智能變電站單間隔五合一裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種變電站二次設(shè)備單間隔五合一裝置，特別是一種智能變電站單間隔五合一裝置，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，包括有人機(jī)界面、通信模塊、CPU模塊、電源模塊、功能模塊，其中功能模塊包含保護(hù)模塊、測(cè)控模塊、計(jì)量模塊、智能終端和合并單元模塊，各功能模塊間各自獨(dú)立。通信模塊、CPU模塊、五種功能模塊分別插接在插槽中，并分別設(shè)置引線連接到數(shù)據(jù)總線上，另外人機(jī)界面也連接到數(shù)據(jù)總線上。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)二次設(shè)備的整合和數(shù)據(jù)總線式的通信連接架構(gòu)可以大大減少單間隔中的接線，使得接線簡(jiǎn)單，大大減小了網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力，避免了信息丟失等狀況，保證了變電站的運(yùn)行穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】智能變電站單間隔五合一裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種變電站二次設(shè)備單間隔五合一裝置，特別是一種智能變電站單間隔五合一裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新材料和現(xiàn)代電力電子、計(jì)算機(jī)、通信、光電子、人工智能等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，以及電力系統(tǒng)二次設(shè)備運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的成熟、集成化硬件性能的大幅提升，智能變電站的二次設(shè)備的硬件將會(huì)向集成一體化方向發(fā)展，軟件將向面向?qū)ο蟆⒔Y(jié)構(gòu)化、模塊化、分布式的方向發(fā)展。因此，對(duì)二次設(shè)備集成技術(shù)進(jìn)行研究符合智能變電站未來(lái)的發(fā)展方向，有利于實(shí)現(xiàn)智能變電站的“信息數(shù)字化、功能集成化、結(jié)構(gòu)緊湊化”，有利于運(yùn)行維護(hù)、提高電網(wǎng)供電可靠性、節(jié)省資源、降低全壽命周期成本。
[0003]與常規(guī)變電站相比，智能變電站單間隔配置中，包括有保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量等設(shè)備外，還新增加了智能終端和合并單元，各個(gè)設(shè)備均有各自的人機(jī)界面、通信、CPU、電源等單元，為獨(dú)立的裝置，各個(gè)設(shè)備之間的通信和數(shù)據(jù)傳送均需要通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)以及相互間的連接線。因此存在著如下問(wèn)題:首先是在增加新的設(shè)備后，二次設(shè)備和屏位數(shù)量顯著增加；而且站內(nèi)信息傳輸大部分限于其同一間隔內(nèi)的不同二次設(shè)備間，如單間隔配置的二次設(shè)備數(shù)量過(guò)多，一方面導(dǎo)致接線復(fù)雜，另一方面，所有的數(shù)據(jù)均通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力大,信息丟失等,影響變電站運(yùn)行穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種接線簡(jiǎn)單、網(wǎng)絡(luò)傳輸快捷、運(yùn)行穩(wěn)定性好的智能變電站單間隔五合一裝置。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0006]智能變電站單間隔五合一裝置，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，包括有人機(jī)界面、通信模塊、CPU模塊、電源模塊、功能模塊，其中功能模塊包含保護(hù)模塊、測(cè)控模塊、計(jì)量模塊、智能終端和合并單元模塊，各功能模塊間各自獨(dú)立，通信模塊、CPU模塊、電源模塊以及功能模塊均為插件構(gòu)造，分別插接在單間隔中的背板插槽中，每個(gè)插槽均各自獨(dú)立，并分別設(shè)置引線連接到數(shù)據(jù)總線上，人機(jī)界面也連接到數(shù)據(jù)總線上，而電源模塊通過(guò)電源排線分別連接到人機(jī)界面、通信模塊、CPU模塊和功能模塊上。
[0007]在現(xiàn)有技術(shù)中保護(hù)模塊、測(cè)控模塊、計(jì)量模塊、智能終端和合并單元模塊均以設(shè)備裝置的構(gòu)造存在，每個(gè)裝置都包括有自己的人機(jī)界面、通信單元和CPU模塊，因此占用面積大，且資源重復(fù)設(shè)置，相互的通信也只能是設(shè)備之間的接線。本實(shí)用新型首先將智能變電站單間隔中的保護(hù)模塊、測(cè)控模塊、計(jì)量模塊、智能終端和合并單元中的人機(jī)界面、通信單元和CPU模塊進(jìn)行整合，統(tǒng)一集成到本實(shí)用新型所述的獨(dú)立的人機(jī)界面、通信模塊和CPU模塊。
[0008]然后將保護(hù)模塊、測(cè)控模塊、計(jì)量模塊、智能終端和合并單元的功能部分也做成插件構(gòu)造，然后進(jìn)行五合一的整合，形成一種多功能裝置的硬件架構(gòu)，作為功能模塊的子模塊；各個(gè)子模塊之間均直接與數(shù)據(jù)總線通信。同時(shí)，所述的功能模塊、人機(jī)界面、通信模塊、CPU模塊和電源模塊便組成了單間隔中的五大模塊，并分別連接和通過(guò)數(shù)據(jù)總線進(jìn)行通信，構(gòu)成了單間隔的五合一配置。通過(guò)二次設(shè)備的拆分和整合，和數(shù)據(jù)總線式的通信連接架構(gòu)可以大大減少單間隔中的接線，使得接線簡(jiǎn)單，而且各個(gè)模塊之間可以直接通過(guò)數(shù)據(jù)總線進(jìn)行相互間的通信，而通信模塊只需要負(fù)責(zé)本間隔與上位機(jī)或者其他間隔設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)傳輸，大大減小了網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力，避免了信息丟失等狀況，保證了變電站的運(yùn)行穩(wěn)定性。
[0009]本實(shí)用新型所述的功能模塊采用的五合一功能整合還具有如下優(yōu)點(diǎn):五個(gè)子模塊相互之間無(wú)直接聯(lián)系，即使其中某個(gè)插件損壞，也不會(huì)影響其他插件的正常工作，維護(hù)和檢修都很簡(jiǎn)單、方便。
[0010]本實(shí)用新型可以進(jìn)一步具體為:
[0011]所述的人機(jī)界面包括有LED指示燈、硬壓板、操作按鍵以及RS232調(diào)試端口，各部件分別連接到數(shù)據(jù)總線。
[0012]人機(jī)界面是為用戶提供對(duì)裝置的本地操作接口，可以通過(guò)操作按鍵輸入，同時(shí)也可以根據(jù)需要對(duì)CPU模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。
[0013]所述CPU模塊包括有嵌入式處理器和與該嵌入式處理器連接的讀寫(xiě)存儲(chǔ)器和通
信管理控制器。
[0014]CPU模塊是單間隔配置裝置中的數(shù)據(jù)處理核心，主要負(fù)責(zé)裝置內(nèi)其他模塊數(shù)據(jù)的接收和處理，對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行總控制。
[0015]綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0016]1、減少變電站線纜總量。通過(guò)功能集成和數(shù)據(jù)總線式通信，本間隔內(nèi)的信息交換和處理可在裝置內(nèi)部完成，減少了外部接口數(shù)量和接線，減少了變電站線纜數(shù)量。
[0017]2、減小全站網(wǎng)絡(luò)壓力，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性。采用該裝置后，在變電站網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男畔H限于不同間隔之間，信息量顯著減少，可有效避免信息堵塞、網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，提高變電站運(yùn)行可靠性。
[0018]3、方便運(yùn)行維護(hù)。對(duì)于運(yùn)行人員而言，巡視、檢修工作量大大減少，更有利于變電站維護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1所示為本實(shí)用新型所述智能變電站單間隔五合一裝置的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2所示為本實(shí)用新型所述智能變電站單間隔五合一裝置的信息流結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]最佳實(shí)施例:
[0022]參照附圖1，智能變電站單間隔五合一裝置，集成了保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量、智能終端、合并單元的功能，包括有人機(jī)界面、通信模塊、CPU模塊、電源模塊、功能模塊，其中功能模塊包含保護(hù)模塊、測(cè)控模塊、計(jì)量模塊、智能終端和合并單元模塊，各功能模塊間各自獨(dú)立。電源模塊、通信模塊、CPU模塊、五種功能模塊分別插接在插槽中，通信模塊、CPU模塊、五種功能模塊分別設(shè)置引線連接到數(shù)據(jù)總線上，另外人機(jī)界面也連接到數(shù)據(jù)總線上，而電源模塊通過(guò)電源排線分別連接到人機(jī)界面、通信模塊、CPU模塊和功能模塊上。
[0023]具體的各個(gè)模塊功能和信息流參見(jiàn)附圖2，需要特別說(shuō)明的是，各個(gè)模塊的工作原理和作用是不變的，與現(xiàn)有技術(shù)相同，所不同的是對(duì)原有設(shè)備的各個(gè)單元進(jìn)行拆分和整合，即功能性模塊的硬件整合，和模塊之間的連接架構(gòu)采用數(shù)據(jù)總線。信息流示意圖表現(xiàn)了其以總線的結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的意圖。
[0024]CPU模塊:是裝置的核心部分，由高性能的嵌入式處理器、讀寫(xiě)存儲(chǔ)器、通訊管理控制器等組成。主要負(fù)責(zé)裝置內(nèi)其他插件數(shù)據(jù)的接收與處理，裝置程序的總控制。
[0025]通訊模塊:包含MMS通訊接口及SV/G00SE通訊接口，分別負(fù)責(zé)與變電站內(nèi)站控層網(wǎng)絡(luò)、過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)通信。
[0026]功能模塊:是裝置的主體部分，包含保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量、智能終端、合并單元五個(gè)子功能模塊，分別實(shí)現(xiàn)裝置的保護(hù)、測(cè)量、控制、計(jì)量、與一次設(shè)備的智能操作接口和電流電壓采集功能。各子模塊均通過(guò)裝置數(shù)據(jù)總線通信，相互間無(wú)直接聯(lián)系，其中某個(gè)插件損壞，不影響其它插件正常工作。
[0027]人機(jī)界面:為用戶提供對(duì)裝置的本地操作接口，包括LED指示燈、硬壓板、操作按鍵以及RS232調(diào)試端口等。
[0028]電源模塊:利用逆變?cè)韺⒅绷?20V或IlOV輸入轉(zhuǎn)換為裝置工作所需的直流電壓，如+ 24V、±12V、+ 5V 等。
[0029]本實(shí)用新型所述的智能變電站單間隔五合一裝置的外部接口(硬件接口)還包括有:
[0030]電源端子:用于接收外部直流電源。
[0031]對(duì)時(shí)端子:用于保護(hù)、測(cè)控裝置電B碼對(duì)時(shí)。
[0032]電流電壓端子:用于接收本間隔電流電壓信息。
[0033]控制信號(hào)端子:用于接收本間隔硬接點(diǎn)信息和發(fā)送動(dòng)作信號(hào)。
[0034]SV/G00SE接口:點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光口至少I(mǎi)個(gè)，用于母線保護(hù)裝置直采直跳；組網(wǎng)光口至少I(mǎi)個(gè)，用于過(guò)程層組網(wǎng)；電壓接收口至少I(mǎi)個(gè)，用于接收母線電壓信息；對(duì)時(shí)光口至少I(mǎi)個(gè)，用于智能終端、合并單元插件光B碼對(duì)時(shí)。
[0035]電口:至少2個(gè)，用于變電站站控層麗S組網(wǎng)。
[0036]合并單元、智能終端子功能模塊通過(guò)硬接線從就地獲取本間隔的電壓電流、硬接點(diǎn)信息，通訊模塊接收其它間隔裝置的信息，并將信息上傳至裝置數(shù)據(jù)總線，保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量子功能模塊從數(shù)據(jù)總線上請(qǐng)求采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算處理。CPU模塊從數(shù)據(jù)總線中處理各模塊的任務(wù)請(qǐng)求信息并處理后向相應(yīng)的模塊發(fā)送拒絕或許可命令，同時(shí)根據(jù)需要將數(shù)據(jù)在人機(jī)界面上顯示，或通過(guò)通訊模塊向其它間隔或變電站監(jiān)控系統(tǒng)上傳處理后的信肩、O
[0037]本實(shí)用新型所述的單間隔五合一裝置主要應(yīng)用于智能變電站110kV(66kV)電壓等級(jí)，并可逐步向220kV電壓等級(jí)推廣，一般采取就地布置型式，布置于就地智能控制柜中，對(duì)于IlOkV電壓等級(jí)，單套配置。智能變電站單間隔配置裝置通過(guò)電纜與一次設(shè)備連接，采集電壓電流及一次設(shè)備硬接點(diǎn)信息，通過(guò)光纜連接至交換機(jī)或其它二次設(shè)備，進(jìn)行站控層、過(guò)程層組網(wǎng)或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。
[0038]本實(shí)用新型未述部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
【權(quán)利要求】
1.智能變電站單間隔五合一裝置，其特征在于，包括有人機(jī)界面、通信模塊、CPU模塊、電源模塊、數(shù)據(jù)總線和功能模塊，其中功能模塊包括有保護(hù)模塊、測(cè)控模塊、計(jì)量模塊、智能終端和合并單元，所有的模塊及單元均為插件構(gòu)造，分別插接在單間隔中的背板插槽中，每個(gè)插槽均各自獨(dú)立，并分別設(shè)置引線連接到數(shù)據(jù)總線上，人機(jī)界面也連接到數(shù)據(jù)總線上，而電源模塊通過(guò)電源排線分別連接到人機(jī)界面、通信模塊、CPU模塊和功能模塊上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站單間隔五合一裝置，其特征在于，所述的人機(jī)界面包括有LED指示燈、硬壓板、操作按鍵以及RS232調(diào)試端口，各部件分別連接到數(shù)據(jù)總線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站單間隔五合一裝置，其特征在于，所述CPU模塊包括有嵌入式處理器和與該嵌入式處理器連接的讀寫(xiě)存儲(chǔ)器和通信管理控制器。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK203660662SQ201320701001
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】林志和, 尹元, 陳盼, 林傳偉, 陳曉捷 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司, 福建省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院