数字二次回路装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种数字二次回路装置，属于电力系统保护与控制技术领域。
【背景技术】
[0002] 近十年来，国内智能变电站(含数字化变电站)技术发展很快，已建成的智能变电 站超过2000座。据估计，中国智能变电站数量占世界总数的一半以上，位居第一。智能变电 站的理论研究、技术研发、关键设备研制、试验体系、标准制定和工程应用等取得了一系列 阶段性成果，提升了变电站的安全性、可控性、适应性和互动性，提高了建设效率，带动了电 工装备制造业的创新发展。智能变电站的主要技术特征是IEC 61850标准和电子式互感器 应用。智能变电站在实现变电站的数字化和智能化两方面都取得了明显的进展。但是，目前 智能站建设也遇到了不少问题，存在部分二次设备稳定性不够、设备故障率高、检测与调试 手段不足、变电站运行维护不便、改扩建困难、部分地区一线运行管理薄弱和现场运维人员 不适应新技术发展等问题。至今仍无有效的系统性解决方案。
[0003] 分析智能变电站存在问题的主要原因，可归纳为三个方面：
[0004] 1)IEC 61850标准的复杂性。该标准体系庞大、卷帙浩繁，对普通技术人员来说内 容艰深，较难掌握。按IEC 61850标准设计的智能变电站，全站采用一个S⑶文件配置全部二 次装置之间信息的交换，一处变更会影响全站。智能变电站系统运行依赖系统SCD文件和装 置的CID文件，配置方法较难掌握，供调试运维检修人员使用的IEC 61850工具也很不完善， 人机接口不友好，使用不方便。
[0005] 2)电子式互感器的可靠性。电子式互感器既存在本体的器件质量、制造安装工艺、 数据处理可靠性问题，也存在合并单元的可靠性问题，后者因素不容忽视，且其与就地化安 装方式、智能站体系架构互相关联。
[0006] 3)现在智能变电站体系架构不够合理，结构复杂，不清晰。智能变电站总体是三层 (站控层、间隔层、过程层)两网（站控层网、过程层网）结构。监控系统及其他设备采用网络 采样、网络跳闸。继电保护为保证快速性、可靠性，采用直采直跳，联闭锁信号传送仍通过网 络。各专业的要求都有充分理由，但最终导致过程层结构非常复杂，设备接口数量多，设计 制造难度大，运行问题多。
[0007] 上述三个问题实际上互相纠结，难以分别解决，造成目前智能变电站发展不上不 下，裹步不前，迫切需要一个系统性的解决方案。
【发明内容】
[0008] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种数字二次回路装置。
[0009]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
[0010]数字二次回路装置，所述数字二次回路装置在变电站内按间隔配置，完成本间隔 内所有二次回路连接功能，所述数字二次回路装置包括处理芯片以及与处理芯片连接的若 干接口，所述处理芯片通过不同的接口与本间隔二次设备、本间隔互感器就地采用模块、本 间隔智能终端、母线电压互感器以及跨间隔母线保护装置连接；
[0011]所述处理芯片接收从本间隔互感器就地采样模块发送来的电流、电压信号，接收 从母线电压互感器间隔送来的电压信号，将它们按需发送给本间隔二次设备；
[0012] 所述处理芯片接收从本间隔智能终端发送来的开关量信号，将它们按需发送给间 本间隔二次设备；
[0013] 所述处理芯片接收从本间隔二次设备和跨间隔母线保护装置发送来的控制信号， 将它们按需发送给本间隔智能终端。
[0014] 所述处理芯片通过接口接收本间隔二次设备和跨间隔母线保护装置的控制信号。
[0015] 所述数字二次回路装置的一个接口为人机交互接口，含显示器和按键，用以整定 接口间的信号转发。
[0016] 所述处理芯片为非交换机芯片。
[0017] 所述数字二次回路装置架构为非交换机式架构。
[0018] 本发明所达到的有益效果：1、本发明实现二次回路按间隔配置，保证二次系统最 小安装运维单元与一次系统最小运行单元相匹配，可彻底解决智能变电站二次回路改扩建 难题;2、本发明无需IEC 61850配置文件，只要通过人机交互接口简单整定，运行维护方便， 不需要技术人员掌握复杂的IEC 61850标准，降低技术复杂程度;3、互感器就地采样模块直 接接入数字二次回路装置，取消了合并单元装置，同时过程层不在采用交换机，避免了问题 多发点，简化了体系结构和保护、测控装置接口数量。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的接线图。
[0020] 图2为本发明的外观图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0022] 数字二次回路装置，按每个一次设备或断路器间隔配置，完成本间隔内所有二次 回路连接功能，具体如图1所示，数字二次回路装置包括处理芯片以及与处理芯片连接的若 干接口，处理芯片通过不同的接口与本间隔二次设备、本间隔互感器就地采用模块、本间隔 智能终端、母线电压互感器以及跨间隔母线保护装置连接，处理芯片为非交换机芯片（只要 能满足本发明要求且不是交换机芯片即可）。
[0023]数字二次回路装置的功能如下：
[0024] 1、处理芯片接收从本间隔互感器就地采样模块发送来的电流、电压信号，接收从 母线电压互感器间隔送来的电压信号，将它们按需发送给本间隔二次设备。
[0025] 2、处理芯片接收从本间隔智能终端发送来的开关量信号，将它们按需发送给间本 间隔二次设备。
[0026] 3、处理芯片接收从本间隔二次设备和跨间隔母线保护装置发送来的控制信号，将 它们按需发送给本间隔智能终端。
[0027] 4、处理芯片通过接口接收本间隔二次设备和跨间隔母线保护装置的控制信号。
[0028]上述本间隔二次设备包括故障录波仪/网络分析仪、线路保护装置和测控装置等。 [0029]数字二次回路装置的一个接口为人机交互接口，含显示器和按键，用以整定接口 间的信号转发，无需IEC 61850配置文件，运行维护方便，不需要技术人员掌握复杂的IEC 61850标准，降低技术复杂程度;整定单示例如表一所示：
[0030] 表一整定单
[0032] 表中la、lb、Ic、3I0表示a、b、c三相保护电流和零序电流，Iam、Ibm、Icm表示a、b、c 三相测量电流，Ua、Ub、Uc、3U0表示a、b、c三相电压和零序电压，Twja、TWjb、Twjc表示断路器 三相位置信号，!'」 &、1'北、1'扣、1'拓1^表示跳&、13、(3相断路器和跳3相断路器命令信号。举例说 明，表中整定了输入口 1输入的第一组电气量la、lb、Ic、310，被转发至输出口 1和3;输入口 1 输入的第一组电气量1&、113、1(：、310、输入口2输入的第一组电气量1&111、113111、1〇11和输入口3 输入的第一组电气量Ua、Ub、Uc、3U0，被同时转发至输出口 1。其他依次类推。
[0033] 数字二次回路装置采用嵌入式软硬件结构，按保护装置要求设计，采用非交换机 式架构（只要能满足本发明要求且不是交换机式架构即可），支持以太网、同步串行口等多 种类型通信接口，满足各种过程层设备和间隔层装置的接口要求，接口协议支撑IEC61850 标准的GOOSE机制、IEC61850-9-2的SV采样值报文、IEC60044-8规定的FT3格式及Q/GDW-441 《智能变电站继电保护技术规范》中对其扩展帧格式，也支持新定义通信协议。
[0034] 数字二次回路装置可从现有数字化保护装置平台改装而来，具体如图2所示，为标 准19英寸宽4U高机箱，前面板配有一块320X240点阵的液晶显示器，一个8键的键盘及4个 功能键，4个信号指示灯，一个用于和PC机通信用的百兆以太网接口，前面板插件配有独立 的微处理器来完成显示、通信和人机接口等功能，后插板件接口灵活，有多种使用配置，可 接收电子式互感器或传统互感器就地采样模块的IEC 60044-8数据，输出可配置IEC61850-9-2、IEC 60044-8或GOOSE接口 插件。
[0035]上述数字二次回路装置实现二次回路按间隔配置，保证二次系统最小安装运维单 元与一次系统最小运行单元相匹配，可彻底解决智能变电站二次回路改扩建难题。上述数 字二次回路装置取消了合并单元装置，同时过程层不在采用交换机，避免了问题多发点，简 化了体系结构和保护、测控装置接口数量。
[0036]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形 也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 数字二次回路装置，其特征在于:所述数字二次回路装置在变电站内按间隔配置，完 成本间隔内所有二次回路连接功能，所述数字二次回路装置包括处理芯片以及与处理芯片 连接的若干接口，所述处理芯片通过不同的接口与本间隔二次设备、本间隔互感器就地采 用模块、本间隔智能终端、母线电压互感器以及跨间隔母线保护装置连接； 所述处理芯片接收从本间隔互感器就地采样模块发送来的电流、电压信号，接收从母 线电压互感器间隔送来的电压信号，将它们按需发送给本间隔二次设备； 所述处理芯片接收从本间隔智能终端发送来的开关量信号，将它们按需发送给间本间 隔二次设备； 所述处理芯片接收从本间隔二次设备和跨间隔母线保护装置发送来的控制信号，将它 们按需发送给本间隔智能终端。2. 根据权利要求1所述的数字二次回路装置，其特征在于:所述处理芯片通过接口接收 本间隔二次设备和跨间隔母线保护装置的控制信号。3. 根据权利要求1所述的数字二次回路装置，其特征在于:所述数字二次回路装置的一 个接口为人机交互接口，含显示器和按键，用以整定接口间的信号转发。4. 根据权利要求1所述的数字二次回路装置，其特征在于:所述处理芯片为非交换机芯 片。5. 根据权利要求1-4任意一项所述的数字二次回路装置，其特征在于:所述数字二次回 路装置架构为非交换机式架构。
【专利摘要】本发明公开了一种数字二次回路装置，该装置在变电站内按间隔配置，完成本间隔内所有二次回路连接功能，所述数字二次回路装置包括处理芯片以及与处理芯片连接的若干接口，所述处理芯片通过不同的接口与本间隔二次设备、本间隔互感器就地采用模块、本间隔智能终端、母线电压互感器以及跨间隔母线保护装置连接。本发明实现二次回路按间隔配置，保证二次系统最小安装运维单元与一次系统最小运行单元相匹配，可彻底解决智能变电站二次回路改扩建难题。
【IPC分类】H02J13/00
【公开号】CN105529833
【申请号】CN201610091940
【发明人】曹团结, 朱金大, 周斌, 吴通华, 夏雨, 郑玉平, 杨宇
【申请人】南京南瑞集团公司, 国家电网公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2016年2月22日