一種智能變電站過程層的集成智能電子裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種智能變電站過程層的集成智能電子裝置，包括模擬量調(diào)理模塊、開入開出模塊、監(jiān)測管理模塊、合并單元模塊、智能終端模塊和電源模塊；所述模擬調(diào)理模塊與合并單元模塊單向連接，所述合并單元模塊與智能終端模塊、開入開出模塊和監(jiān)測管理模塊分別雙向連接，所述電源模塊與模擬量調(diào)理模塊、開入開出模塊、監(jiān)測管理模塊、合并單元模塊以及智能終端模塊分別單向連接。本發(fā)明提供一種智能變電站過程層的集成智能電子裝置，該集成智能電子裝置滿足IEC61850協(xié)議，主要用于實現(xiàn)智能變電站過程層設備的集成和融合，能夠降低智能變電站的占地面積和建設運維投資，提高智能變電站的整體效益。
【專利說明】一種智能變電站過程層的集成智能電子裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于變電站自動化【技術領域】，具體涉及一種智能變電站過程層的集成智能電子裝置。

【背景技術】
[0002]作為智能電網(wǎng)建設的重要環(huán)節(jié)，智能變電站的工程采取分階段、分層次的技術方案逐步實施。按照IEC 61850標準，智能變電站系統(tǒng)結構可以劃分為3層，即站控層、間隔層和過程層。過程層設備包含有一次智能設備、合并單元和智能終端，完成變電站電能分配、變換、傳輸及其測量、控制、計量、狀態(tài)監(jiān)測等相關功能；過程層的采樣SV網(wǎng)、G00SE網(wǎng)、對時網(wǎng)通常為分立組網(wǎng)。間隔層按主設備單元間隔配置獨立的測控、保護裝置，還配置了故障錄波、備自投、低周減載等智能電子設備，實現(xiàn)對間隔數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計運算及控制命令的優(yōu)先級控制，完成過程層實時數(shù)據(jù)匯總及與站控層的網(wǎng)絡通信。站控層包括監(jiān)控、五防、遠動通信、對時、狀態(tài)監(jiān)測、在線決策等子系統(tǒng)。
[0003]在較高電壓等級的變電站，出于可靠性的考慮，嚴格按照規(guī)范要求，采用獨立、冗余配置過程層和間隔層設備的方案，層次分明，概念清晰。然而，所有電壓等級都采取過程層和間隔層設備獨立配置的方案將會遇到一定的困難，尤其是常規(guī)變電站的智能化改造工程中，在更換設備的同時必然增加大量的合并單元、智能終端等過程層設備。對于中低壓電壓等級的間隔，一般要求分散就地安裝，安裝空間有限，而且交換機和通信接線復雜，與改造前相比，由于增加較多設備，經(jīng)濟性也欠佳。因此，針對中低壓電壓等級的智能變電站選擇更簡便、經(jīng)濟的配置方案勢在必行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種智能變電站過程層的集成智能電子裝置，該集成智能電子裝置滿足IEC61850協(xié)議，能夠降低智能變電站的占地面積和建設運維投資，提高智能變電站的整體效益。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術方案:
[0006]本發(fā)明提供一種智能變電站過程層的集成智能電子裝置，所述裝置包括模擬量調(diào)理模塊、開入開出模塊、監(jiān)測管理模塊、合并單元模塊、智能終端模塊和電源模塊；所述模擬調(diào)理模塊與合并單元模塊單向連接，所述合并單元模塊與智能終端模塊、開入開出模塊和監(jiān)測管理模塊分別雙向連接，所述電源模塊與模擬量調(diào)理模塊、開入開出模塊、監(jiān)測管理模塊、合并單元模塊以及智能終端模塊分別單向連接。
[0007]所述模擬量調(diào)理模塊接收來自電子式互感器的FT3信號或經(jīng)電子式互感器轉換得到的小電壓信號，進行信號調(diào)理后，通過母板采用FT3-4格式發(fā)送數(shù)據(jù)給合并單元模塊。
[0008]所述模擬量調(diào)理模塊通過光纜接收來自電子式互感器的FT3信號或通過雙屏蔽電纜接收經(jīng)電子式互感器轉換得到的小電壓信號。
[0009]所述開入開出模塊通過電纜接入16路開關量輸入信號，并通過電纜將7路開關量輸出信號提供給外部控制對象；同時通過母板采用地址數(shù)據(jù)總線與合并單元模塊進行數(shù)據(jù)交互。
[0010]所述監(jiān)測管理模塊采用USB接口連接攝像頭，并采用RS485總線連接永磁機構和開關柜中其它部分的傳感器，同時通過以太網(wǎng)或RS485總線與合并單元模塊進行數(shù)據(jù)交互。
[0011]所述合并單元模塊接收模擬量調(diào)理模塊傳送的FT3-4格式數(shù)據(jù)，并通過地址數(shù)據(jù)總線對所述開入開出模塊進行開關量輸入信號的接收和開關量輸出信號的控制；通過以太網(wǎng)或者RS485總線對對監(jiān)測管理模塊中的數(shù)據(jù)進行采集和控制，并采用地址數(shù)據(jù)總線與智能終端模塊進行數(shù)據(jù)交互和控制，同時對外提供9-2格式的采樣值、標準G00SE信息和IEC1588對時接口。
[0012]所述智能終端模塊通過地址數(shù)據(jù)總線與合并單元模塊相連，其對外提供MMS通訊接口、人機交互接口和調(diào)試維護接口。
[0013]所述電源模塊接入交直流200V電源，并通過電源總線給模擬量調(diào)理模塊、開入開出模塊、監(jiān)測管理模塊、合并單元模塊和智能終端模塊分別提供5V和±12V電源。
[0014]所述地址數(shù)據(jù)總線、以太網(wǎng)、RS485總線、MMS通訊接口、人機交互接口、調(diào)試維護接口和電源總線通過母板連通。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0016]本發(fā)明主要利用35kV智能變電站規(guī)模相對較小，一次系統(tǒng)相對簡單，站內(nèi)信息量相對較少的特點，在遵循智能變電站一般技術原則，滿足安全可靠運行要求前提下，減少智能電子設備的種類和數(shù)量，達到減少35kV智能變電站建設和運維成本，提高變電站效益的目的，主要表現(xiàn)在:
[0017]在變電站過程層，通常有分立裝置實現(xiàn)合并單元、智能終端、保護、測控、計量及狀態(tài)監(jiān)測等功能有一臺智能電子裝置一體化完成，提高了設備的集成化度，降低了設備投資和運維的復雜程度。同時，由于智能電子裝置與一次設備緊耦合，不僅安裝位置更貼近一次設備，更簡化與電子式互感器的中間模數(shù)轉換與通訊傳輸環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了在降低成本的同時提高設備可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實施例中智能變電站過程層的集成智能電子裝置結構示意圖。

【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0020]如圖1，本發(fā)明提供一種智能變電站過程層的集成智能電子裝置，所述裝置包括模擬量調(diào)理模塊、開入開出模塊、監(jiān)測管理模塊、合并單元模塊、智能終端模塊和電源模塊；所述模擬調(diào)理模塊與合并單元模塊單向連接，所述合并單元模塊與智能終端模塊、開入開出模塊和監(jiān)測管理模塊分別雙向連接，所述電源模塊與模擬量調(diào)理模塊、開入開出模塊、監(jiān)測管理模塊、合并單元模塊以及智能終端模塊分別單向連接。
[0021]所述模擬量調(diào)理模塊接收來自電子式互感器的FT3信號或經(jīng)電子式互感器轉換得到的小電壓信號，進行信號調(diào)理后，通過母板采用FT3-4格式發(fā)送數(shù)據(jù)給合并單元模塊。
[0022]所述模擬量調(diào)理模塊通過光纜接收來自電子式互感器的FT3信號或通過雙屏蔽電纜接收經(jīng)電子式互感器轉換得到的小電壓信號。
[0023]所述開入開出模塊通過電纜接入16路開關量輸入信號，并通過電纜將7路開關量輸出信號提供給外部控制對象；同時通過母板采用地址數(shù)據(jù)總線與合并單元模塊進行數(shù)據(jù)交互。
[0024]所述監(jiān)測管理模塊采用USB接口連接攝像頭，并采用RS485總線連接永磁機構和開關柜中其它部分的傳感器，同時通過以太網(wǎng)或RS485總線與合并單元模塊進行數(shù)據(jù)交互。
[0025]所述合并單元模塊接收模擬量調(diào)理模塊傳送的FT3-4格式數(shù)據(jù)，并通過地址數(shù)據(jù)總線對所述開入開出模塊進行開關量輸入信號的接收和開關量輸出信號的控制；通過以太網(wǎng)或者RS485總線對對監(jiān)測管理模塊中的數(shù)據(jù)進行采集和控制，并采用地址數(shù)據(jù)總線與智能終端模塊進行數(shù)據(jù)交互和控制，同時對外提供9-2格式的采樣值、標準G00SE信息和IEC1588對時接口。
[0026]所述智能終端模塊通過地址數(shù)據(jù)總線與合并單元模塊相連，其對外提供MMS通訊接口、人機交互接口和調(diào)試維護接口。
[0027]所述電源模塊接入交直流200V電源，并通過電源總線給模擬量調(diào)理模塊、開入開出模塊、監(jiān)測管理模塊、合并單元模塊和智能終端模塊分別提供5V和±12V電源。
[0028]所述地址數(shù)據(jù)總線、以太網(wǎng)、RS485總線、MMS通訊接口、人機交互接口、調(diào)試維護接口和電源總線通過母板連通。
[0029]智能終端模塊與顯示模塊通訊，實現(xiàn)就地的人機交互界面，包括運行顯示、故障顯示、信息查詢、定值整定、歷史事件存儲、傳動操作等常用操作，其通訊模式為以太網(wǎng)。該智能電子設備就地安裝開關柜內(nèi)或一次設備附近，實現(xiàn)一次設備的就地智能化。
[0030]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種智能變電站過程層的集成智能電子裝置，其特征在于:所述裝置包括模擬量調(diào)理模塊、開入開出模塊、監(jiān)測管理模塊、合并單元模塊、智能終端模塊和電源模塊；所述模擬調(diào)理模塊與合并單元模塊單向連接，所述合并單元模塊與智能終端模塊、開入開出模塊和監(jiān)測管理模塊分別雙向連接，所述電源模塊與模擬量調(diào)理模塊、開入開出模塊、監(jiān)測管理模塊、合并單元模塊以及智能終端模塊分別單向連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能變電站過程層的集成智能電子裝置，其特征在于:所述模擬量調(diào)理模塊接收來自電子式互感器的FT3信號或經(jīng)電子式互感器轉換得到的小電壓信號，進行信號調(diào)理后，通過母板采用FT3-4格式發(fā)送數(shù)據(jù)給合并單元模塊。
3.根據(jù)權利要求2所述的智能變電站過程層的集成智能電子裝置，其特征在于:所述模擬量調(diào)理模塊通過光纜接收來自電子式互感器的FT3信號或通過雙屏蔽電纜接收經(jīng)電子式互感器轉換得到的小電壓信號。
4.根據(jù)權利要求1所述的智能變電站過程層的集成智能電子裝置，其特征在于:所述開入開出模塊通過電纜接入16路開關量輸入信號，并通過電纜將7路開關量輸出信號提供給外部控制對象；同時通過母板采用地址數(shù)據(jù)總線與合并單元模塊進行數(shù)據(jù)交互。
5.根據(jù)權利要求1所述的智能變電站過程層的集成智能電子裝置，其特征在于:所述監(jiān)測管理模塊采用USB接口連接攝像頭，并采用RS485總線連接永磁機構和開關柜中其它部分的傳感器，同時通過以太網(wǎng)或RS485總線與合并單元模塊進行數(shù)據(jù)交互。
6.根據(jù)權利要求1所述的智能變電站過程層的集成智能電子裝置，其特征在于:所述合并單元模塊接收模擬量調(diào)理模塊傳送的FT3-4格式數(shù)據(jù)，并通過地址數(shù)據(jù)總線對所述開入開出模塊進行開關量輸入信號的接收和開關量輸出信號的控制；通過以太網(wǎng)或者RS485總線對對監(jiān)測管理模塊中的數(shù)據(jù)進行采集和控制，并采用地址數(shù)據(jù)總線與智能終端模塊進行數(shù)據(jù)交互和控制，同時對外提供9-2格式的采樣值、標準GOOSE信息和IEC1588對時接□。
7.根據(jù)權利要求1所述的智能變電站過程層的集成智能電子裝置，其特征在于:所述智能終端模塊通過地址數(shù)據(jù)總線與合并單元模塊相連，其對外提供MMS通訊接口、人機交互接口和調(diào)試維護接口。
8.根據(jù)權利要求1所述的智能變電站過程層的集成智能電子裝置，其特征在于:所述電源模塊接入交直流200V電源，并通過電源總線給模擬量調(diào)理模塊、開入開出模塊、監(jiān)測管理模塊、合并單元模塊和智能終端模塊分別提供5V和±12V電源。
9.根據(jù)權利要求1所述的智能變電站過程層的集成智能電子裝置，其特征在于:所述地址數(shù)據(jù)總線、以太網(wǎng)、RS485總線、MMS通訊接口、人機交互接口、調(diào)試維護接口和電源總線通過母板連通。
【文檔編號】H02J13/00GK104253487SQ201410538521
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權日:2014年10月13日
【發(fā)明者】宋祺鵬, 盛萬興, 梁英, 王金麗, 王金宇, 寇凌峰, 方恒福, 楊紅磊, 王利, 段祥駿, 馮德志, 李運碩 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學研究院