一種中壓智能斷路器的控制裝置及中壓智能斷路器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種電網(wǎng)中電路控制的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種中壓智能斷路器的控制裝置及中壓智能斷路器。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力工業(yè)發(fā)展史中，新一代智能變電站是在科技創(chuàng)新方面的一個(gè)重要里程碑。作為統(tǒng)一和強(qiáng)化智能電網(wǎng)的重要支撐部分，智能變電站正逐步從專業(yè)設(shè)計(jì)向整體集成設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變，這也要求一次設(shè)備更加智能化，所以對(duì)一次設(shè)備提出了更高的要求。
[0003]目前作為一次設(shè)備的變壓器和斷路器，它們的智能化主要集中在110KV及以上的電力系統(tǒng)，而中壓電力系統(tǒng)(主要是35KV及以下電壓等級(jí))中一次設(shè)備智能化尚未普及。但是中壓電力系統(tǒng)中一次設(shè)備智能化也是未來(lái)的一個(gè)趨勢(shì)，例如，在中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201310346443.1的專利申請(qǐng)中，公開(kāi)了一種智能中壓開(kāi)關(guān)柜包括:設(shè)于電動(dòng)底盤(pán)車上的斷路器、保護(hù)測(cè)控模塊、在線檢測(cè)模塊、人機(jī)界面，保護(hù)測(cè)控模塊、在線檢測(cè)模塊設(shè)于斷路器內(nèi)，開(kāi)關(guān)柜接收來(lái)自在線檢測(cè)模塊的各種傳感器信號(hào)，保護(hù)測(cè)控模塊接收來(lái)自開(kāi)關(guān)柜的各種信號(hào)；這種智能中壓開(kāi)關(guān)柜適用于中壓電力系統(tǒng)領(lǐng)域，能夠獨(dú)立采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，可檢測(cè)設(shè)備缺陷和故障，在缺陷變?yōu)楣收锨鞍l(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便采取措施避免事故發(fā)生。
[0004]專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201310346443.1的專利申請(qǐng)中，雖然公開(kāi)了一種關(guān)于中壓開(kāi)關(guān)柜智能化的技術(shù)方案，但是并未公開(kāi)如何讓中壓斷路器也能夠智能化的技術(shù)方案；而中壓斷路器作為智能中壓開(kāi)關(guān)柜中的核心部件，如何實(shí)現(xiàn)它的智能化，也是中壓電力系統(tǒng)中一次設(shè)備智能化需要面臨的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。
[0005]在另一份中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201410708371.5的專利申請(qǐng)中，公開(kāi)了一種智能斷路器控制系統(tǒng)包括:負(fù)責(zé)對(duì)智能斷路器控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)綜合和數(shù)據(jù)處理的智能管理電子設(shè)備(簡(jiǎn)稱管理IED);用于控制智能斷路器工作的智能控制電子設(shè)備(簡(jiǎn)稱控制IED)，控制IED與管理IED連接進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)傳輸；底盤(pán)車電機(jī)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及用于控制底盤(pán)車電機(jī)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作的內(nèi)置式電動(dòng)底盤(pán)車驅(qū)動(dòng)器，內(nèi)置式電動(dòng)底盤(pán)車驅(qū)動(dòng)器連接在控制IED和底盤(pán)車電機(jī)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間，底盤(pán)車電機(jī)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的電流值及電壓值經(jīng)過(guò)內(nèi)置式電動(dòng)底盤(pán)車驅(qū)動(dòng)器傳送至控制IED ;接地刀電機(jī)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及用于控制接地刀電機(jī)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作的內(nèi)置式電動(dòng)接地刀驅(qū)動(dòng)器，內(nèi)置式電動(dòng)接地刀驅(qū)動(dòng)器連接在管理IED和接地刀電機(jī)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間，接地刀電機(jī)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的電流值及電壓值經(jīng)過(guò)內(nèi)置式電動(dòng)接地刀驅(qū)動(dòng)器傳送至管理IED ;用于給管理IED、控制IED、內(nèi)置式電動(dòng)底盤(pán)車驅(qū)動(dòng)器和內(nèi)置式電動(dòng)接地刀驅(qū)動(dòng)器供電的設(shè)備電源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的智能斷路器控制系統(tǒng)并不能很好地實(shí)現(xiàn)中壓電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、信息化和性能穩(wěn)定的發(fā)展需求。
[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種至少具有保護(hù)功能、在線檢測(cè)功能，而且還能具有常用的現(xiàn)場(chǎng)總線接口、適用于多種通訊協(xié)議中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)的中壓智能斷路器的控制裝置及中壓智能斷路器。
[0008]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是:
[0009]一方面，提供一種中壓智能斷路器的控制裝置，其特征在于，包括:
[0010]采集中壓智能斷路器中保護(hù)電流和保護(hù)電壓的第一控制單元，所述第一控制單元可以進(jìn)行保護(hù)運(yùn)算，跳閘控制和監(jiān)視所述中壓智能斷路器中分合閘線圈電流、位移曲線；
[0011]與外部通信系統(tǒng)通信的第二控制單元，所述第二控制單元設(shè)置有現(xiàn)場(chǎng)總線接口；
[0012]具有擴(kuò)展功能的FPGA單元，所述FPGA單元分別與所述第一控制單元和第二控制單元連接，并且所述FPGA單元還可以與同步時(shí)鐘單元通訊；
[0013]所述第一控制單元和第二控制單元之間通過(guò)串口連接，并且所述第二控制單元可以直接獲取第一控制單元中的參數(shù)信息。
[0014]因此，中壓智能斷路器的控制裝置中控制保護(hù)功能的第一控制單元和控制通訊功能的第二控制單元可以相互獨(dú)立工作，減少耦合；而FPGA單元具有擴(kuò)展功能，可以根據(jù)需求選配，第二控制單元可以還具有常用的現(xiàn)場(chǎng)總線接口、適用于多種通訊協(xié)議；提高了中壓智能斷路器的控制裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。
[0015]優(yōu)選地，所述FPGA單元采用雙端口 RAM分別與所述第一控制單元和第二控制單元連接。因此，可以讓第一控制單元和第二控制單元通過(guò)FPGA單元更快地傳遞數(shù)據(jù)信息。
[0016]優(yōu)選地，所述第二控制單元中設(shè)置有兩路以太網(wǎng)端口，所述兩路以太網(wǎng)端口通過(guò)基于MMS的IEC61850協(xié)議與外部的客戶端通訊。因此，控制裝置可以與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，提高控制裝置的可維護(hù)性、開(kāi)放性和擴(kuò)展性，從而促進(jìn)整個(gè)中壓電力系統(tǒng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、信息化和性能穩(wěn)定的發(fā)展需求。
[0017]優(yōu)選地，所述控制裝置可以接收基于IEC61850協(xié)議的命令參數(shù)，所述命令參數(shù)包括瞬時(shí)速斷保護(hù)、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、低電壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、過(guò)負(fù)荷警告、非電量保護(hù)。因此，可以基于IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)，讓控制裝置的保護(hù)邏輯、控制邏輯可圖形組
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[0018]優(yōu)選地，所述第二控制單元設(shè)置有RS485/CAN通訊端口，所述控制裝置通過(guò)所述RS485/CAN通訊端口獲取與智能斷路器配合的地盤(pán)車、接地刀的信息。因此，可以通過(guò)控制裝置保護(hù)和監(jiān)控中壓斷路器及與中壓斷路器配合的相關(guān)設(shè)備。
[0019]優(yōu)選地，所述控制裝置含有SNTP單元和IEEE1588單元，所述FPGA單元可以與IEEE1588單元通訊，并且從所述IEEE1588單元中獲取時(shí)鐘信號(hào)；所述SNTP單元用于對(duì)所述控制裝置中的軟件提供時(shí)鐘信號(hào)。因此，可以讓控制裝置的時(shí)間精度達(dá)到納秒量級(jí)。
[0020]優(yōu)選地，所述第一控制單元通過(guò)同步采樣芯片采集中壓智能斷路器中的保護(hù)電流和保護(hù)電壓信息。
[0021]優(yōu)選地，所述第一控制單元中搭載有ucOSII操作系統(tǒng)，所述第二控制單元中搭載vxworks操作系統(tǒng)。因?yàn)閡sOSII操作系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性的優(yōu)點(diǎn)，vxworks操作具有可以多任務(wù)操作的優(yōu)點(diǎn)，所以第一控制單元搭載ucOSII操作系統(tǒng)，可以提高整個(gè)控制裝置的動(dòng)作實(shí)時(shí)性；第二控制單元可以實(shí)時(shí)多任務(wù)操作。
[0022]優(yōu)選地，所述第一控制單元采集到GOOSE跳閘信息后，將GOOSE跳閘信息寫(xiě)入所述FPGA單元中，然后將G00SE跳閘信息傳遞至所述第二控制單元，再由所述第二控制單元將GOOSE跳閘信息傳輸至外部的終端裝置。因此，縮短了 GOOSE跳閘信息傳輸?shù)难舆t時(shí)間。
[0023]另一方面，還提供一種中壓智能斷路器，其特征在于，所述中壓智能斷路器包括上述任意一種中壓智能斷路器的控制裝置，并且所述控制裝置可嵌入式地安裝至所述中壓智能斷路器本體中。
[0024]因此，安裝和維護(hù)中壓智能斷路器中的控制裝置就非常方便。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種中壓電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種中壓智能斷路器的控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0027]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的一種中壓智能斷路器的控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0028]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的一種中壓智能斷路器的控制裝置中第一控制單元工作狀態(tài)示意圖；
[0029]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施