专利名称：低压合并智能单元装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力系统智能变电站技术领域，涉及一种低压合并智能单元装置。
背景技术：
近年来，信息通信和自动化技术在电网监控和运行管理中得到了越来越广泛的应用，信息技术与传统电力技术的有机融合，极大地提升了电网的智能化水平。为加快坚强智能电网建设，国家电网公司相继推出了《智能变电站技术导则》、《智能变电站继电保护技术规范》、《变电站智能化改造技术规范》等一系列智能变电站建设和实施的技术相关标准，为提高变电设备的自动化水平，实现变电站数字化、智能化，提供了良好的技术支持和理论依据。根据IEC 61 850《变电站通信网络和系统》系列标准和国家电网公司智能电网建设相关标准，变电站智能化建设主要包括以下几个方面=IEC 61850标准；网络通信技术；电子式互感器及合并单元的应用；智能断路器技术。传统变电站开关位置信号、变压器运行状态等以信号电缆形式与保护装置接口，二次设备间传输信号也以信号电缆连接为主，二次系统的安全性取决于站内设备抗电磁干扰的能力。信号改用光纤网络进行传输，既可以提高信号传输的实时性，又可以提高设备的抗干扰能力。对于低电压等级，可直接使用带CT/PT模拟量接口的合并单元实现电压电流量的采集，这种方法成本低廉、实现简洁，无传统长电缆的二次负载、回路压降等问题，采样精度也得到了提升。另外，由于当前智能断路器技术尚不成熟，现阶段均采用在断路器侧加装智能单元设备的方法，实现断路器信号的采集和控制，从而实现断路器智能化。因此，采用合并单元和智能单元装置进行数字化采集，通过过程层采样值网络或专用GOOSE网络，无需增加设备即可以方便的实现信息复用和跨间隔的信息采集，各设备间资源共享，利用率高，是智能变电站建设和发展的趋势。另外，对于单个开关间隔，采用合并单元、智能单元功能分开的装置，设备数量较多，安装、调试不便，变电站建设及后期检修、维护成本高，安全性和可靠性相对较低。
实用新型内容为解决以上问题，本实用新型提供一种面向智能变电站的低压合并智能单元装置，以同时实现对智能变电站中的开关遥信信号和电压电流模拟量的实时采集，以减少站内设备数量，简化网络结构配置，提高智能变电站可靠性和安全运行水平。为实现上述发明目的，本实用新型采取的技术方案是:一种低压合并智能单元装置，包括模拟操作箱板、开关量输入板、开关量输出板、主CPU板、CT/PT模拟量采集板、变送器直流量采集板、电源板；CT/PT模拟量采集板、变送器直流量采集板通过背板数据总线与主CPU板连接，模拟操作箱板、开关量输入板、开关量输出板通过背板数据控制总线与主CPU板连接；还包括与主CPU板连接的以太网通讯接口模块。所述CT/PT模拟量采集板、变送器直流量采集板通过背板数据总线与主CPU板连接，将模拟量数据采样计算转换为数字量存储在缓存单元中。所述模拟操作箱板、开关量输入板、开关量输出板通过背板数据控制总线与主CPU板连接，将开关量信号转化为数字量存储在相应的缓存单元中，接收外部来的GOOSE信号并执行相应的分合闸命令。所述以太网通讯接口模块，通过高速总线与主CPU板连接，以IEC 61850标准的MMS协议与站控层网络上的SCADA系统进行通讯，实现遥信遥测等信息的通讯上传；将采集到的模拟量数据以SV采样值包数据形式通过以太网接口发送出去，将采集到的开关量数据以GOOSE数据包形式通过以太网接口发送出去；识别并接收外部来的GOOSE分合闸命令信号。本 实用新型的有益效果是:本实用新型的低压合并智能单元装置，同时实现对智能变电站中的开关遥信信号和电压电流模拟量的实时采集，并能够顺利接入智能变电站站控层网络，以及过程层SV采样值和GOOSE网络中，减少了站内设备数量，降低了变电站建设及后期检修维护成本，提高智能变电站可靠性和安全运行水平。
图1是低压合并智能单元装置系统架构图；图2是低压合并智能单元装置背板图；图3是低压合并智能单元装置通讯方式示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作具体的介绍。图1是本实用新型低压合并智能单元装置系统架构图。如图1所示，低压合并智能单元装置包括合并单元模块、智能单元模块、以太网通讯接口模块，合并单元模块通过CT/PT模拟量采集板或变送器直流量采集板采集电压电流等电量信号，智能单元模块通过模拟操作箱板、开关量输入板、开关量输出板等板件采集开关状态等遥信信息，并执行保护跳合闸、遥控分合闸命令。低压合并智能单元装置具有多路以太网通讯接口，可通过站控层以太网网络与SCADA系统进行通讯，也可通过过程层以太网网络，用光纤点对点或者光纤交换机网络方式与保护测控装置、故障录波装置等二次设备间进行GOOSE遥信、SV采样值等数据通讯。图2是本实用新型低压合并智能单元装置背板图。如图2所示，本实用新型低压合并智能单元装置包括如下板件:电源板(POWER板)，电源输入为宽范围交直流11(T220V。模拟操作箱板(CZX板)，通过模拟继电器回路，实现传统断路器手跳、手合、遥控分合以及回路状态监视、开关防跳等功能。开关量输入板(DI板)，采用无源节点，将直流110V/220V遥信信号转换为标准小电压信号，通过光耦隔离，送入CPU中进行处理。[0026]开关量输出板(DO板)，将主CPU板发送过来的分合闸控制命令，通过光耦隔离转换为相应的脉冲输出，再通过继电器转换为无源节点信号输出。CT/PT模拟量采集板(CTPT板)，通过板上小CTPT互感器或小直流采集器，将二次电压100V、二次电流5Α/1Α、Γ20πιΑ小直流信号转换为标准小电压信号送入AD模数转换芯片中进行采集计算。主CPU板(CPU板)，接收模拟操作箱板、开关量出入板传来的开关量信号，将其转为数字GOOSE信号，通过光纤以太网接口发送出去；接收外部来的GOOSE保护跳合闸、遥控分合闸命令，将信号输出至模拟操作箱板和开关量输出板进行命令执行；接收CT/PT模拟量采集板、变送器直流量采集板转换来的标准小电压信号，进行采样还原计算后以SV采样值包的形式通过光纤以太网接口发送出去。图3是本实用新型低压合并智能单元装置内部通讯方式示意图。如图3所示，主CPU板DSP处理器通过数据控制总线方式与智能单元模块通讯，智能单元模块采用I/o 口通讯采集开关量数据，并执行相关控制命令；SCPU板DSP处理器通过数据总线方式与合并单元模块通讯，合并单元模块采用I/o 口采集CTPT模拟量采集板的数据；主CPU板DSP处理器与以太网接口通讯采用高速总线方式。上述实例不以任何形式限定本实用新型，凡采取等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本实用 新型的保护范围之内。
权利要求1.一种低压合并智能单元装置，其特征在于:包括模拟操作箱板、开关量输入板、开关量输出板、主CPU板、CT/PT模拟量采集板、变送器直流量采集板、电源板；CT/PT模拟量采集板、变送器直流量采集板通过背板数据总线与主CPU板连接，模拟操作箱板、开关量输入板、开关量输出板通过背板数据控制总线与主CPU板连接；还包括与主CPU板连接的以太网通讯接口模块。
2.根据权利要求1所述的低压合并智能单元装置，其特征在于:所述CT/PT模拟量采集板、变送器直流量采集板通过背板数据总线与主CPU板连接，将模拟量数据采样计算转换为数字量存储在缓存单元中。
3.根据权利要求1所述的低压合并智能单元装置，其特征在于:所述模拟操作箱板、开关量输入板、开关量输出板通过背板数据控制总线与主CPU板连接，将开关量信号转化为数字量存储在相应的缓存单元中，接收外部来的GOOSE信号并执行相应的分合闸命令。
4.根据权利要求1所述的低压合并智能单元装置，其特征在于:所述以太网通讯接口模块，通过高速总线与主CPU板连接，以IEC 61850标准的丽S协议与站控层网络上的SCADA系统进行通讯，实现遥信遥测信息的通讯上传；将采集到的模拟量数据以SV采样值包数据形式通过以太网接口发送出去，将采集到的开关量数据以GOOSE数据包形式通过以太网接口发送出 去；识别并接收外部来的GOOSE分合闸命令信号。
专利摘要本实用新型涉及低压合并智能单元装置，包括模拟操作箱板、开关量输入板、开关量输出板、主CPU板、CT/PT模拟量采集板、变送器直流量采集板、电源板；CT/PT模拟量采集板、变送器直流量采集板通过背板数据总线与主CPU板连接，模拟操作箱板、开关量输入板、开关量输出板通过背板数据控制总线与主CPU板连接；与主CPU板连接的以太网通讯接口模块。通过本实用新型，实现了对智能变电站开关间隔的状态量和遥测信息的智能采集，以及对开关刀闸等的控制，能够同时接入智能变电站过程层、站控层网络，实现了变电站遥信、遥测数据的数字化采集传输和开关的智能化控制，减少了站内设备数量，提高了智能变电站的可靠性和运行稳定性。
文档编号H02J13/00GK203151221SQ20132011228
公开日2013年8月21日 申请日期2013年3月13日 优先权日2013年3月13日
发明者李澄, 赵家庆, 黄晋荣, 陆玉军, 陈颢, 王伏亮, 钱科军, 谢夏寅, 潘晓明, 丁宏恩, 杨洪 申请人:江苏方天电力技术有限公司, 江苏省电力公司苏州供电公司, 江苏省电力公司, 国家电网公司