:
结构清晰、扩展性好、适应性强优点:
结构清晰、扩展性好、适应性强61.NSR-3001.NSR-300系列装置平台构架系列装置平台构架ADCADCCPUFPGA以太网接口以太网接口DSP继电器继电器E/OE/O输出输出阵列阵列滤波滤波+E+48V-48V开入开入纵联光纤接口纵联光纤接口信号信号事件记录事件记录跳闸跳闸UIDC+DC-地地串口5V24V0V0V正常运行正常运行告警告警前面板前面板指示灯指示灯打印机打印机工厂调试口工厂调试口GPS键盘键盘液晶液晶监控系统监控系统保信子站调试网口SVGOOSE信号信号UI滤波滤波测试仪72.NSR-2.NSR-300300系列系列装置平台装置平台硬件构架硬件构架二、整体技术方案装置的核心是一块装置的核心是一块CPU和一块和一块DSPCPU系统负责总启动,只有总起动元件动作才能开系统负责总启动,只有总起动元件动作才能开放出口继电器正电源放出口继电器正电源DSP负责保护功能,两者同时发出开出命令装置才负责保护功能,两者同时发出开出命令装置才会出口会出口装置既支持常规互感器,也支持电子式互感器装置既支持常规互感器,也支持电子式互感器既支持继电器开出、光耦开入,也支持智能化接口既支持继电器开出、光耦开入,也支持智能化接口ADC芯片选用芯片选用8通道通道16位高精度并行同步采样位高精度并行同步采样ADCCPU与与DSP的数据采样系统(的数据采样系统(ADC)在电路上完)在电路上完全独立全独立82.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案2.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案平台通过配置不同的板卡插件即可实现各种型号保护平台通过配置不同的板卡插件即可实现各种型号保护装置。
装置。
装置可以方便的实现传统互感器采样、电子式互感装置可以方便的实现传统互感器采样、电子式互感器采器采样、光耦开入、继电器输出、样、光耦开入、继电器输出、GOOSE插件任意混合模式插件任意混合模式。
电子式互感器可支持电子式互感器可支持IEC61850-9-2接口,也支持接口,也支持IEC60044-8串行接口,串行接口,9-2接口支持组网和点对点方式。
接口支持组网和点对点方式。
GOOSE接口和接口和SV接口的数量可灵活配置,大量扩充接口的数量可灵活配置,大量扩充。
102.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案装置采用标准装置采用标准4U4U或或8U8U、1919英寸全封闭铝型材机箱英寸全封闭铝型材机箱各种型材模块之间使用迷宫式搭接结构及导电处理各种型材模块之间使用迷宫式搭接结构及导电处理机箱前面板整体设计机箱前面板整体设计插件均采用背插式结构,强弱电分开插件均采用背插式结构,强弱电分开4U机箱机箱112.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案8U机箱机箱122.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案数字化装置数字化装置132.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案装置各种电连接器采用线簧插孔技术,大大提高了装置各种电连接器采用线簧插孔技术,大大提高了接触可靠性,具有极低的接触电阻和较强的电流负荷能接触可靠性,具有极低的接触电阻和较强的电流负荷能力。
力。
结构件结构件142.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案152.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架CPU板板二、整体技术方案CPUCPU板技术特点:
板技术特点:
CPUCPU采用采用FreescaleFreescale高性能的高性能的PowerPCPowerPCDSPDSP采用采用ADIADI公司的高性能公司的高性能3232位浮点位浮点DSPDSP,处理能力,处理能力为每秒为每秒2.4GFLOPS2.4GFLOPS浮点计算,内部具有大容量浮点计算,内部具有大容量RAMRAM保护程序在片内保护程序在片内RAMRAM中运行中运行,由于先进高性能的由于先进高性能的CPUCPU和和DSPDSP的选用,在实现实时并行计算的条件下,时间的选用,在实现实时并行计算的条件下,时间仍有较大的冗余仍有较大的冗余采用超级电容作为采用超级电容作为RTCRTC备份电源,实现免维护备份电源,实现免维护采用采用4Mb4Mb非易失性非易失性SRAMSRAM作为实时事件报告存储作为实时事件报告存储162.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案CPUCPU板技术特点:
板技术特点:
板卡具有板卡具有1Gb1Gb容量的容量的NandFlashNandFlash,可存储大量录波数据,可存储大量录波数据板卡内各电源电路采用高效率的板卡内各电源电路采用高效率的DC/DCDC/DC电源电源33个对外的以太网口接口,均为完全独立个对外的以太网口接口,均为完全独立MACMAC方式方式所有通信口都有完善的隔离与防护措施所有通信口都有完善的隔离与防护措施所有晶振外壳采用接地屏蔽,具有良好的所有晶振外壳采用接地屏蔽,具有良好的EMIEMI抑制能抑制能力力背板高速串行通信接口全部采用背板高速串行通信接口全部采用LVDSLVDS差分驱动差分驱动172.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案跳闸出口板跳闸出口板跳闸出口板采用特殊跳闸出口板采用特殊的加强层间绝缘的叠的加强层间绝缘的叠层设计,保证继电器层设计,保证继电器接点信号高耐压,减接点信号高耐压,减少以往高密度继电器少以往高密度继电器出口板采用飞线方式出口板采用飞线方式带来的不可靠性因素带来的不可靠性因素。
182.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架二、整体技术方案开入板开入板采用表贴工艺,可采用表贴工艺,可以完全保证通道间以完全保证通道间的安规要求的安规要求发热均匀发热均匀短时过电压能力强短时过电压能力强板件选用特性优良板件选用特性优良的齐纳管,保证开的齐纳管,保证开入电压门槛入电压门槛55%-70%55%-70%的指标要求的指标要求192.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架开入板开入板二、整体技术方案202.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架数字化数字化SV板板数字化数字化SVSV接口插件接口插件支持支持9-29-2光纤以太光纤以太网口接入网口接入(ST(ST接口接口)二、整体技术方案212.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架数字化数字化SV板板数字化数字化SVSV接口插件接口插件支持支持9-29-2光纤以太光纤以太网口接入网口接入(LC(LC接口接口)二、整体技术方案222.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架数字化数字化SV板板数字化数字化SVSV接口插件支接口插件支持持FT3FT3格式格式光纤输入光纤输入(60044-8)(60044-8)二、整体技术方案232.NSR-3002.NSR-300系列装置平台硬件构架系列装置平台硬件构架数字化数字化GS板板数字化数字化GOOSEGOOSE接口插件接口插件二、整体技术方案设计思路:
设计思路:
通过支撑软件来保证应用与硬件通过支撑软件来保证应用与硬件解耦解耦各种保护装置采用各种保护装置采用统一的支撑程序统一的支撑程序,包括录波、,包括录波、事件记录、显示打印、通信功能、定值管理程序等事件记录、显示打印、通信功能、定值管理程序等目的:
目的:
硬件板卡的升级、扩充不会带来应用软件的变更硬件板卡的升级、扩充不会带来应用软件的变更各种保护装置统一风格、统一操作方式各种保护装置统一风格、统一操作方式243.3.平台支撑软件方案平台支撑软件方案二、整体技术方案平台支撑软件结构平台支撑软件结构平台支撑软件结构平台支撑软件结构253.3.平台支撑软件方案平台支撑软件方案二、整体技术方案基本功能:
基本功能:
板级支持包板级支持包包括:
各种外设驱动、中断管理等功能支撑系统程序支撑系统程序包括:
任务调度及管理、定值管理、系统监视、板卡间数据通信、调试下载等通用应用通用应用包括:
事件记录、故障录波、人机界面、通信、(网络)打印、定值管理263.3.平台支撑软件方案平台支撑软件方案二、整体技术方案支撑软件的自动测试系统:
支撑软件的自动测试系统:
为保证代码质量,平台专门设计了软件自动测试系统,为保证代码质量,平台专门设计了软件自动测试系统,实现软件自动测试功能,大大提高了软件可靠性。
实现软件自动测试功能,大大提高了软件可靠性。
与研发同步开发,黑盒测试及白盒测试相结合提供自动回归、压力、边缘测试,全方位检查正常、异常情况下平台运行状况测试内容包括:
外设驱动、支撑功能、模拟测试内容包括:
外设驱动、支撑功能、模拟IEC61850IEC61850和和IEC60870-5-103IEC60870-5-103后
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