一種基于iec-61850標準的智能斷路器控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于IEC-61850標準的智能斷路器控制系統(tǒng)，屬于電力控制、電力保護領域。本發(fā)明控制系統(tǒng)包括主控板和開入開出電源板；主控板包括MMS處理器、保護任務處理器、GOOSE/SMV處理器、模擬量采集單元、通訊單元，實現(xiàn)模擬量的采集，保護測控功能邏輯運算；開入開出電源板包括IO處理器、開入量輸入單元、開出量輸出單元以及電源模塊，實現(xiàn)對斷路器位置信號以及手車行程開關位置信號采集和斷路器分合閘輸出控制。該控制系統(tǒng)安裝在斷路器機箱內(nèi)部，使斷路器成為集開斷、測量、保護、控制和通信為一體的智能斷路器。
【專利說明】一種基于I EC-61850標準的智能斷路器控制系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電力控制、電力保護領域，具體涉及一種斷路器控制系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]目前，中低壓斷路器廣泛用于保護配網(wǎng)架空、電纜饋線和配電變電站系統(tǒng)，斷路器要求除了能正常分合系統(tǒng)額定電流外，還要求在系統(tǒng)故障時快速切斷系統(tǒng)短路故障電流，并具備速動性和選擇性，并且不能出現(xiàn)越級跳閘現(xiàn)象。
[0003]隨著電力系統(tǒng)控制技術的智能化發(fā)展，許多斷路器保護設備的智能化程度越來越高，但其終宄是與斷路器分開，是一種智能二次設備；很少有智能設備和斷路器機構合二為一，使斷路器本身智能化。如今，智能變電站的一個重要目標就是要實現(xiàn)智能化的一次設備，斷路器一次設備智能化成為了當前一個重要發(fā)展方向。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種智能斷路控制系統(tǒng)的主控板和一種智能斷路器控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)集測量、保護、監(jiān)視、控制、通訊與一體，并支持IEC61850-8-1和IEC 61850-9-2通信協(xié)議的網(wǎng)絡通信功能。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]一種用于智能斷路控制系統(tǒng)的主控板，包括MMS處理器、保護任務處理器、GOOSE/SMV處理器、模擬量采集單元、通訊單元；
[0007]所述MMS處理器，能夠與站控層MMS報文交互，與人機界面設備進行通訊；
[0008]所述保護任務處理器，用于實現(xiàn)保護、測控的邏輯運算以及管理功能；
[0009]所述GOOSE/SMV處理器，能夠實現(xiàn)智能斷路器控制系統(tǒng)互操作與水平通信；
[0010]所述模擬量采集單元，實現(xiàn)對斷路器模擬量信息的轉換和采樣功能，并且將采集數(shù)據(jù)傳輸給所述保護任務處理器；
[0011]所述通訊單元與保護任務處理器相連，采用MODBUS規(guī)約。
[0012]優(yōu)選地，所述保護任務處理器實現(xiàn)的保護功能包括:瞬時保護、過流保護、接地保護、負序電流、低電壓、過電壓、負序過壓、熱過載保護、堵轉、電機啟動監(jiān)視。
[0013]優(yōu)選地，所述保護任務處理器實現(xiàn)的測控功能包括:遙信、遙測、遙控；，所述保護任務處理器實現(xiàn)的管理功能包括:定值參數(shù)管理、事件報告管理。
[0014]優(yōu)選地，所述模擬量采集單元包含羅氏線圈積分電路、AD轉換和FPGA模塊，所述FPGA模塊實現(xiàn)采樣功能和B碼對時功能。
[0015]優(yōu)選地，所述通訊單元通過RS485方式或WIFI方式對外進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0016]本發(fā)明另一個目的，提供一種智能斷路器控制系統(tǒng)，包括以上方案所述的主控板和開入開出電源板；所述主控板通過內(nèi)部總線與開入開出電源板連接。
[0017]優(yōu)選地，所述開入開出電源板包括1處理器、開入量輸入單元、開出量輸出單元以及電源模塊，所述開入量輸入單元與斷路器各類輔助開關節(jié)點相連，采集斷路器位置信號以及手車行程開關位置信號傳遞給1處理器，所述開出量輸出單元用于斷路器分合閘輸出控制；所述1處理器和主控板上保護任務處理器通過內(nèi)部總線方式相連，為保護任務處理器提供開入信號，并且發(fā)出保護任務處理器的分合閘指令。
[0018]優(yōu)選地，所述主控板還包括MMS通訊接口，所述MMS處理器與MMS通訊接口相連。
[0019]優(yōu)選地，所述主控板還包括HMI通訊接口，所述MMS處理器與HMI通訊接口相連。
[0020]優(yōu)選地，所述主控板還包括G00SE/SMV通訊接口，所述G00SE/SMV處理器與GOOSE/SMV通訊接口相連。
[0021]本發(fā)明為一種基于IEC-61850標準的智能斷路器控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)安裝在斷路器操作箱內(nèi)，接收斷路器內(nèi)部羅氏線圈采集的模擬量信號，采集斷路器位置信號、手車行程開關等位置信號，并提供繼電器出口控制斷路器分合閘操作，使斷路器成為集開斷、測量、保護、控制和通信為一體的智能斷路器。該系統(tǒng)集成IEC-61850通信協(xié)議，無需附加任何通信規(guī)約轉換設備即可將斷路器直接與變電站管理系統(tǒng)相連，也具備站內(nèi)智能斷路器設備互操作與水平通信等特性。
[0022]本發(fā)明的有益效果:
[0023]采用本發(fā)明智能控制系統(tǒng)的斷路器具備以下特征:
[0024]I)全面的狀態(tài)監(jiān)測功能，監(jiān)測對象包括斷路器控制系統(tǒng)軟硬件、通信、斷路器跳閘回路以及斷路器本身的觸頭磨損情況、彈簧儲能時間、斷路器操作時間和斷路器操作次數(shù)，并提供斷路器日常維護所需的基本數(shù)據(jù)。
[0025]2)豐富的保護功能配置，滿足配網(wǎng)架空、電纜饋線和配電變電站內(nèi)斷路器使用。
[0026]3)提供B碼同步對時信號，具備獨立的對時接口。
[0027]4)該系統(tǒng)內(nèi)嵌于斷路器機構中，用戶在開箱后進行簡單設定即可快速安裝與測試驗收并投入使用。
[0028]5)基于IEC-61850標準，支持智能斷路器控制系統(tǒng)與變電站管理系統(tǒng)之間MMS通信，利用GOOSE的水平通信可使智能設備間通過以太網(wǎng)點對點通信實現(xiàn)高速保護和控制系統(tǒng)的互操作。
[0029]6)通過WIFI網(wǎng)絡，實現(xiàn)對智能斷路器控制系統(tǒng)無線數(shù)據(jù)傳輸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明中智能斷路器控制系統(tǒng)的整體結構框圖。
[0031]圖2是本發(fā)明中智能斷路器控制系統(tǒng)的主控板結構框圖。
[0032]圖3是本發(fā)明中智能斷路器控制系統(tǒng)的開入開出電源板結構框圖。

【具體實施方式】
[0033]以下結合附圖通過具體實施例對本發(fā)明的技術方案做進一步的說明。
[0034]如圖1所示，本實施例一種基于IEC-61850標準智能斷路器控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括:包括主控板和開入開出電源板。其中:
[0035]如圖2所示，主控板是智能斷路器控制系統(tǒng)的核心部件，包括MMS處理器、保護任務處理器、G00SE/SMV處理器、模擬量采集單元、通訊單元。該部件實現(xiàn)模擬量的采集，保護測控功能邏輯運算，并通過以太網(wǎng)接口，實現(xiàn)智能斷路器控制系統(tǒng)與變電站管理系統(tǒng)通信，或智能斷路器控制系統(tǒng)之間互操作和水平通信，還可通過光纖接口實現(xiàn)B碼同步對時功會K。
[0036]所述麗S處理器，通過和麗S通訊接口相連，實現(xiàn)與站控層麗S報文交互；通過和HMI通訊接口相連，實現(xiàn)和人機界面設備進行通訊；
[0037]所述保護任務處理器，實現(xiàn)保護測控邏輯運算以及管理功能，實現(xiàn)的保護功能包括:瞬時保護、過流保護、接地保護、負序電流、低電壓、過電壓、負序過壓、熱過載保護、堵轉、電機啟動監(jiān)視；實現(xiàn)的測控功能包括:遙信、遙測、遙控；實現(xiàn)的管理功能包括:定值參數(shù)管理、事件報告管理等等。
[0038]所述GOOSE/SMV處理器，和GOOSE/SMV通訊接口相連，實現(xiàn)智能斷路器控制系統(tǒng)互操作與水平通信。
[0039]所述模擬量采集單元包含羅氏線圈積分電路、AD轉換和FPGA模塊，實現(xiàn)對斷路器羅氏線圈模擬量信息A/D轉換和采樣功能，通過并行總線傳遞給保護任務處理器；FPGA模塊實現(xiàn)采樣功能和B碼對時功能。
[0040]所述通訊單元和保護任務處理器相連，采用MODBUS規(guī)約，通過RS485方式或WIFI方式對外進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0041]如圖3所不，所述開入開出電源板，包括1處理器、開入量輸入單兀、開出量輸出單元以及電源模塊，開入量輸入單元與斷路器各類輔助開關節(jié)點相連，采集斷路器位置信號以及手車行程開關位置信號傳遞給1處理器，開出量輸出單元用于發(fā)出1處理器給出的斷路器分合閘輸出控制信號。1處理器和主控板上保護任務處理器通過內(nèi)部總線方式相連，1處理器提供開入信號給保護任務處理器，并給發(fā)出保護任務處理器的分合閘指令。
[0042]至此，完成了智能斷路器控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法的說明。
【權利要求】
1.一種用于智能斷路控制系統(tǒng)的主控板，其特征在于，包括MMS處理器、保護任務處理器、GOOSE/SMV處理器、模擬量采集單元、通訊單元； 所述MMS處理器，能夠與站控層MMS報文交互，與人機界面設備進行通訊； 所述保護任務處理器，用于實現(xiàn)保護、測控的邏輯運算以及管理功能； 所述GOOSE/SMV處理器，能夠實現(xiàn)智能斷路器控制系統(tǒng)互操作與水平通信； 所述模擬量采集單元，實現(xiàn)對斷路器模擬量信息的轉換和采樣功能，并且將采集數(shù)據(jù)傳輸給所述保護任務處理器； 所述通訊單元與保護任務處理器相連，采用MODBUS規(guī)約。
2.根據(jù)權利要求1所述主控板，其特征在于，所述保護任務處理器實現(xiàn)的保護功能包括:瞬時保護、過流保護、接地保護、負序電流、低電壓、過電壓、負序過壓、熱過載保護、堵轉、電機啟動監(jiān)視。
3.根據(jù)權利要求1所述主控板，其特征在于，所述保護任務處理器實現(xiàn)的測控功能包括:遙信、遙測、遙控；，所述保護任務處理器實現(xiàn)的管理功能包括:定值參數(shù)管理、事件報告管理。
4.根據(jù)權利要求1所述主控板，其特征在于，所述模擬量采集單元包含羅氏線圈積分電路、AD轉換和FPGA模塊，所述FPGA模塊實現(xiàn)采樣功能和B碼對時功能。
5.根據(jù)權利要求1所述主控板，其特征在于，所述通訊單元通過RS485方式或WIFI方式對外進行數(shù)據(jù)傳輸。
6.一種包含要求I所述主控板的智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于，包括權利要求1所述主控板和開入開出電源板；所述主控板通過內(nèi)部總線與開入開出電源板連接。
7.根據(jù)權利要求6所述智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述開入開出電源板包括1處理器、開入量輸入單元、開出量輸出單元以及電源模塊； 所述開入量輸入單元與斷路器各類輔助開關節(jié)點相連，采集斷路器位置信號以及手車行程開關位置信號傳遞給1處理器； 所述開出量輸出單元用于斷路器分合閘輸出控制； 所述1處理器和主控板上保護任務處理器通過內(nèi)部總線方式相連，為保護任務處理器提供開入信號，并且發(fā)出保護任務處理器的分合閘指令。
8.根據(jù)權利要求6所述智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主控板還包括MMS通訊接口，所述麗S處理器與麗S通訊接口相連。
9.根據(jù)權利要求6所述智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主控板還包括HMI通訊接口，所述麗S處理器與HMI通訊接口相連。
10.根據(jù)權利要求6所述智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主控板還包括GOOSE/SMV通訊接口，所述G00SE/SMV處理器與G00SE/SMV通訊接口相連。
【文檔編號】H02J13/00GK104505945SQ201410821291
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月25日 優(yōu)先權日:2014年12月25日
【發(fā)明者】張杭, 陳軍 申請人:南京因泰萊電器股份有限公司