专利名称：一种数字化智能终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种变电站微机综合自动化系统用终端设备，具体是一种变电站用数字化智能终端。
背景技术：
变电站自动化技术经过十多年的发展已经达到一定的水平，大大提高了电网建设的现代化水平，降低了变电站建设的总造价。然而，随着社会的发展和科学技术的进步，电力系统向大机组、大系统、高电压方向发展，在带来更好社会效益的同时，也给电力系统的安全稳定运行带来了新的问题，同时随着智能化开关、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，自适应技术在继电保护方面的应用日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响，全数字化的变电站自动化系统即将出现。 常规变电站自动化系统为分布式变电站自动化系统，其应用特点是变电站二次系统采用单元间隔的布置形式，装置之间相对独立，装置间缺乏整体的协调和功能优化，输入信息不能共享、接线比较复杂、系统扩展复杂。随着非常规互感器的应用，变电站信息采集、处理、传输及应用框架的改变，网络通信技术，尤其是以太网技术在电力系统中应用的普及，一次设备操作智能化技术的发展等，为变电站自动化技术的应用和发展注入了新的推动力。数字化技术在变电站工程化应用中得到了进一步的拓展，“数字化变电站”乃至“数字化电网”的概念已被逐步提出，在“十一五”期间作为数字化电网基础的数字化变电站工程化试点应用将成为电网建设和变电站控制技术发展的新热点。数字化变电站的概念在应用方面直接表现为变电站二次系统的信息应用模式发生巨大的变化，因此，从某种意义上讲“数字化变电站”主要指变电站二次系统的“数字化”，其内涵体现为以下几个方面I)反映电网运行情况的电气量信息实现数字化输出；2)智能电子装置IED对于电力系统的信息实现统一建模；3)智能电子装置IED之间信息交互以网络通信方式实现；4)运行控制操作过程经网络通信方式以信息报文方式实现。在总结市场需求的前提下及本公司长期在变电站自动化领域的经验基础，自主研发了新一代变电站微机综合自动化系统HG700数字化智能终端。
实用新型内容本实用新型的目的，是提供一种数字化智能终端。该数字化智能终端是基于IEC61850架构，能实现变电站内智能电子装置IED间信息互享和互操作的现代化变电站。系统对变电站系统模型、二次功能模型进行描述，对应用与通信技术进行分层处理。采用的技术方案是一种数字化智能终端，包括电源板、灯板、CPU板、操作板、光纤板、开入开出板和互感器板。CPU板分别与电源板、光纤板、操作板、开入开出板和互感器板及灯板的对应接口连接。并装设在外壳体内。操作板提供跳闸出口，合闸出口，手跳手合等各种操作接口，实现一次侧开关的跳、合闸。同时提供8个开入接口和4个开出空接点。开入开出板提供14个开入接口和8个开出空接点。光纤板提供两对ST标准或者SC标准的多模/单模光纤收发端口，单端口工作通讯速率为6M，完成与DMP5180交换服务器的数据交换。互感器板采集8路模拟量信号、I路温度采集通道。本实用新型的工作原理智能测控终端基于Altera 65nm Cyclone III FPGA设计，由多个具有自主知识产权IP Core和NIOS-II 32-bit RSIC软核处理器构成片上系统(SOPC)，两通道光纤链路编码解码器负责数据收发和同步信号DSYN检出，ADC同步选择组件根据特定的策略选择其中的一个作为ADC启动信号，ADC控制器在此信号的控制下启动A/D转换并负责将ADC采样结果同步写入两个光纤通道，NIOS MCU则负责处理来自间隔层设备控制命令和设备描述信息传输以及提供系统调试诊断、RTD温度采集以及主板温度监视等功能。本实用新型的技术特点采用ALTERA公司的高性能FPGA，系统内核为32_bit RISC NIOS-II处理器；16位高精度A/D转换器，外置精密基准源，长期漂移小；高速采样，采样速率为12800次/S ；独有的同步信号检出技术，从下行控制命令中检出同步信号；内部同步仲裁技术，可选ADC同步采样源；多达12个模拟通道同步采样；独有的数据传输和硬件加速技术，保证采样数据在两个光纤通道无延时同步传输;提供两对ST标准或者SC标准的多模/单模光纤收发端口，可同时接入双重化系统；扩充6对光纤接口，实现电子式互感器的接入；可选配两通道RTD温度测量组件，支持PT100和Cu50热电阻测量；提供多种调试端口，方便现场维护和调试；对工作电源、采样数据、通讯状态等提供完善的自检功能；在和DMP5160系统保护装置的通讯中断后，可以提供过流保护、过负荷告警等保护。智能终端的开入量，采用了与控制电源隔离的48V电源，避免了直流系统接地的发生。本实用新型的优点在于由于本实用新型是基于IEC61850架构，能实现变电站内智能电子装置IED间信息互享和互操作的现代化变电站。系统对变电站系统模型、二次功能模型进行描述，对应用与通信技术进行分层处理。包括当地监控系统、继电保护、通信服务器、测控装置、五防系统、VQC和小电流接地选线等二次设备和电子式互感器及智能开关等一次设备。本实用新型的数字化智能终端采用分层采集、集中控制的架构体系，将模拟量、开关量的信息采集和信息的计算、逻辑判断分层实现。各智能电气设备的模拟量、开关量信息就地采集，数字化处理后通过网络和保护装置联系；保护装置安装于主控室，综合全站信息实现保护、测控、计量功能，各功能相对独立、分时运行，即保证了保护功能的选择性、快速性、安全性、可靠性，又保证了测量、计量功能的高精度要求。
图I是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型的工作原理图。图3是本实用新型的电路原理图。图3中解开X2-3与X2-4，可接入五防；引至断路器操作机构；此装置用于主变 中、低压侧时，可接入主变非电量的跳闸接点；同时重合闸功能必须退出。图4是数字化智能终端接线原理图。
具体实施方式
一种数字化智能终端，包括壳体、电源板I、光纤板2、互感器板3、开入开出板4、操作板5、CPU板6和灯板7 ;其特征在于电源板I、光纤板2、互感器板3、开入开出板4和操作板5的信号输入、输出端分别与CPU板6的对应接口连接;CPU板6的灯控信号输出端与灯板7的灯控信号输入端连接；操作板提供跳闸出口，合闸出口，手跳手合等各种操作接口，实现一次侧开关的跳、合闸，同时提供8个开入接口和4个开出空接点；开入开出板提供14个开入接口和8个开出空接点；光纤板提供两对ST标准或者SC标准的多模/单模光纤收发端口，单端口工作通讯速率为6M，完成与DMP5180交换服务器的数据交换；互感器板采集8路模拟量信号、I路温度采集通道。主要技术参数环境条件工作温度-40O +75°C贮存温度-4(TC +85°C额定数据直流电源DC/AC220V±20%交流电流5A、IA (三相/两相)交流电压57. 7V/100V (相电压/线电压)频率50Hz工作电源开入48V (电源板提供)操作板直流220V功率消耗交流电流回路 IN=5A 每相不大于I. OVA[0061]交流电压回路 U=UN每相不大于O. 5VA直流电源回路正常工作不大于20W保护动作不大于30W过载能力交流电流回路 2倍额定电流连续工作10倍额定电流允许IOS40倍额定电流允许IS交流电压回路 I. 3倍额定电压连续工作 直流电源回路 80% —110%额定电压连续工作光纤接口技术指标通讯误码率ΙΟ—12通讯距离不小于1000M光纤波长1310nm动作原理I.当前状态为断路器合位，只允许跳闸操作。(I)跳闸回路中QF接通，此时如果没有闭锁跳闸信号动作，即跳闸回路中J659处于接通状态，则跳闸回路处于准备动作状态；(2)若发生手动跳闸(通过SA操作把手使其节点11和节点12接通)，或者发生保护跳闸信号导致J622或J623节点闭合，或者外部跳闸信号接入到C3，均可使跳闸回路接通，跳闸线圈YT通电励磁，断路器跳闸，动作完成后跳闸回路中QF断开，切断跳闸回路。2.当前状态为断路器分位，只允许合闸操作。(I)合闸回路中QF接通，此时如果既没有闭锁合闸信号动作，即合闸回路中J655处于接通状态，也没有防跳回路动作，即合闸回路中J653处于接通状态，则合闸回路处于准备动作状态；(2)若发生手动合闸(通过SA操作把手使其节点I和节点2接通)，或者发生保护合闸信号导致J621节点闭合，均可使合闸回路接通，合闸线圈YC通电励磁，断路器合闸，动作完成后合闸回路中QF断开，切断合闸回路。3.当断路器处于合位时，跳闸回路处于准备状态，从而使并联于跳闸回路上的合位监视灯分得适当电压，合位指示灯亮；当断路器处于分位时，合闸回路处于准备状态，从而使并联于合闸回路上的跳位监视灯分得适当电压，跳位指示灯亮。
权利要求1. 一种数字化智能终端，包括壳体、电源板(I)、光纤板(2)、互感器板(3)、开入开出板(4)、操作板(5)、CPU板(6)和灯板(7);其特征在于 电源板(I)、光纤板(2)、互感器板(3)、开入开出板(4)和操作板(5)的信号输入、输出端分别与CPU板(6)的对应接口连接；CPU板(6)的灯控信号输出端与灯板(7)的灯控信号输入端连接； 操作板提供跳闸出口，合闸出口，手跳手合操作接口，实现一次侧开关的跳、合闸，同时提供8个开入接口和4个开出空接点； 开入开出板提供14个开入接口和8个开出空接点； 光纤板提供两对ST标准或者SC标准的多模/单模光纤收发端口，单端口工作通讯速率为6M，完成与DMP5180交换服务器的数据交换； 互感器板采集8路模拟量信号、I路温度采集通道。
专利摘要一种数字化智能终端，包括电源板、光纤板、互感器板、开入开出板、操作板、CPU板和灯板；电源板、光纤板、互感器板、开入开出板和操作板的信号输入、输出端分别与CPU板的对应接口连接；CPU板的灯控信号输出端与灯板的灯控信号输入端连接；操作板提供跳闸出口，合闸出口，手跳手合操作接口，实现一次侧开关的跳、合闸，同时提供8个开入接口和4个开出空接点；开入开出板提供14个开入接口和8个开出空接点；光纤板提供两对ST标准或者SC标准的多模/单模光纤收发端口，单端口工作通讯速率为6M，完成与DMP5180交换服务器的数据交换；互感器板采集8路模拟量信号、1路温度采集通道。本实用新型能实现变电站内智能电子装置IED间信息互享和互操作的现代化变电站。系统对变电站系统模型、二次功能模型进行描述，对应用与通信技术进行分层处理。
文档编号H02J13/00GK202737575SQ201220151940
公开日2013年2月13日 申请日期2012年4月12日 优先权日2012年4月12日
发明者曲卫国, 王凤君, 李云武, 李俊, 李春涛, 谭红世 申请人:辽宁君和泰科技有限公司