專利名稱：低壓合并智能單元裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)智能變電站技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種低壓合并智能單元裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，信息通信和自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)監(jiān)控和運(yùn)行管理中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，信息技術(shù)與傳統(tǒng)電力技術(shù)的有機(jī)融合，極大地提升了電網(wǎng)的智能化水平。為加快堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)，國(guó)家電網(wǎng)公司相繼推出了《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》、《智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范》、《變電站智能化改造技術(shù)規(guī)范》等一系列智能變電站建設(shè)和實(shí)施的技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為提高變電設(shè)備的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)變電站數(shù)字化、智能化，提供了良好的技術(shù)支持和理論依據(jù)。根據(jù)IEC 61 850《變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》系列標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，變電站智能化建設(shè)主要包括以下幾個(gè)方面=IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)；網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；電子式互感器及合并單元的應(yīng)用；智能斷路器技術(shù)。傳統(tǒng)變電站開(kāi)關(guān)位置信號(hào)、變壓器運(yùn)行狀態(tài)等以信號(hào)電纜形式與保護(hù)裝置接口，二次設(shè)備間傳輸信號(hào)也以信號(hào)電纜連接為主，二次系統(tǒng)的安全性取決于站內(nèi)設(shè)備抗電磁干擾的能力。信號(hào)改用光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，既可以提高信號(hào)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，又可以提高設(shè)備的抗干擾能力。對(duì)于低電壓等級(jí)，可直接使用帶CT/PT模擬量接口的合并單元實(shí)現(xiàn)電壓電流量的采集，這種方法成本低廉、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔，無(wú)傳統(tǒng)長(zhǎng)電纜的二次負(fù)載、回路壓降等問(wèn)題，采樣精度也得到了提升。另外，由于當(dāng)前智能斷路器技術(shù)尚不成熟，現(xiàn)階段均采用在斷路器側(cè)加裝智能單元設(shè)備的方法，實(shí)現(xiàn)斷路器信號(hào)的采集和控制，從而實(shí)現(xiàn)斷路器智能化。因此，采用合并單元和智能單元裝置進(jìn)行數(shù)字化采集，通過(guò)過(guò)程層采樣值網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ肎OOSE網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需增加設(shè)備即可以方便的實(shí)現(xiàn)信息復(fù)用和跨間隔的信息采集，各設(shè)備間資源共享，利用率高，是智能變電站建設(shè)和發(fā)展的趨勢(shì)。另外，對(duì)于單個(gè)開(kāi)關(guān)間隔，采用合并單元、智能單元功能分開(kāi)的裝置，設(shè)備數(shù)量較多，安裝、調(diào)試不便，變電站建設(shè)及后期檢修、維護(hù)成本高，安全性和可靠性相對(duì)較低。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種面向智能變電站的低壓合并智能單元裝置，以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)智能變電站中的開(kāi)關(guān)遙信信號(hào)和電壓電流模擬量的實(shí)時(shí)采集，以減少站內(nèi)設(shè)備數(shù)量，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)配置，提高智能變電站可靠性和安全運(yùn)行水平。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:一種低壓合并智能單元裝置，包括模擬操作箱板、開(kāi)關(guān)量輸入板、開(kāi)關(guān)量輸出板、主CPU板、CT/PT模擬量采集板、變送器直流量采集板、電源板；CT/PT模擬量采集板、變送器直流量采集板通過(guò)背板數(shù)據(jù)總線與主CPU板連接，模擬操作箱板、開(kāi)關(guān)量輸入板、開(kāi)關(guān)量輸出板通過(guò)背板數(shù)據(jù)控制總線與主CPU板連接；還包括與主CPU板連接的以太網(wǎng)通訊接口模塊。所述CT/PT模擬量采集板、變送器直流量采集板通過(guò)背板數(shù)據(jù)總線與主CPU板連接，將模擬量數(shù)據(jù)采樣計(jì)算轉(zhuǎn)換為數(shù)字量存儲(chǔ)在緩存單元中。所述模擬操作箱板、開(kāi)關(guān)量輸入板、開(kāi)關(guān)量輸出板通過(guò)背板數(shù)據(jù)控制總線與主CPU板連接，將開(kāi)關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量存儲(chǔ)在相應(yīng)的緩存單元中，接收外部來(lái)的GOOSE信號(hào)并執(zhí)行相應(yīng)的分合閘命令。所述以太網(wǎng)通訊接口模塊，通過(guò)高速總線與主CPU板連接，以IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的MMS協(xié)議與站控層網(wǎng)絡(luò)上的SCADA系統(tǒng)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)遙信遙測(cè)等信息的通訊上傳；將采集到的模擬量數(shù)據(jù)以SV采樣值包數(shù)據(jù)形式通過(guò)以太網(wǎng)接口發(fā)送出去，將采集到的開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)以GOOSE數(shù)據(jù)包形式通過(guò)以太網(wǎng)接口發(fā)送出去；識(shí)別并接收外部來(lái)的GOOSE分合閘命令信號(hào)。本 實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的低壓合并智能單元裝置，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)智能變電站中的開(kāi)關(guān)遙信信號(hào)和電壓電流模擬量的實(shí)時(shí)采集，并能夠順利接入智能變電站站控層網(wǎng)絡(luò)，以及過(guò)程層SV采樣值和GOOSE網(wǎng)絡(luò)中，減少了站內(nèi)設(shè)備數(shù)量，降低了變電站建設(shè)及后期檢修維護(hù)成本，提高智能變電站可靠性和安全運(yùn)行水平。

圖1是低壓合并智能單元裝置系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖2是低壓合并智能單元裝置背板圖；圖3是低壓合并智能單元裝置通訊方式示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作具體的介紹。圖1是本實(shí)用新型低壓合并智能單元裝置系統(tǒng)架構(gòu)圖。如圖1所示，低壓合并智能單元裝置包括合并單元模塊、智能單元模塊、以太網(wǎng)通訊接口模塊，合并單元模塊通過(guò)CT/PT模擬量采集板或變送器直流量采集板采集電壓電流等電量信號(hào)，智能單元模塊通過(guò)模擬操作箱板、開(kāi)關(guān)量輸入板、開(kāi)關(guān)量輸出板等板件采集開(kāi)關(guān)狀態(tài)等遙信信息，并執(zhí)行保護(hù)跳合閘、遙控分合閘命令。低壓合并智能單元裝置具有多路以太網(wǎng)通訊接口，可通過(guò)站控層以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與SCADA系統(tǒng)進(jìn)行通訊，也可通過(guò)過(guò)程層以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，用光纖點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或者光纖交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)方式與保護(hù)測(cè)控裝置、故障錄波裝置等二次設(shè)備間進(jìn)行GOOSE遙信、SV采樣值等數(shù)據(jù)通訊。圖2是本實(shí)用新型低壓合并智能單元裝置背板圖。如圖2所示，本實(shí)用新型低壓合并智能單元裝置包括如下板件:電源板(POWER板)，電源輸入為寬范圍交直流11(T220V。模擬操作箱板(CZX板)，通過(guò)模擬繼電器回路，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)斷路器手跳、手合、遙控分合以及回路狀態(tài)監(jiān)視、開(kāi)關(guān)防跳等功能。開(kāi)關(guān)量輸入板(DI板)，采用無(wú)源節(jié)點(diǎn)，將直流110V/220V遙信信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)小電壓信號(hào)，通過(guò)光耦隔離，送入CPU中進(jìn)行處理。[0026]開(kāi)關(guān)量輸出板(DO板)，將主CPU板發(fā)送過(guò)來(lái)的分合閘控制命令，通過(guò)光耦隔離轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的脈沖輸出，再通過(guò)繼電器轉(zhuǎn)換為無(wú)源節(jié)點(diǎn)信號(hào)輸出。CT/PT模擬量采集板(CTPT板)，通過(guò)板上小CTPT互感器或小直流采集器，將二次電壓100V、二次電流5Α/1Α、Γ20πιΑ小直流信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)小電壓信號(hào)送入AD模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片中進(jìn)行采集計(jì)算。主CPU板(CPU板)，接收模擬操作箱板、開(kāi)關(guān)量出入板傳來(lái)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)，將其轉(zhuǎn)為數(shù)字GOOSE信號(hào)，通過(guò)光纖以太網(wǎng)接口發(fā)送出去；接收外部來(lái)的GOOSE保護(hù)跳合閘、遙控分合閘命令，將信號(hào)輸出至模擬操作箱板和開(kāi)關(guān)量輸出板進(jìn)行命令執(zhí)行；接收CT/PT模擬量采集板、變送器直流量采集板轉(zhuǎn)換來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)小電壓信號(hào)，進(jìn)行采樣還原計(jì)算后以SV采樣值包的形式通過(guò)光纖以太網(wǎng)接口發(fā)送出去。圖3是本實(shí)用新型低壓合并智能單元裝置內(nèi)部通訊方式示意圖。如圖3所示，主CPU板DSP處理器通過(guò)數(shù)據(jù)控制總線方式與智能單元模塊通訊，智能單元模塊采用I/o 口通訊采集開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)，并執(zhí)行相關(guān)控制命令；SCPU板DSP處理器通過(guò)數(shù)據(jù)總線方式與合并單元模塊通訊，合并單元模塊采用I/o 口采集CTPT模擬量采集板的數(shù)據(jù)；主CPU板DSP處理器與以太網(wǎng)接口通訊采用高速總線方式。上述實(shí)例不以任何形式限定本實(shí)用新型，凡采取等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用 新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種低壓合并智能單元裝置，其特征在于:包括模擬操作箱板、開(kāi)關(guān)量輸入板、開(kāi)關(guān)量輸出板、主CPU板、CT/PT模擬量采集板、變送器直流量采集板、電源板；CT/PT模擬量采集板、變送器直流量采集板通過(guò)背板數(shù)據(jù)總線與主CPU板連接，模擬操作箱板、開(kāi)關(guān)量輸入板、開(kāi)關(guān)量輸出板通過(guò)背板數(shù)據(jù)控制總線與主CPU板連接；還包括與主CPU板連接的以太網(wǎng)通訊接口模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓合并智能單元裝置，其特征在于:所述CT/PT模擬量采集板、變送器直流量采集板通過(guò)背板數(shù)據(jù)總線與主CPU板連接，將模擬量數(shù)據(jù)采樣計(jì)算轉(zhuǎn)換為數(shù)字量存儲(chǔ)在緩存單元中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓合并智能單元裝置，其特征在于:所述模擬操作箱板、開(kāi)關(guān)量輸入板、開(kāi)關(guān)量輸出板通過(guò)背板數(shù)據(jù)控制總線與主CPU板連接，將開(kāi)關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量存儲(chǔ)在相應(yīng)的緩存單元中，接收外部來(lái)的GOOSE信號(hào)并執(zhí)行相應(yīng)的分合閘命令。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓合并智能單元裝置，其特征在于:所述以太網(wǎng)通訊接口模塊，通過(guò)高速總線與主CPU板連接，以IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的麗S協(xié)議與站控層網(wǎng)絡(luò)上的SCADA系統(tǒng)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)遙信遙測(cè)信息的通訊上傳；將采集到的模擬量數(shù)據(jù)以SV采樣值包數(shù)據(jù)形式通過(guò)以太網(wǎng)接口發(fā)送出去，將采集到的開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)以GOOSE數(shù)據(jù)包形式通過(guò)以太網(wǎng)接口發(fā)送出 去；識(shí)別并接收外部來(lái)的GOOSE分合閘命令信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及低壓合并智能單元裝置，包括模擬操作箱板、開(kāi)關(guān)量輸入板、開(kāi)關(guān)量輸出板、主CPU板、CT/PT模擬量采集板、變送器直流量采集板、電源板；CT/PT模擬量采集板、變送器直流量采集板通過(guò)背板數(shù)據(jù)總線與主CPU板連接，模擬操作箱板、開(kāi)關(guān)量輸入板、開(kāi)關(guān)量輸出板通過(guò)背板數(shù)據(jù)控制總線與主CPU板連接；與主CPU板連接的以太網(wǎng)通訊接口模塊。通過(guò)本實(shí)用新型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)智能變電站開(kāi)關(guān)間隔的狀態(tài)量和遙測(cè)信息的智能采集，以及對(duì)開(kāi)關(guān)刀閘等的控制，能夠同時(shí)接入智能變電站過(guò)程層、站控層網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了變電站遙信、遙測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)字化采集傳輸和開(kāi)關(guān)的智能化控制，減少了站內(nèi)設(shè)備數(shù)量，提高了智能變電站的可靠性和運(yùn)行穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H02J13/00GK203151221SQ20132011228
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月13日
發(fā)明者李澄, 趙家慶, 黃晉榮, 陸玉軍, 陳顥, 王伏亮, 錢科軍, 謝夏寅, 潘曉明, 丁宏恩, 楊洪 申請(qǐng)人:江蘇方天電力技術(shù)有限公司, 江蘇省電力公司蘇州供電公司, 江蘇省電力公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司