變電站通用測控裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種變電站通用測控裝置，其特征在于：包括電源模塊、主處理模塊、主通信模塊、人機交互界面、供電電源總線、同步時鐘總線及通信數(shù)據(jù)總線，還包括選配安裝的開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件及交流測量模塊插件。本實用新型通過靈活的軟硬件配置，簡單易懂的人機交互界面，全方位的數(shù)據(jù)采集處理、安全可靠的通信方案，實現(xiàn)了變電站智能化監(jiān)控管理，使其始終處于安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟、高效的最優(yōu)運行狀態(tài)。
【專利說明】變電站通用測控裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種變電站內(nèi)使用的數(shù)字式通用測控裝置，屬于配網(wǎng)自動化技術(shù)中的電力系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)和集成電路的快速發(fā)展使社會步入智能化時代，電網(wǎng)及其變電站也在向智能化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的變電站缺乏統(tǒng)一完備的測量監(jiān)視控制裝置，現(xiàn)有的變電站測控裝置又存在著功能不全、軟硬件適應性差、通信方式標準多而亂等問題，因此急需一種安全可靠的智能化測控裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種自動化變電站一次設(shè)備、二次輔助系統(tǒng)的通用型接口裝置。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是提供了一種變電站通用測控裝置，其特征在于:包括電源模塊、主處理模塊、主通信模塊、人機交互界面、供電電源總線、同步時鐘總線及通信數(shù)據(jù)總線，還包括選配安裝的開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件及交流測量模塊插件；
[0005]主通信模塊與人機交互界面、主處理模塊及通信數(shù)據(jù)總線之間建立雙向通信，其至少包括無線對時單元和站控層通信接口，主通信模塊通過站控層通信接口接入變電站站控層網(wǎng)絡(luò)，從而與站控層網(wǎng)絡(luò)建立通信，向站控層發(fā)送變電站中各種一次、二次設(shè)備的信息和狀態(tài)數(shù)據(jù)或接收來自站控層的控制指令；由無線對時單元向主通信模塊提供精確的系統(tǒng)時間信號；
[0006]主處理模塊具有過程層通信接口，主處理模塊通過過程層通信接口接入變電站過程層網(wǎng)絡(luò)，從而與變電站內(nèi)接入過程層網(wǎng)絡(luò)的其他設(shè)備建立通信；主處理模塊接入同步時鐘總線，并與通信數(shù)據(jù)總線之間建立雙向通信；主處理模塊根據(jù)接收到的系統(tǒng)時間信號產(chǎn)生同步時鐘信號并上傳至同步時鐘總線；
[0007]通過選配安裝的開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件及交流測量模塊插件采集和控制變電站中各種一次、二次設(shè)備的信息和狀態(tài)；開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件及交流測量模塊插件分別對外擴展有雙向數(shù)據(jù)通信接口、同步時鐘接口及電源輸入接口 ；開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件或交流測量模塊插件選配安裝后，相應的雙向數(shù)據(jù)通信接口、同步時鐘接口及電源輸入接口分別接入通信數(shù)據(jù)總線、同步時鐘總線及供電電源總線；
[0008]電源模塊的輸出端接入供電電源總線，主處理模塊、主通信模塊及人機交互界面的電源輸入接口均接入供電電源總線。
[0009]優(yōu)選地，所述主處理模塊與選配安裝后的所述開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件或交流測量模塊插件經(jīng)由所述通信數(shù)據(jù)總線進行數(shù)據(jù)通信是采用差分信號。
[0010]優(yōu)選地，所述主處理模塊采用GOOSE協(xié)議棧實現(xiàn)過程層通信；所述主通信模塊采用IEC61850MMS協(xié)議棧實現(xiàn)站控層通信。
[0011]優(yōu)選地，所述電源模塊的輸入電源采用電壓范圍較廣的交/直流電，且具有過壓/欠壓報警輸出。
[0012]優(yōu)選地，所述主通信模塊與所述主通信模塊之間通過CAN總線建立雙向通信。
[0013]本實用新型通過靈活的軟硬件配置，簡單易懂的人機交互界面，全方位的數(shù)據(jù)采集處理、安全可靠的通信方案，實現(xiàn)了變電站智能化監(jiān)控管理，使其始終處于安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟、聞效的最優(yōu)運行狀態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型提供的一種變電站通用測控裝置的系統(tǒng)框圖。

【具體實施方式】
[0015]為使本實用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
[0016]如圖1所示，本實用新型提供了一種變電站通用測控裝置，包括電源模塊、主處理模塊、主通信模塊、人機交互界面、供電電源總線、同步時鐘總線、通信數(shù)據(jù)總線、開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件及交流測量模塊插件。
[0017]主處理模塊及主通信模塊為本實用新型中的核心部件，兩者之間通過CAN總線建立雙向通信，分別負責裝置內(nèi)部的通信、變電站過程層通信、變電站站控層通信及GPS/北斗時鐘對時。主通信模塊具有GPS和北斗兩種對時時鐘信號，包括GPS/北斗對時單元，用于接收GPS/北斗對時信號，北斗對時信號是通過接受我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的北斗導航系統(tǒng)、不受制于國外GPS信號。GPS和北斗兩種對時方式產(chǎn)生精確穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)時間信號，主通信模塊具有站控層通信接口，在本實施例中，該站控層通信接口為以太網(wǎng)接口，主通信模塊通過該站控層通信接口接入變電站站控層網(wǎng)絡(luò)，從而與接入站控層網(wǎng)絡(luò)的其他設(shè)備依據(jù)IEC61850MMS建立通信，向站控層發(fā)送由選配安裝后的開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件或交流測量模塊插件采集的變電站中各種一次、二次設(shè)備的信息和狀態(tài)數(shù)據(jù)或接收來自站控層的控制指令，并發(fā)送給主處理模塊，或選配安裝后的開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件或交流測量模塊插件。
[0018]主處理模塊具有過程層通信接口，在本實施例中，過程層通信接口采用以太網(wǎng)接口，主處理模塊通過該過程層通信接口接入變電站的過程層網(wǎng)絡(luò)，從而與變電站內(nèi)接入過程層的其他設(shè)備根據(jù)GOOSE協(xié)議棧建立通信。主處理模塊根據(jù)接收到的系統(tǒng)時間信號產(chǎn)生同步時鐘信號并上傳至同步時鐘總線。主處理模塊與選配安裝后的開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件或交流測量模塊插件經(jīng)由通信數(shù)據(jù)總線采用差分信號形式進行雙向數(shù)據(jù)通信，傳統(tǒng)的串口通信易受變電站復雜電磁環(huán)境干擾，通信不能保證，采用差分信號后提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目垢蓴_性和穩(wěn)定性。
[0019]本實用新型中的開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件及交流測量模塊插件是可根據(jù)用戶需求進行靈活選配的功能模塊插件，每個插件上都有獨立的MCU用來完成數(shù)據(jù)采集處理的工作，每個插件都向外擴展有雙向數(shù)據(jù)通信接口、同步時鐘接口及電源輸入接口，開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件或交流測量模塊插件選配安裝后，相應的雙向數(shù)據(jù)通信接口、同步時鐘接口及電源輸入接口分別接入通信數(shù)據(jù)總線、同步時鐘總線及供電電源總線。每個插件上獨立的MCU完成數(shù)據(jù)采集處理后，通過通信數(shù)據(jù)總線把處理結(jié)果匯總給主通信模塊或主通信模塊。
[0020]人機交互模塊提供直觀的操作顯示界面，其自帶IXD液晶顯示、LED指示燈和按鍵。通過按鍵對本實用新型提供的變電站通用測控裝置進行操作，LCD液晶和LED指示燈顯示各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)。
[0021]電源模塊提供本實用新型所需的電源，其輸入電源可以使用電壓范圍較廣的交/直流電，并具有過壓/欠壓報警輸出。
[0022]通過本實用新型可以實現(xiàn)如下功能:
[0023]變電站通用測控裝置實現(xiàn)以下功能。
[0024]1、采集功能:
[0025]能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣量、非電氣量(壓力、油溫等)的測量，能計算出電壓、電流的幅值、相位諧波、線路的有功功率、無功功率、系統(tǒng)運行的頻率等，電壓、電流等能夠越限告警；能對開關(guān)量進行監(jiān)視，對部分開關(guān)量應該有較高的分辨率，當開入變位時，應該能夠?qū)崟r地將變位信息向后臺監(jiān)控裝置發(fā)送。
[0026]2、控制功能:
[0027]可接受主站下發(fā)的遙控命令，完成控制斷路器及其周圍刀閘，復歸收發(fā)信機、操作箱等操作。有權(quán)限的用戶可通過按鈕直接對主接線圖上對應的斷路器及其周圍刀閘進行分合操作。
[0028]3、通信功能:
[0029]與主站通信，上報開關(guān)量變位順序事件記錄、當前監(jiān)測數(shù)據(jù)、存儲的歷史數(shù)據(jù)，開關(guān)變位優(yōu)先傳送；同時，接收命令，實現(xiàn)遠方控制、參數(shù)設(shè)置與校時的功能。
[0030]4、防誤閉鎖:
[0031]能夠與變電站層集中式防誤操作閉鎖系統(tǒng)相結(jié)合，根據(jù)現(xiàn)場需要實現(xiàn)局部和全局兩種防誤功能，實現(xiàn)操作閉鎖時應該不受插件的開入端子數(shù)的限制，并能夠根據(jù)現(xiàn)場的要求投退防誤閉鎖功能及范圍。
[0032]5、對時功能:
[0033]將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)對時和GPS \北斗硬件對時相結(jié)合，提高測控裝置的對時精度。
[0034]6、功能、結(jié)構(gòu)上的靈活配置:
[0035]為實現(xiàn)不同的系統(tǒng)對測控裝置的不同要求，在本裝置考慮到功能、結(jié)構(gòu)的靈活配置。如開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件及交流測量模塊插件數(shù)目、類型都可按現(xiàn)場的要求配置。
[0036]上述功能只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍，凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種變電站通用測控裝置，其特征在于:包括電源模塊、主處理模塊、主通信模塊、人機交互界面、供電電源總線、同步時鐘總線及通信數(shù)據(jù)總線，還包括選配安裝的開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件及交流測量模塊插件； 主通信模塊與人機交互界面、主處理模塊及通信數(shù)據(jù)總線之間建立雙向通信，其至少包括無線對時單元和站控層通信接口，主通信模塊通過該站控層通信接口接入變電站站控層網(wǎng)絡(luò)，從而與接入站控層的設(shè)備建立通信，向站控層發(fā)送變電站中各種一次、二次設(shè)備的信息和狀態(tài)數(shù)據(jù)或接收來自站控層的控制指令；由無線對時單元向主通信模塊提供精確的系統(tǒng)時間信號； 主處理模塊具有過程層通信接口，主處理模塊通過該過程層通信接口接入變電站的過程層網(wǎng)絡(luò)，從而與變電站內(nèi)接入過程層的其他設(shè)備建立站內(nèi)通信；主處理模塊接入同步時鐘總線，并與通信數(shù)據(jù)總線之間建立雙向通信；主處理模塊根據(jù)接收到的系統(tǒng)時間信號產(chǎn)生同步時鐘信號并上傳至同步時鐘總線； 通過選配安裝的開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件及交流測量模塊插件采集和控制變電站中各種一次、二次設(shè)備的信息和狀態(tài)；開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件及交流測量模塊插件分別對外擴展有雙向數(shù)據(jù)通信接口、同步時鐘接口及電源輸入接口 ；開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件或交流測量模塊插件選配安裝后，相應的雙向數(shù)據(jù)通信接口、同步時鐘接口及電源輸入接口分別接入通信數(shù)據(jù)總線、同步時鐘總線及供電電源總線； 電源模塊的輸出端接入供電電源總線，主處理模塊、主通信模塊及人機交互界面的電源輸入接口均接入供電電源總線。
2.如權(quán)利要求1所述的一種變電站通用測控裝置，其特征在于:所述主處理模塊與選配安裝后的所述開關(guān)量輸入模塊插件、開關(guān)量輸出模塊插件、直流測量模塊插件或交流測量模塊插件經(jīng)由所述通信數(shù)據(jù)總線進行數(shù)據(jù)通信是采用差分信號。
3.如權(quán)利要求1所述的一種變電站通用測控裝置，其特征在于:所述主處理模塊采用GOOSE協(xié)議棧實現(xiàn)過程層通信；所述主通信模塊采用IEC 6185(MMS協(xié)議棧實現(xiàn)站控層通?目。
4.如權(quán)利要求1所述的一種變電站通用測控裝置，其特征在于:所述電源模塊的輸入電源采用電壓范圍較廣的交/直流電，且具有過壓/欠壓報警輸出。
5.如權(quán)利要求1所述的一種變電站通用測控裝置，其特征在于:所述主通信模塊與所述主通信模塊之間通過CAN總線建立雙向通信。
【文檔編號】H02J13/00GK204068424SQ201420242132
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】程少勇, 戴云霞, 蔣亞峰, 蔣珀, 徐建國 申請人:上海電氣集團股份有限公司