一种牵引变电站并行智能化保护系统的制作方法

1.本实用新型属于牵引变电站继电保护领域，尤其是涉及一种牵引变电站并行智能化保护系统。


背景技术：

2.《高速铁路牵引变电所运行检修规程》推荐电气化铁路牵引变电站综合自动化系统已达到6～8年以上进入大修周期，电气化铁路牵引变电站综合自动化系统在运行多年后面临各继电保护装置及相关设备元器件老化、故障率升高、备件不足的问题，若不及时处理可能会引起重大安全运营事故，影响行车安全，甚至导致人民生命财产损失等；既有的牵引变电站综合自动化系统二次保护系统目前采用上一代分层、分布式微机型综合自动化系统，系统采用通用的“站级管理层 网络通信层 间隔层”结构，具有如下问题：(1)不具备goose/sv网络，不能进行智能化通信；(2)不能实施站域保护及广域保护等功能；(3)电缆作为主要的通信介质，抗干扰能力差、效率低等；
3.为了提高牵引变电站综合自动化系统稳定性与可靠性，保障乘客生命财产安全，研究一种满足与上述工况的牵引变电站综合自动化系统，实现既不现牵引变电站综合自动化系统正常运行，又能对牵引变电站进行智能化升级的新型牵引变电站综合自动化系统，使得早期建设的高铁线路可以平滑过渡到智能化牵引变电站；本方案具有技术先进性和可推广性，广泛适用于既有高铁变电所二次保护系统的平稳升级换代，能显著提高牵引变电所保护系统的性能，适应高铁智能化、无人化对变电所保护系统的需求，为未来智能调度、智能运维的实施奠定基础。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种牵引变电站并行智能化保护系统，以解决早期建设的高铁线路进入大修周期时，系统面临元器件老化、故障率升高、备件不足的问题。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种牵引变电站并行智能化保护系统，包括监控通信区、并行常规区、并行智能区一、并行智能区二、合智功能区和一次设备区；
7.监控通信区通过通信网络一分别与并行常规区、并行智能区一、并行智能区二连接，并行智能区一和并行智能区二均通过通信网络二连接合智功能区；
8.一次设备区通过电缆线束分别与并行常规区、并行智能区一、合智功能区连接。
9.进一步的，监控通信区包括通信网关主机、通信网关备机、后台监控主机、网络分析仪、远动交换机一、远动交换机二和北斗时钟服务器；
10.通信网关主机、通信网关备机均与通信网络一连接，通信网关主机与远动交换机一和远动交换机二连接，通信网关备机也连接远动交换机一和远动交换机二，远动交换机一和远动交换机二连接远方scada调度网；
11.后台监控主机、北斗时钟服务器均与通信网络一连接，后台监控主机还连接有打
印机，北斗时钟服务器连接卫星天线；
12.网络分析仪分别与通信网络一和通信网络二连接。
13.进一步的，通信网络一包括mms-a网、mms-b网和时间同步网络；
14.后台监控主机分别连接mms-a网和mms-b网，通信网关主机分别连接mms-a网、mms-b网和时间同步网络，通信网关备机分别连接mms-a网、mms-b网和时间同步网络，网络分析仪也分别连接mms-a网、mms-b网和时间同步网络；
15.北斗时钟服务器连接时间同步网络。
16.进一步的，并行智能区二包括1a变压器保护装置、2a测控保护装置、3a站域保护装置、4a广域保护装置和5a馈线保护装置；
17.1a变压器保护装置、2a测控保护装置、3a站域保护装置、4a广域保护装置和5a馈线保护装置均通过ma接口连接mms-a网，1a变压器保护装置、2a测控保护装置、3a站域保护装置、4a广域保护装置和5a馈线保护装置均通过mb接口连接mms-b网，1a变压器保护装置、2a测控保护装置、3a站域保护装置、4a广域保护装置和5a馈线保护装置均通过tsn接口连接时间同步网络；
18.1a变压器保护装置、2a测控保护装置、3a站域保护装置、4a广域保护装置和5a馈线保护装置还连接通信网络二。
19.进一步的，通信网络二包括sv/goose-a网、sv/goose-b网；
20.1a变压器保护装置、2a测控保护装置、3a站域保护装置、4a广域保护装置和5a馈线保护装置均通过sga接口连接sv/goose-a网；
21.1a变压器保护装置、2a测控保护装置、3a站域保护装置、4a广域保护装置和5a馈线保护装置均通过sgb接口连接sv/goose-b网；
22.网络分析仪分别通过sga接口连接sv/goose-a网和通过sgb接口连接sv/goose-b网。
23.进一步的，并行智能区一包括1b变压器保护装置、2b测控保护装置、3b站域保护装置、4b广域保护装置和5b馈线保护装置；
24.1b变压器保护装置、2b测控保护装置、3b站域保护装置、4b广域保护装置和5b馈线保护装置均通过ma接口连接mms-a网，1b变压器保护装置、2b测控保护装置、3b站域保护装置、4b广域保护装置和5b馈线保护装置均通过mb接口连接mms-b网，1b变压器保护装置、2b测控保护装置、3b站域保护装置、4b广域保护装置和5b馈线保护装置均通过tsn接口连接时间同步网络；
25.1b变压器保护装置、2b测控保护装置、3b站域保护装置、4b广域保护装置和5b馈线保护装置均通过sga接口连接sv/goose-a网；
26.1b变压器保护装置、2b测控保护装置、3b站域保护装置、4b广域保护装置和5b馈线保护装置均通过sgb接口连接sv/goose-b网；
27.1b变压器保护装置和5b馈线保护装置还通过电缆线束连接一次设备区。
28.进一步的，合智功能区包括变压器合并单元、变压器智能终端、馈线合并单元和馈线智能终端；
29.变压器合并单元、变压器智能终端、馈线合并单元和馈线智能终端均通过sga接口连接sv/goose-a网；
30.变压器合并单元、变压器智能终端、馈线合并单元和馈线智能终端均通过sgb接口连接sv/goose-b网；
31.变压器合并单元、变压器智能终端、馈线合并单元和馈线智能终端均通过tsn接口连接时间同步网络；
32.变压器合并单元、变压器智能终端、馈线合并单元和馈线智能终端还通过电缆线束连接一次设备区。
33.进一步的，变压器合并单元还通过sv直连通道连接1a变压器保护装置；
34.馈线合并单元还通过sv直连通道分别连接4a广域保护装置和5a馈线保护装置；
35.变压器智能终端还通过goose直连通道连接2a测控保护装置；
36.馈线智能终端还通过goose直连通道连接5a馈线保护装置；
37.4b广域保护装置还通过sv直连通道连接5b馈线保护装置。
38.进一步的，并行常规区包括1c变压器保护装置、2c测控保护装置、3c馈线保护装置；
39.1c变压器保护装置、2c测控保护装置、3c馈线保护装置均通过ma接口连接mms-a网，1c变压器保护装置、2c测控保护装置、3c馈线保护装置均通过mb接口连接mms-b网，1c变压器保护装置、2c测控保护装置、3c馈线保护装置均通过tsn接口连接时间同步网络；
40.1c变压器保护装置和3c馈线保护装置还通过电缆线束连接一次设备区。
41.进一步的，电缆线束包括变压器间隔电缆束一、馈线间隔电缆束一、变压器间隔电缆束二、馈线间隔电缆束二、变压器间隔电缆束三和馈线间隔电缆束三；
42.一次设备区包括pt1、ct1、断路器一、ptc2、ct2、断路器二；pt1和ct1通过变压器间隔电缆束一与变压器合并单元连接，断路器一通过变压器间隔电缆束一与变压器智能终端连接，pt2和ct2通过馈线间隔电缆束一连接馈线合并单元，断路器二通过馈线间隔电缆束一连接馈线智能终端；
43.pt1、ct1和断路器一均通过馈线间隔电缆束三连接1c变压器保护装置；
44.pt1、ct1和断路器一均通过变压器间隔电缆束二连接1b变压器保护装置；
45.ptc2、ct2和断路器二均通过变压器间隔电缆束三连接3c馈线保护装置；
46.ptc2、ct2和断路器二均通过馈线间隔电缆束二连接5b馈线保护装置；
47.pt1、ct1和断路器一连接有变压器间隔一次设备，ptc2、ct2和断路器二连接有馈线间隔设备。
48.相对于现有技术，本实用新型所述的一种牵引变电站并行智能化保护系统具有以下有益效果：
49.(1)本实用新型所述的一种牵引变电站并行智能化保护系统通过将多合一智能化保护装置平滑、并行接入现有牵引变电站综合自动化系统，实现了常规牵引变电站综合自动化系统与智能化牵引变电站综合自动化系统并联运行，提升了牵引变电站综合自动化系统稳定性与可靠性，保障乘客生命财产安全，使得早期建设的高铁线路可以平滑过渡到智能化牵引变电站；
50.(2)本实用新型所述的一种牵引变电站并行智能化保护系统通过设置并行接口，具有可扩展的优越性，当现有常规牵引变电站综合自动化系统退出后，出现相比于智能牵引变电站综合自动化系统更为先进的技术或架构，可继续通过该接口进行并联运行接入，
使得系统一直处于动态更新迭代状态；
51.(3)本实用新型所述的一种牵引变电站并行智能化保护系统运营集约化，使得牵引变电站配置更为精简，全站信息共享能力大幅提升，全站信息高度数字化和标准化，通过牵引变电站综合监控系统可为运维侧提供更为全面的信息，使得运营维护、故障分析更为方便；
52.(4)本实用新型所述的一种牵引变电站并行智能化保护系统可减少电缆敷设，减少投资，节省运营和维护成本。
附图说明
53.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
54.图1为本实用新型实施例所述的一种牵引变电站并行智能化保护系统原理图。
具体实施方式
55.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
56.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
57.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
58.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
59.请参阅图1所示，一种牵引变电站并行智能化保护系统，包括监控通信区、并行常规区、并行智能区一、并行智能区二、合智功能区和一次设备区；
60.监控通信区通过通信网络一分别与并行常规区、并行智能区一、并行智能区二连接，并行智能区一和并行智能区二均通过通信网络二连接合智功能区；
61.一次设备区通过电缆线束分别与并行常规区、并行智能区一、合智功能区连接；监控通信区、并行常规区、并行智能区二、合智功能区和一次设备区构成一套并行智能化保护系统，监控通信区、并行常规区、并行智能区一和一次设备区构成另一套并行智能化保护系统，两套并行系统互为备份，可根据实际工况或用户需求进行灵活选择。
62.监控通信区包括通信网关主机、通信网关备机、后台监控主机、网络分析仪、远动交换机一、远动交换机二和北斗时钟服务器；
63.通信网关主机、通信网关备机均与通信网络一连接，通信网关主机与远动交换机一和远动交换机二连接，通信网关备机也连接远动交换机一和远动交换机二，远动交换机一和远动交换机二连接远方scada调度网；
64.后台监控主机、北斗时钟服务器均与通信网络一连接，后台监控主机还连接有打印机，后台监控主机可进行采集牵引变电站的实时运行信息，通过打印机定时打印输出各种数据报表或报警表等，北斗时钟服务器连接卫星天线；
65.网络分析仪分别与通信网络一和通信网络二连接。
66.通信网络一包括mms-a网、mms-b网和时间同步网络，时间同步网络将北斗时钟服务器输出的irig-b格式的时间同步数据无失真的传输至并行常规区、并行智能区二、并行智能区一和合智功能区；
67.后台监控主机分别连接mms-a网和mms-b网，通信网关主机分别连接mms-a网、mms-b网和时间同步网络，通信网关备机分别连接mms-a网、mms-b网和时间同步网络，网络分析仪也分别连接mms-a网、mms-b网和时间同步网络；
68.北斗时钟服务器连接时间同步网络。
69.并行智能区二包括1a变压器保护装置、2a测控保护装置、3a站域保护装置、4a广域保护装置和5a馈线保护装置；
70.1a变压器保护装置、2a测控保护装置、3a站域保护装置、4a广域保护装置和5a馈线保护装置均通过ma接口连接mms-a网，1a变压器保护装置、2a测控保护装置、3a站域保护装置、4a广域保护装置和5a馈线保护装置均通过mb接口连接mms-b网，1a变压器保护装置、2a测控保护装置、3a站域保护装置、4a广域保护装置和5a馈线保护装置均通过tsn接口连接时间同步网络，1a变压器保护装置、2a测控保护装置、3a站域保护装置、4a广域保护装置和5a馈线保护装置还连接通信网络二，可实现与监控通信区或并行智能区一或合智功能区进行数据和控制命令交互等。
71.通信网络二包括sv/goose-a网、sv/goose-b网；
72.1a变压器保护装置、2a测控保护装置、3a站域保护装置、4a广域保护装置和5a馈线保护装置均通过sga接口连接sv/goose-a网；
73.1a变压器保护装置、2a测控保护装置、3a站域保护装置、4a广域保护装置和5a馈线保护装置均通过sgb接口连接sv/goose-b网；
74.网络分析仪分别通过sga接口连接sv/goose-a网和通过sgb接口连接sv/goose-b网。
75.并行智能区一包括1b变压器保护装置、2b测控保护装置、3b站域保护装置、4b广域保护装置和5b馈线保护装置；
76.1b变压器保护装置、2b测控保护装置、3b站域保护装置、4b广域保护装置和5b馈线保护装置均通过ma接口连接mms-a网，1b变压器保护装置、2b测控保护装置、3b站域保护装置、4b广域保护装置和5b馈线保护装置均通过mb接口连接mms-b网，1b变压器保护装置、2b测控保护装置、3b站域保护装置、4b广域保护装置和5b馈线保护装置均通过tsn接口连接时间同步网络，可实现与监控通信区或并行智能区二或合智功能区进行数据和控制命令交互
等；
77.1b变压器保护装置、2b测控保护装置、3b站域保护装置、4b广域保护装置和5b馈线保护装置均通过sga接口连接sv/goose-a网；
78.1b变压器保护装置、2b测控保护装置、3b站域保护装置、4b广域保护装置和5b馈线保护装置均通过sgb接口连接sv/goose-b网；
79.1b变压器保护装置和5b馈线保护装置还通过电缆线束连接一次设备区。
80.合智功能区包括变压器合并单元、变压器智能终端、馈线合并单元和馈线智能终端；
81.变压器合并单元、变压器智能终端、馈线合并单元和馈线智能终端均通过sga接口连接sv/goose-a网；
82.变压器合并单元、变压器智能终端、馈线合并单元和馈线智能终端均通过sgb接口连接sv/goose-b网；
83.变压器合并单元、变压器智能终端、馈线合并单元和馈线智能终端均通过tsn接口连接时间同步网络；
84.变压器合并单元、变压器智能终端、馈线合并单元和馈线智能终端还通过电缆线束连接一次设备区。
85.变压器合并单元还通过sv直连通道连接1a变压器保护装置；
86.馈线合并单元还通过sv直连通道分别连接4a广域保护装置和5a馈线保护装置；
87.变压器智能终端还通过goose直连通道连接2a测控保护装置；
88.馈线智能终端还通过goose直连通道连接5a馈线保护装置；
89.4b广域保护装置还通过sv直连通道连接5b馈线保护装置。
90.并行常规区包括1c变压器保护装置、2c测控保护装置、3c馈线保护装置；
91.1c变压器保护装置、2c测控保护装置、3c馈线保护装置均通过ma接口连接mms-a网，1c变压器保护装置、2c测控保护装置、3c馈线保护装置均通过mb接口连接mms-b网，1c变压器保护装置、2c测控保护装置、3c馈线保护装置均通过tsn接口连接时间同步网络；
92.1c变压器保护装置和3c馈线保护装置还通过电缆线束连接一次设备区。
93.电缆线束包括变压器间隔电缆束一、馈线间隔电缆束一、变压器间隔电缆束二、馈线间隔电缆束二、变压器间隔电缆束三和馈线间隔电缆束三；
94.一次设备区包括pt1、ct1、断路器一、ptc2、ct2、断路器二；pt1和ct1通过变压器间隔电缆束一中的一条或多条电缆与变压器合并单元连接，从pt1和ct1向变压器合并单元传输变压器间隔一次设备上采集到的电压量或电流量等模拟量数据，断路器一通过变压器间隔电缆束一中的一条或多条电缆与变压器智能终端连接，从变压器智能终端向断路器一传输开关信号，pt2和ct2通过馈线间隔电缆束一中的一条或多条电缆连接馈线合并单元，从pt2和ct2向变压器合并单元传输馈线间隔设备采集到的电压量或电流量等模拟量数据，断路器二通过馈线间隔电缆束一中的一条或多条电缆连接馈线智能终端，从馈线智能终端向断路器二传输开关信号；
95.pt1、ct1和断路器一均通过馈线间隔电缆束三中的一条或多条电缆连接1c变压器保护装置；从pt1和ct1向1c变压器保护装置传输变压器间隔一次设备上采集到的电压量或电流量等模拟量数据，同时也可从1c变压器保护装置向断路器一传输开关信号；
96.pt1、ct1和断路器一均通过变压器间隔电缆束二中的一条或多条电缆连接1b变压器保护装置；
97.ptc2、ct2和断路器二均通过变压器间隔电缆束三中的一条或多条电缆连接3c馈线保护装置；
98.ptc2、ct2和断路器二均通过馈线间隔电缆束二中的一条或多条电缆连接5b馈线保护装置，从pt2和ct2向5b馈线保护装置传输馈线间隔一次设备上采集到的电压量或电流量等模拟量数据，同时也可从3c馈线保护装置向断路器二传输开关信号等；
99.pt1、ct1和断路器一连接有变压器间隔一次设备，ptc2、ct2和断路器二连接有馈线间隔设备。
100.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。