數(shù)字二次回路裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種數(shù)字二次回路裝置，屬于電力系統(tǒng)保護(hù)與控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近十年來，國內(nèi)智能變電站(含數(shù)字化變電站)技術(shù)發(fā)展很快，已建成的智能變電 站超過2000座。據(jù)估計(jì)，中國智能變電站數(shù)量占世界總數(shù)的一半以上，位居第一。智能變電 站的理論研究、技術(shù)研發(fā)、關(guān)鍵設(shè)備研制、試驗(yàn)體系、標(biāo)準(zhǔn)制定和工程應(yīng)用等取得了一系列 階段性成果，提升了變電站的安全性、可控性、適應(yīng)性和互動(dòng)性，提高了建設(shè)效率，帶動(dòng)了電 工裝備制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。智能變電站的主要技術(shù)特征是IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)和電子式互感器 應(yīng)用。智能變電站在實(shí)現(xiàn)變電站的數(shù)字化和智能化兩方面都取得了明顯的進(jìn)展。但是，目前 智能站建設(shè)也遇到了不少問題，存在部分二次設(shè)備穩(wěn)定性不夠、設(shè)備故障率高、檢測(cè)與調(diào)試 手段不足、變電站運(yùn)行維護(hù)不便、改擴(kuò)建困難、部分地區(qū)一線運(yùn)行管理薄弱和現(xiàn)場運(yùn)維人員 不適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展等問題。至今仍無有效的系統(tǒng)性解決方案。
[0003] 分析智能變電站存在問題的主要原因，可歸納為三個(gè)方面：
[0004] 1)IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜性。該標(biāo)準(zhǔn)體系龐大、卷帙浩繁，對(duì)普通技術(shù)人員來說內(nèi) 容艱深，較難掌握。按IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的智能變電站，全站采用一個(gè)S⑶文件配置全部二 次裝置之間信息的交換，一處變更會(huì)影響全站。智能變電站系統(tǒng)運(yùn)行依賴系統(tǒng)SCD文件和裝 置的CID文件，配置方法較難掌握，供調(diào)試運(yùn)維檢修人員使用的IEC 61850工具也很不完善， 人機(jī)接口不友好，使用不方便。
[0005] 2)電子式互感器的可靠性。電子式互感器既存在本體的器件質(zhì)量、制造安裝工藝、 數(shù)據(jù)處理可靠性問題，也存在合并單元的可靠性問題，后者因素不容忽視，且其與就地化安 裝方式、智能站體系架構(gòu)互相關(guān)聯(lián)。
[0006] 3)現(xiàn)在智能變電站體系架構(gòu)不夠合理，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不清晰。智能變電站總體是三層 (站控層、間隔層、過程層)兩網(wǎng)（站控層網(wǎng)、過程層網(wǎng)）結(jié)構(gòu)。監(jiān)控系統(tǒng)及其他設(shè)備采用網(wǎng)絡(luò) 采樣、網(wǎng)絡(luò)跳閘。繼電保護(hù)為保證快速性、可靠性，采用直采直跳，聯(lián)閉鎖信號(hào)傳送仍通過網(wǎng) 絡(luò)。各專業(yè)的要求都有充分理由，但最終導(dǎo)致過程層結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，設(shè)備接口數(shù)量多，設(shè)計(jì) 制造難度大，運(yùn)行問題多。
[0007] 上述三個(gè)問題實(shí)際上互相糾結(jié)，難以分別解決，造成目前智能變電站發(fā)展不上不 下，裹步不前，迫切需要一個(gè)系統(tǒng)性的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種數(shù)字二次回路裝置。
[0009]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0010]數(shù)字二次回路裝置，所述數(shù)字二次回路裝置在變電站內(nèi)按間隔配置，完成本間隔 內(nèi)所有二次回路連接功能，所述數(shù)字二次回路裝置包括處理芯片以及與處理芯片連接的若 干接口，所述處理芯片通過不同的接口與本間隔二次設(shè)備、本間隔互感器就地采用模塊、本 間隔智能終端、母線電壓互感器以及跨間隔母線保護(hù)裝置連接；
[0011]所述處理芯片接收從本間隔互感器就地采樣模塊發(fā)送來的電流、電壓信號(hào)，接收 從母線電壓互感器間隔送來的電壓信號(hào)，將它們按需發(fā)送給本間隔二次設(shè)備；
[0012] 所述處理芯片接收從本間隔智能終端發(fā)送來的開關(guān)量信號(hào)，將它們按需發(fā)送給間 本間隔二次設(shè)備；
[0013] 所述處理芯片接收從本間隔二次設(shè)備和跨間隔母線保護(hù)裝置發(fā)送來的控制信號(hào)， 將它們按需發(fā)送給本間隔智能終端。
[0014] 所述處理芯片通過接口接收本間隔二次設(shè)備和跨間隔母線保護(hù)裝置的控制信號(hào)。
[0015] 所述數(shù)字二次回路裝置的一個(gè)接口為人機(jī)交互接口，含顯示器和按鍵，用以整定 接口間的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)。
[0016] 所述處理芯片為非交換機(jī)芯片。
[0017] 所述數(shù)字二次回路裝置架構(gòu)為非交換機(jī)式架構(gòu)。
[0018] 本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)二次回路按間隔配置，保證二次系統(tǒng)最 小安裝運(yùn)維單元與一次系統(tǒng)最小運(yùn)行單元相匹配，可徹底解決智能變電站二次回路改擴(kuò)建 難題;2、本發(fā)明無需IEC 61850配置文件，只要通過人機(jī)交互接口簡單整定，運(yùn)行維護(hù)方便， 不需要技術(shù)人員掌握復(fù)雜的IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)，降低技術(shù)復(fù)雜程度;3、互感器就地采樣模塊直 接接入數(shù)字二次回路裝置，取消了合并單元裝置，同時(shí)過程層不在采用交換機(jī)，避免了問題 多發(fā)點(diǎn)，簡化了體系結(jié)構(gòu)和保護(hù)、測(cè)控裝置接口數(shù)量。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明的接線圖。
[0020] 圖2為本發(fā)明的外觀圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明 的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0022] 數(shù)字二次回路裝置，按每個(gè)一次設(shè)備或斷路器間隔配置，完成本間隔內(nèi)所有二次 回路連接功能，具體如圖1所示，數(shù)字二次回路裝置包括處理芯片以及與處理芯片連接的若 干接口，處理芯片通過不同的接口與本間隔二次設(shè)備、本間隔互感器就地采用模塊、本間隔 智能終端、母線電壓互感器以及跨間隔母線保護(hù)裝置連接，處理芯片為非交換機(jī)芯片（只要 能滿足本發(fā)明要求且不是交換機(jī)芯片即可）。
[0023]數(shù)字二次回路裝置的功能如下：
[0024] 1、處理芯片接收從本間隔互感器就地采樣模塊發(fā)送來的電流、電壓信號(hào)，接收從 母線電壓互感器間隔送來的電壓信號(hào)，將它們按需發(fā)送給本間隔二次設(shè)備。
[0025] 2、處理芯片接收從本間隔智能終端發(fā)送來的開關(guān)量信號(hào)，將它們按需發(fā)送給間本 間隔二次設(shè)備。
[0026] 3、處理芯片接收從本間隔二次設(shè)備和跨間隔母線保護(hù)裝置發(fā)送來的控制信號(hào)，將 它們按需發(fā)送給本間隔智能終端。
[0027] 4、處理芯片通過接口接收本間隔二次設(shè)備和跨間隔母線保護(hù)裝置的控制信號(hào)。
[0028]上述本間隔二次設(shè)備包括故障錄波儀/網(wǎng)絡(luò)分析儀、線路保護(hù)裝置和測(cè)控裝置等。 [0029]數(shù)字二次回路裝置的一個(gè)接口為人機(jī)交互接口，含顯示器和按鍵，用以整定接口 間的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)，無需IEC 61850配置文件，運(yùn)行維護(hù)方便，不需要技術(shù)人員掌握復(fù)雜的IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)，降低技術(shù)復(fù)雜程度;整定單示例如表一所示：
[0030] 表一整定單
[0032] 表中l(wèi)a、lb、Ic、3I0表示a、b、c三相保護(hù)電流和零序電流，Iam、Ibm、Icm表示a、b、c 三相測(cè)量電流，Ua、Ub、Uc、3U0表示a、b、c三相電壓和零序電壓，Twja、TWjb、Twjc表示斷路器 三相位置信號(hào)，!'」 &、1'北、1'扣、1'拓1^表示跳&、13、(3相斷路器和跳3相斷路器命令信號(hào)。舉例說 明，表中整定了輸入口 1輸入的第一組電氣量la、lb、Ic、310，被轉(zhuǎn)發(fā)至輸出口 1和3;輸入口 1 輸入的第一組電氣量1&、113、1(：、310、輸入口2輸入的第一組電氣量1&111、113111、1〇11和輸入口3 輸入的第一組電氣量Ua、Ub、Uc、3U0，被同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)至輸出口 1。其他依次類推。
[0033] 數(shù)字二次回路裝置采用嵌入式軟硬件結(jié)構(gòu)，按保護(hù)裝置要求設(shè)計(jì)，采用非交換機(jī) 式架構(gòu)（只要能滿足本發(fā)明要求且不是交換機(jī)式架構(gòu)即可），支持以太網(wǎng)、同步串行口等多 種類型通信接口，滿足各種過程層設(shè)備和間隔層裝置的接口要求，接口協(xié)議支撐IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)的GOOSE機(jī)制、IEC61850-9-2的SV采樣值報(bào)文、IEC60044-8規(guī)定的FT3格式及Q/GDW-441 《智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范》中對(duì)其擴(kuò)展幀格式，也支持新定義通信協(xié)議。
[0034] 數(shù)字二次回路裝置可從現(xiàn)有數(shù)字化保護(hù)裝置平臺(tái)改裝而來，具體如圖2所示，為標(biāo) 準(zhǔn)19英寸寬4U高機(jī)箱，前面板配有一塊320X240點(diǎn)陣的液晶顯示器，一個(gè)8鍵的鍵盤及4個(gè) 功能鍵，4個(gè)信號(hào)指示燈，一個(gè)用于和PC機(jī)通信用的百兆以太網(wǎng)接口，前面板插件配有獨(dú)立 的微處理器來完成顯示、通信和人機(jī)接口等功能，后插板件接口靈活，有多種使用配置，可 接收電子式互感器或傳統(tǒng)互感器就地采樣模塊的IEC 60044-8數(shù)據(jù)，輸出可配置IEC61850-9-2、IEC 60044-8或GOOSE接口 插件。
[0035]上述數(shù)字二次回路裝置實(shí)現(xiàn)二次回路按間隔配置，保證二次系統(tǒng)最小安裝運(yùn)維單 元與一次系統(tǒng)最小運(yùn)行單元相匹配，可徹底解決智能變電站二次回路改擴(kuò)建難題。上述數(shù) 字二次回路裝置取消了合并單元裝置，同時(shí)過程層不在采用交換機(jī)，避免了問題多發(fā)點(diǎn)，簡 化了體系結(jié)構(gòu)和保護(hù)、測(cè)控裝置接口數(shù)量。
[0036]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 數(shù)字二次回路裝置，其特征在于:所述數(shù)字二次回路裝置在變電站內(nèi)按間隔配置，完 成本間隔內(nèi)所有二次回路連接功能，所述數(shù)字二次回路裝置包括處理芯片以及與處理芯片 連接的若干接口，所述處理芯片通過不同的接口與本間隔二次設(shè)備、本間隔互感器就地采 用模塊、本間隔智能終端、母線電壓互感器以及跨間隔母線保護(hù)裝置連接； 所述處理芯片接收從本間隔互感器就地采樣模塊發(fā)送來的電流、電壓信號(hào)，接收從母 線電壓互感器間隔送來的電壓信號(hào)，將它們按需發(fā)送給本間隔二次設(shè)備； 所述處理芯片接收從本間隔智能終端發(fā)送來的開關(guān)量信號(hào)，將它們按需發(fā)送給間本間 隔二次設(shè)備； 所述處理芯片接收從本間隔二次設(shè)備和跨間隔母線保護(hù)裝置發(fā)送來的控制信號(hào)，將它 們按需發(fā)送給本間隔智能終端。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字二次回路裝置，其特征在于:所述處理芯片通過接口接收 本間隔二次設(shè)備和跨間隔母線保護(hù)裝置的控制信號(hào)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字二次回路裝置，其特征在于:所述數(shù)字二次回路裝置的一 個(gè)接口為人機(jī)交互接口，含顯示器和按鍵，用以整定接口間的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字二次回路裝置，其特征在于:所述處理芯片為非交換機(jī)芯 片。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的數(shù)字二次回路裝置，其特征在于:所述數(shù)字二次回 路裝置架構(gòu)為非交換機(jī)式架構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種數(shù)字二次回路裝置，該裝置在變電站內(nèi)按間隔配置，完成本間隔內(nèi)所有二次回路連接功能，所述數(shù)字二次回路裝置包括處理芯片以及與處理芯片連接的若干接口，所述處理芯片通過不同的接口與本間隔二次設(shè)備、本間隔互感器就地采用模塊、本間隔智能終端、母線電壓互感器以及跨間隔母線保護(hù)裝置連接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)二次回路按間隔配置，保證二次系統(tǒng)最小安裝運(yùn)維單元與一次系統(tǒng)最小運(yùn)行單元相匹配，可徹底解決智能變電站二次回路改擴(kuò)建難題。
【IPC分類】H02J13/00
【公開號(hào)】CN105529833
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610091940
【發(fā)明人】曹團(tuán)結(jié), 朱金大, 周斌, 吳通華, 夏雨, 鄭玉平, 楊宇
【申請(qǐng)人】南京南瑞集團(tuán)公司, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2016年2月22日