专利名称：一种智能变电站的制作方法
技术领域：
本实用新型公开了输配电领域的一种智能变电站。
背景技术：
智能变电站是统一坚强智能电网的重要基础和支撑，是实现智能电网的必不可少的建设内容。智能变电站要求智能变电站的信息采集、传输、处理、输出过程都要实现智能化。为此，智能变电站的建设内容，实质上是在数字化变电站的基础上进一步实现一次设备系统智能化、辅助设备系统智能化，并构建一体化信息平台。一次设备状态的智能化监测的主要目的之一是实现一次设备状态信息的数字化采集和网络化的传输，并进行实时监测与故障分析，为变压器与断路器等一次设备的状态检修提供依据。一次设备状态的智能化监测要通过大量的一次设备状态监测主IED (智能电子设备)来实现。一次设备状态信息的数字化采集和网络化的传输，并进行实时监测与故障分析也要通过大量的一次设备状态监测主IED来实现。智能变 电站的安全防护、消防、视频监测、环境监测、高压设备温度、给排水、采暖通风等辅助设备的状态监测也必须实现智能化。通过对一次设备状态的监测和辅助设备状态的监测，最终实现监测联动。变电站状态监测系统装有大量的一次设备监测主IED，传统上是一个孤立的、参考性的状态监测系统。智能变电站状态监测系统是一个全局的、网络化的、智能化的、互动化的综合状态监测系统。目前智能变电站状态监测系统存在以下问题:第一缺乏对智能变电站的辅助设备系统状态的智能化监测。第二，缺乏对各种监测设备即插即用的支持，增加新功能扩展的建设成本。
实用新型内容本实用新型将解决上述现有技术的缺陷，提出一种智能变电站，其能实现对变电站中各种设备状态监测主IED即插即用的支持，降低新功能扩展的建设成本，同时加强对智能变电站的辅助设备状态的智能化监测。本实用新型提供的一种技术方案是:一种智能变电站，包括一个智能变电站状态监测系统，所述智能变电站状态监测系统包括:一个数据库服务器、N个一次设备状态监测主IED、M个辅助设备状态监测主IED、IED主服务器、以及第一以太网交换机和第二以太网交换机；所述第二以太网交换机的上行端口连接一个后台监测主服务器，下行端口连接所述的IED主服务器的上行端口，所述数据库服务器同时连接所述IED主服务器和所述第二以太网交换机；每个所述的一次设备状态监测主IED的上行端口均连接所述IED主服务器的一个下行端口，每个所述辅助设备状态监测主IED的上行端口均连接所述IED主服务器的一个下行端口 ；每个所述一次设备状态监测主IED的下行端口通过所述的第一以太网交换机对应连接多个一次设备状态监测子IED，每个所述的一次设备状态监测子IED对应连接有一个一次设备；每个所述辅助设备状态监测主IED的下行端口通过所述的第一以太网交换机对应连接多个辅助设备状态监测子IED。进一步的，所述一次设备状态监测主IED包括:变压器监测主IED，断路器监测主IED、电容器监测主IED、GIS监测主IED、电抗器监测主IED和避雷针监测主IED ;所述一次设备状态监测子IED包括:变压器监测子IED，断路器监测子IED、电容器监测子IED、GIS监测子IED、电抗器监测子IED和避雷针监测子IED ;所述一次设备包括变压器、断路器、电容器、GIS、电抗器和避雷针。进一步的，所述辅助设备状态监测主IED包括高压设备温度监测主IED，所述辅助设备状态监测子IED包括高压设备温度监测子IED。进一步的，每个所述一次设备状态监测子IED与对应的一次设备之间的对应连接是通过位于该一次设备上的传感器进行的。再进一步的，所述智能变电站内还设有若干对成对设置的计量IED和测控IED，每对所述的计量IED和所述测控IED的上行端口均连接所述的后台监测主服务器，每对所述的计量IED和所述测控IED的下行端口均连接一个合并单元的上行端口，每个所述的合并单元的下行端口均连接有一个电子互感器；所述智能变电站内还设有若干保护IED，所述保护IED的上行端口连接所述的后台监测主服务器，每个所述保护IED的 下行端口均与一个所述的断路器连接。采用了本实用新型的一种智能变电站，即智能变电站中设有一个智能变电站状态监测系统，该智能变电站状态监测系统的一次设备状态监测主IED和各个辅助设备状态监测主IED的下行端口均与第一以太网交换机连接，上行端口均与IED主服务器连接。其技术效果是:智能变电站中的智能变电站状态监测系统不仅能对变电站内一次设备的状态进行监测和数据采集，还能对辅助设备的状态进行监测和数据采集，从而消除传统智能变电站状态监测系统获取信息的局部性、分散性和孤立性，使得所监测的信息范围是全景、实时、全方位的，保证智能变电站状态监测系统所采集的信息的关联性、系统性和完整性。另一方面实现对各种一次设备状态监测主IED和各种辅助设备状态监测主IED即插即用的支持，降低新功能扩展的建设成本。
图1为本实用新型的一种智能变电站的结构示意图。图2是本实用新型的一种智能变电站中变电站状态监测系统的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本实用新型的发明人为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明:本实用新型的一种智能变电站，包括一个智能变电站状态监测系统200和一个后台监测主服务器100。该智能变电站状态监测系统200包括:一个数据库服务器210、N个一次设备状态监测主IED、M个辅助设备状态监测主IED、IED主服务器230、以及第一以太网交换机220和第二以太网交换机240 ；第二以太网交换机240的上行端口连接后台监测主服务器210，下行端口连接的IED主服务器230的上行端口.数据库服务器210同时连接IED主服务器230和第二以太网交换机240。各个所述的一次设备状态监测主IED的上行端口均连接IED主服务器230的一个下行端口。各个所述辅助设备状态监测主IED的上行端口均连接IED主服务器230的一个下行端口。每个所述一次设备状态监测主IED的下行端口通过第一以太网交换机220对应连接多个一次设备状态监测子IED，每个所述的一次设备状态监测子IED对应连接有一个一次设备；所述的一次设备状态监测子IED与对应的一次设备之间的连接方式为ZigBee无线网络或者光缆。每个所述辅助设备状态监测主IED的下行端口通过第一以太网交换机220对应连接多个辅助设备状态监测子IED，其中每个所述的辅助设备状态监测子IED对应地与一个辅助设备上的传感器连接，使每个所述辅助设备状态监测主IED对应一个辅助设备，所述的辅助设备状态监测子IED与对应的辅助设备上传感器之间的连接方式为ZigBee无线网络或者光缆。所述一次设备状态监测主IED包括:变压器监测主IED251，断路器监测主IED252、电容器监测主IED253、GIS(气体绝缘全封闭组合电器)监测主IED254、电抗器监测主IED255和避雷针监测主IED256 ;所述一次设备状态监测子IED包括:变压器监测子IED301，断路器监测子IED302、电 容器监测子IED303、GIS监测子IED304、电抗器监测子IED305和避雷针监测子IED306 ;所述一次设备包括变压器321、断路器322、电容器323、GIS324、电抗器325和避雷针326。变压器321、断路器322、电容器323、GIS324、电抗器325和避雷针326上都设有一个传感器。即有:变压器监测主IED251的下行端口通过第一以太网交换机220连接多个变压器监测子IED301，每个变压器监测子IED301连接对应变压器321上的传感器。断路器监测主IED252的下行端口通过第一以太网交换机220连接多个断路器监测子IED302，每个断路器监测子IED302连接对应断路器322上的传感器。电容器监测主IED253的下行端口通过第一以太网交换机220连接多个电容器监测子IED303，每个电容器监测子IED303连接对应电容器323上的传感器。GIS监测主IED254的下行端口通过第一以太网交换机220连接多个GIS监测子IED304，每个GIS监测子IED304连接对应GIS324上的传感器。电抗器监测主IED255的下行端口通过第一以太网交换机220连接多个电抗器监测子IED305，每个电抗器监测子IED305连接对应电抗器325上的传感器。避雷针监测主IED256的下行端口通过第一以太网交换机220连接多个避雷针监测子IED306，每个避雷针监测子IED306连接对应避雷针326上的传感器。所述辅助设备状态监测主IED包括高压设备温度监测主IED161，所述辅助设备状态监测子IED包括高压设备温度监测子IED311，高压设备温度监测主IED161通过第一以太网交换机220连接若干个高压设备温度监测子IED311，该若干个高压设备温度监测子IED311都对应地与分布在同一个高压设备331上的若干个传感器连接，即一个高压设备温度监测主IED161对应一个高压设备331。第二以太网交换机240和IED主服务器230的作用在于实现各个一次设备状态监测主IED和各个辅助设备状态监测主IED与后台监测主服务器100之间的通信和连接。使各个一次设备状态监测主IED和各个辅助设备状态监测主IED通过对应的一次设备状态监测子IED和对应的辅助设备状态监测主IED搜集的各个一次设备和各个辅助设备的数据及时反馈给后台监测主服务器100。包括:变压器监测主IED251，断路器监测主IED252、电容器监测主IED253、GIS监测主IED254、电抗器监测主IED255、避雷针监测主IED256、以及高压设备温度监测主IED261将其搜集的数据反馈给后台监测主服务器100。由于第一以太网交换机220和第二以太网交换机240分别提供了丰富的端口，便于所述一次设备状态监测主IED和所述辅助设备状态监测主IED在本实用新型的一种智能变电站中的即插即用。降低了新功能扩展的建设成本。同时也提升了智能变电站状态监测系统对于智能变电站中辅助设备状态监测的能力。数据库服务器210同时连接第二以太网交换机240和IED主服务器230。数据库服务器210通过第二以太网交换机240从后台监测主服务器100上下载数据更新，IED主服务器230从数据库服务210中调用数据，对智能变电站状态监测系统200内的各个一次设备状态监测主IED和各个辅助设备状态监测主IED进行参数设置和参数还原，同时对智能变电站状态监测系统内的各个一次设备状态监测主IED和各个辅助设备状态监测主IED的参数设置进行备份。本实施例中，第一以太网交换机220和第二以太网交换机240均选用MOXA公司的IEC61850-3型8 口网管型导轨式以太网交换机或者IEC61850-3型14 口 IEEE1588v2机架式以太网交换机。IED主服务器230选用 MatrikonOPC公司的IEC61850服务器。本实施例中，所有的所述一次设备状态监测主IED和所有的辅助设备状态监测主IED均选用上海景松智能科技有限公司的VB-M-P3型智能IED。本实施例中，所有的所述一次设备状态监测子IED和所有的辅助设备状态监测子IED均选用上海海兰电气有限公司的状态监测子IED。智能变电站内还设有若干成对设置的测控IED201，计量IED202与若干保护IED203,以及若干合并单元340、开关控制器350和电子互感器360。每个合并单元340的下行端口连接一个电子互感器360，每个合并单元340的上行端口连接一对成对设置的测控IED201和计量IED202的下行端口，测控IED201和计量IED202的上行端口均连接后台监测主服务器100，以使后台监测主服务器100获取各个电子互感器360的状态信息。各个保护IED203的上行端口连接后台监测主服务器100，各个保护IED203的下行端口连接开关控制器350的上行端口，每个开关控制器350的下行端口连接一个断路器252，后台监测主服务器100通过保护IED203和开关控制器350对断路器252进行操作。通过智能变电站状态监测系统200，以及测控IED201、计量IED202与保护IED203实现了向后台监测主服务器100提供多参量的综合状态监测数据，使得后台监测主服务器100可以对整个变电站的状态数据进行过滤、处理，将各项应用功能进行高度集成一体化，实现基于全景数据的统一信息系统与自动化的运行管理，诸如对变电站内的一次设备和辅助设备诊断与告警。本实施例中，IED201，计量IED202与若干保护IED203选用上海景松智能科技有限公司的VB-M-P3型智能IED。合并单元340选用南京南瑞继保电气有限公司的PCS-220/221合并单元，开关控制器350选用西门子的开关控制器。电子互感器360选用南京南瑞继保电气有限公司的PCS-9250光学电子式电流电压互感器。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型 都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
权利要求1.一种智能变电站，包括一个智能变电站状态监测系统，其特征在于: 该智能变电站状态监测系统包括:一个数据库服务器、N个一次设备状态监测主IED、M个辅助设备状态监测主IED、IED主服务器、以及第一以太网交换机和第二以太网交换机； 所述第二以太网交换机的上行端口连接一个后台监测主服务器，下行端口连接所述的IED主服务器的上行端口，所述数据库服务器同时连接所述IED主服务器和所述第二以太网交换机； 每个所述的一次设备状态监测主IED的上行端口均连接所述IED主服务器的一个下行端口，每个所述辅助设备状态监测主IED的上行端口均连接所述IED主服务器的一个下行端口 ； 每个所述一次设备状态监测主IED的下行端口通过所述的第一以太网交换机对应连接多个一次设备状态监测子IED，每个所述的一次设备状态监测子IED对应连接有一个一次设备； 每个所述辅助设备状态监测主IED的下行端口通过所述的第一以太网交换机对应连接多个辅助设备状态监测子IED。
2.根据权利要求1所述的一种智能变电站，其特征在于:所述一次设备状态监测主IED包括:变压器监测主IED，断路器监测主IED、电容器监测主IED、GIS监测主IED、电抗器监测主IED和避雷针监测主IED ;所述一次设备状态监测子IED包括:变压器监测子IED，断路器监测子IED、电容器监测子IED、GIS监测子IED、电抗器监测子IED和避雷针监测子IED ;所述一次设备包括变压器、断路器、电容器、GIS、电抗器和避雷针。
3.根据权利要求1所述的一种智能变电站，其特征在于:所述辅助设备状态监测主IED包括高压设备温度监测主IED，所述辅助设备状态监测子IED包括高压设备温度监测子IED。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种智能变电站，其特征在于:每个所述一次设备状态监测子IED与对应的一次设备之间的对应连接是通过位于该一次设备上的传感器进行的。
5.根据权利要求2所述的一种智能变电站，其特征在于:所述智能变电站内还设有若干对成对设置的计量IED和测控IED，每对所述的计量IED和所述测控IED的上行端口均连接所述的后台监测主服务器，每对所述的计量IED和所述测控IED的下行端口均连接一个合并单元的上行端口，每个所述的合并单元的下行端口均连接有一个电子互感器； 所述智能变电站内还设有若干保护IED，所述保护IED的上行端口连接所述的后台监测主服务器，每个所述保护IED的下行端口均与一个所述的断路器连接。
专利摘要本实用新型公开了输配电领域的一种智能变电站，包括一个智能变电站状态监测系统，该智能变电站状态监测系统包括一个数据库服务器、N个一次设备状态监测主IED、M个辅助设备状态监测主IED、IED主服务器、以及第一以太网交换机和第二以太网交换机；每个所述一次设备状态监测主IED的下行端口通过所述的第一以太网交换机对应连接多个一次设备状态监测子IED，各个所述的一次设备状态监测子IED对应连接有一个一次设备；每个所述辅助设备状态监测主IED的下行端口通过所述的第一以太网交换机对应连接多个辅助设备状态监测子IED。
文档编号H02J13/00GK203151226SQ20132015063
公开日2013年8月21日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者宗明, 陆昱, 王鹏, 肖晓春, 曹袖, 兰森林, 朱钦, 黄维华, 秦虹 申请人:国家电网公司, 上海市电力公司