專利名稱：中壓開關智能綜合裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及中壓電網(wǎng)開關設備領域，尤其涉及一種中壓開關智能綜合裝置。
背景技術：
在傳統(tǒng)的電力繼電保護中，一次設備包括斷路器、開關、ECVT等，而保護裝置屬于二次設備。一次設備與二次設備采用電纜進行數(shù)據(jù)傳輸，二次設備需集中安裝位置在控制柜內(nèi)或分散安裝在中高壓控制室的開關柜上，采用RS485、RS232、以太網(wǎng)等通信方式與電力后臺監(jiān)控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。不同廠家的設備數(shù)據(jù)通信協(xié)議不統(tǒng)一，因此在數(shù)字化時代的到來，電力系統(tǒng)采用以一個世界、一種標準、一種技術來搭建電力平臺。數(shù)字化變電站技術是變電站自動化技術發(fā)展中具有里程碑意義的一次變革，對變電站自動化系統(tǒng)的各方面將產(chǎn)生深遠的影響。數(shù)字化變電站三個主要的特征就是“一次設備智能化，二次設備網(wǎng)絡化，符合“IEC61850標準”，即數(shù)字化變電站內(nèi)的信息全部做到數(shù)字化，信息傳遞實現(xiàn)網(wǎng)絡化，通信模型達到標準化，使各種設備和功能共享統(tǒng)一的信息平臺。 這使得數(shù)字化變電站在系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟性、維護簡便性方面均比常規(guī)變電站有大幅度提升。而智能化開關、光電式互感器等機電一體化設備的出現(xiàn)，使數(shù)字化變電站技術從理論變?yōu)楝F(xiàn)實。目前，現(xiàn)有中壓開關控制裝置，其一次設備的數(shù)據(jù)到控制裝置需要進行模數(shù)轉(zhuǎn)換， 這種裝置與一次設備要獨立設計、安裝(此處補充現(xiàn)有已存在的智能集成的中壓開關控制裝置，簡要描述其結(jié)構(gòu)。)這些中壓開關控制裝置存在以下缺陷1)裝置和子系統(tǒng)不能實現(xiàn)“即插即用”，通信建立前須預配置；且不能加入臨時連接，網(wǎng)絡拓撲完全固定；2)難以實現(xiàn)變電站設備級的直接訪問，從而難以實現(xiàn)電力設備(如保護設備和控制設備)之間的自協(xié)調(diào)問題；3)在設備出現(xiàn)故障需要維護時，模塊或部件不能用其它廠家的代替；4)不同廠家的設備通信協(xié)議不能統(tǒng)一；5)目前各廠家基本采用RS485/RS232、以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，當傳輸端口異常時，數(shù)據(jù)無法傳輸?shù)较到y(tǒng)；6)對分散的電力一次設備的采集主要靠采人工巡檢，實時性差。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術存在的技術問題，本實用新型提供一種集成中壓電網(wǎng)數(shù)據(jù)采樣分析、電力保護控制、開關的狀態(tài)檢測、電能質(zhì)量分析儀、 諧波監(jiān)測等功能，并能實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲功能且數(shù)據(jù)可移植，集成度高、實時性和兼容性好的中壓開關智能綜合裝置。為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案一種中壓開關智能綜合裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集單元、分析控制單元和數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)采集單元與中壓電網(wǎng)的一次設備相連并采集數(shù)據(jù)，所述分析控制單元將采集的數(shù)據(jù)進行分析和處理后，根據(jù)處理結(jié)果以及預先設定的條件控制所述一次設備的工作，并將采集的數(shù)據(jù)以及所述分析、處理和控制的相關信息傳輸給數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元對所述采集的數(shù)據(jù)和所述相關信息進行處理、存儲和傳輸。作為本實用新型的進一步改進所述數(shù)據(jù)處理單元和所述分析控制單元通過高速串口模塊連接并進行數(shù)據(jù)傳輸。所述數(shù)據(jù)處理單元與一用于用戶操作和監(jiān)控所述智能綜合裝置的人機界面單元相連，所述數(shù)據(jù)處理單元設有一實時數(shù)據(jù)庫中間件，所述數(shù)據(jù)處理單元通過所述實時數(shù)據(jù)庫中間件與所述人機界面單元進行實時數(shù)據(jù)交換。所述數(shù)據(jù)處理單元與一用于與電力中心服務平臺傳輸數(shù)據(jù)的通信單元相連，所述通信單元為RS485/232通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊、光纖傳輸模塊、GPRS/3G通信模塊或 RFID通信模塊或前述五者的任意組合。所述數(shù)據(jù)處理單元上設有USB接口模塊及SD卡接口模塊。所述數(shù)據(jù)處理單元與一用于對中壓電網(wǎng)進行電能質(zhì)量監(jiān)測的電能質(zhì)量分析單元相連。所述數(shù)據(jù)處理單元與一 IEC61850標準模塊相連并通過所述IEC61850標準模塊進行MMS數(shù)據(jù)、GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event，面向變電站事件的通用對象)及SMV報文的轉(zhuǎn)換和處理。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于1、本實用新型的中壓開關智能綜合裝置，可將目前開關的控制、保護、測量、計量、 在線狀態(tài)監(jiān)測及診斷、通信等功能集中在一個硬件平臺上，集成度高；硬件采用模塊化的組成方式，并采用插件方式進行組裝，便于裝配和維修。[0023]2、本實用新型的中壓開關智能綜合裝置，在裝置的運行過程中，所有的正?；蚍钦２僮鞫急蝗鐚嵱涗?，每次操作記錄的數(shù)據(jù)都將和出廠記錄和歷史記錄進行對比，根據(jù)絕對的和相對的變化進行及時診斷；這些記錄的數(shù)據(jù)可通過數(shù)據(jù)處理單元和SD卡接口模塊存儲在SD存儲卡中，該SD存儲卡可方便移植到新的智能綜合裝置中繼續(xù)使用，可提高維修效率，減少因設備維修弓I起的停運時間。3、本實用新型的中壓開關智能綜合裝置，數(shù)據(jù)可以采用多種傳輸方式USB、 RS485/232、或以太網(wǎng)或光纖等有線傳輸方式，或者GPRS、RFID、3G等無線網(wǎng)絡通信技術，始終保證數(shù)據(jù)能正常地傳輸?shù)诫娏χ行目刂葡到y(tǒng)。4、本實用新型的中壓開關智能綜合裝置，符合“IEC61850標準”，與現(xiàn)有中壓電網(wǎng)開關設備兼容性好。

圖1是本實用新型具體實施例1的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。如圖1所示，一種中壓開關智能綜合裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集單元、分析控制單元和數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)采集單元與中壓電網(wǎng)的一次設備相連并采集數(shù)據(jù)，分析控制單元將采集的數(shù)據(jù)進行分析和處理后，根據(jù)處理結(jié)果以及預先設定的條件控制所述一次設備的工作，并將采集的數(shù)據(jù)以及分析、處理和控制的相關信息傳輸給數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元對采集的數(shù)據(jù)和相關信息進行處理、存儲和傳輸。采用上述結(jié)構(gòu)，分析控制單元設置于IEC61850標準的間隔層，數(shù)據(jù)處理單元設置于IEC61850標準的過程層。針對某一特定間隔的功能如保護、計量、狀態(tài)監(jiān)測等功能在設備層實現(xiàn)，需要綜合多個間隔信息的功能如故障錄波、母差保護、備自投等工作集中在系統(tǒng)層內(nèi)來實現(xiàn)。開關設備的故障診斷功能也在間隔層完成，只將診斷結(jié)果和最關鍵的數(shù)據(jù)上傳，設備壽命管理和預測則在過程層完成。這樣設置體現(xiàn)了功能各層數(shù)據(jù)并行處理的優(yōu)點。本實施例中，數(shù)據(jù)處理單元采用ARM AT91RM9200 (Linux系統(tǒng))芯片，數(shù)據(jù)采集單元和分析控制單元采用DSP TMS320F28335，數(shù)據(jù)采集單元通過DSP芯片采集來自一次設備的交流采樣值和一次設備的狀態(tài)檢測采樣值等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)計算后轉(zhuǎn)給分析控制單元完處理。數(shù)據(jù)處理單元和分析控制單元之間通過高速串口模塊連接并進行數(shù)據(jù)傳輸。中壓開關智能綜合裝置還設有獨立的電源模塊，分別與數(shù)據(jù)處理單元和分析控制單元供電。本實施例中，數(shù)據(jù)處理單元與一用于用戶操作和監(jiān)控智能綜合裝置的人機界面單元相連，數(shù)據(jù)處理單元設有一實時數(shù)據(jù)庫中間件，數(shù)據(jù)處理單元通過實時數(shù)據(jù)庫中間件與人機界面單元進行實時數(shù)據(jù)交換。本實施例中，人機界面單元采用7寸觸摸屏，操作簡單、 界面友好。本實施例中，數(shù)據(jù)處理單元與一用于與電力中心服務平臺傳輸數(shù)據(jù)的通信單元相連，通信單元為RS485/232通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊、光纖傳輸模塊、GPRS/3G通信模塊或 RFID通信模塊或前述五者的任意組合。本實施例中，數(shù)據(jù)處理單元上設有USB接口模塊及SD卡接口模塊，方便存儲數(shù)據(jù)；本實施例中，數(shù)據(jù)處理單元與一用于對中壓電網(wǎng)進行電能質(zhì)量監(jiān)測的電能質(zhì)量分析單元相連，使得智能綜合裝置具有電能質(zhì)量分析儀和諧波監(jiān)測的功能，能為配電能源管理系統(tǒng)提供正確的用電指導和合理化的建議。本實施例中，數(shù)據(jù)處理單元與一 IEC61850標準模塊相連并通過IEC61850標準模塊進行MMS數(shù)據(jù)、GOOSE及SMV報文的轉(zhuǎn)換和處理。擴展Modbus通信協(xié)議給第三方系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸。采用上述結(jié)構(gòu)，可使智能綜合裝置能融合多種保護功能模塊，可由用戶根據(jù)保護對象的性質(zhì)對功能模塊進行配置以適用保護的需求。而更專業(yè)的用戶也能對配置好的保護進行功能增減和邏輯修改，實際使用時，這些配置和修改在觸摸屏或現(xiàn)場調(diào)試便攜式電腦中進行即可。實際使用時，智能綜合裝置可設計A、B、C三個以太網(wǎng)接口。其中A、B網(wǎng)作為和系統(tǒng)層的通信，互為熱備用。C網(wǎng)采用GOOSE通信方式，接受其它間隔設備的數(shù)字式瞬時采樣數(shù)據(jù)(如光差保護需要的線路對側(cè)電流采樣值)，同時將本間隔模擬量采樣值以數(shù)字方式傳送給其它間隔設備，實現(xiàn)本間隔類似合并單元的功能。同時間隔層和過程層支持^IG-B 或IEC61588網(wǎng)絡對時，保證數(shù)據(jù)采集準確實時性。智能綜合裝置平臺功能可采用組態(tài)技術，可按用戶需求靈活配置控制邏輯和監(jiān)控參數(shù)，適用范圍廣，兼容性好。中壓開關智能綜合裝置的硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，采用插件方式進行組裝，便于安裝、維修和更換。智能綜合裝置支持雙機雙網(wǎng)功能，即兩個網(wǎng)絡采用了主備冗余技術，，使裝置能實現(xiàn)雙網(wǎng)絡服務的自動切換，并能支持千兆光纖傳輸。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術方案均屬于本實用新型的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種中壓開關智能綜合裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集單元、分析控制單元和數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)采集單元與中壓電網(wǎng)的一次設備相連并采集數(shù)據(jù)，所述分析控制單元將采集的數(shù)據(jù)進行分析和處理后，根據(jù)處理結(jié)果以及預先設定的條件控制所述一次設備的工作，并將采集的數(shù)據(jù)以及所述分析、處理和控制的相關信息傳輸給數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元對所述采集的數(shù)據(jù)和所述相關信息進行處理、存儲和傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中壓開關智能綜合裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元和所述分析控制單元通過高速串口模塊連接并進行數(shù)據(jù)傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中壓開關智能綜合裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元與一用于用戶操作和監(jiān)控所述智能綜合裝置的人機界面單元相連，所述數(shù)據(jù)處理單元設有一實時數(shù)據(jù)庫中間件，所述數(shù)據(jù)處理單元通過所述實時數(shù)據(jù)庫中間件與所述人機界面單元進行實時數(shù)據(jù)交換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的中壓開關智能綜合裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元與一用于與電力中心服務平臺傳輸數(shù)據(jù)的通信單元相連，所述通信單元為RS485/232 通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊、光纖傳輸模塊、GPRS/3G通信模塊或RFID通信模塊或前述五者的任意組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的中壓開關智能綜合裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元上設有USB接口模塊及SD卡接口模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的中壓開關智能綜合裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元與一用于對中壓電網(wǎng)進行電能質(zhì)量監(jiān)測的電能質(zhì)量分析單元相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的中壓開關智能綜合裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元與一 IEC61850標準模塊相連并通過所述IEC61850標準模塊進行MMS數(shù)據(jù)、GOOSE及 SMV報文的轉(zhuǎn)換和處理。
專利摘要本實用新型公開了一種中壓開關智能綜合裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集單元、分析控制單元和數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)采集單元與中壓電網(wǎng)的一次設備相連并采集數(shù)據(jù)，所述分析控制單元將采集的數(shù)據(jù)進行分析和處理后，根據(jù)處理結(jié)果以及預先設定的條件控制所述一次設備的工作，并將采集的數(shù)據(jù)以及所述分析、處理和控制的相關信息傳輸給數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元對所述采集的數(shù)據(jù)和所述相關信息進行處理、存儲和傳輸。本實用新型具有智能化、實時性和兼容性好等優(yōu)點。
文檔編號H02J13/00GK202034825SQ20112006921
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者蘇洪波 申請人:湖南英科電力技術有限公司