本实用新型涉及电力电网技术领域，尤其涉及一种集成化安全自动装置。
背景技术：
随着经济与社会的发展，电网安全稳定运行及用户供电可靠性要求越来越高，因此安全自动装置在变电站中的应用也越来越广。特别是在大型城市电网中，由于短路电流超标，220kV电网必须进行分区运行，按照传统的模式进行安全自动装置配置，同一个220kV变电站至少配置一套稳控装置与一套220kV备自投装置。而同一个站内稳控装置与220kV备自投装置在硬件及外部二次回路上存在很多相同需求，因此在装置硬件、电缆、施工、运维等成本中，出现了不必要的重复投资。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种集成化安全自动装置，将集成稳控与备自投功能合二为一，优化利用变电站内二次回路资源解决电网生产和运维工作中设备的重复投入的问题，从而降低设备投资成本、减少运维工作量，进而提高电网精益化管理水平。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种集成化安全自动装置，其可包括：
1台主机、至少1台从机；
所述主机由基于数字信号处理技术的主机DSP插件、主机COM插件及电源插件组成，所述主机为所述集成化安全自动装置实现稳控功能及备自投功能进行后台逻辑运算和指令输出；
所述主机DSP插件及主机COM插件分别与主机内的后端总线连接；
所述从机由基于数字信号处理技术的从机DSP插件、交流插件、开入插件及开出插件组成，所述从机负责信息采集和执行所述主机输出的指令；
所述从机DSP插件、交流插件、开入插件及开出插件分别与从机内的后端总线连接；
所述从机的所述从机DSP插件通过光纤与所述主机相连并互传信号和指令。
在可选的实施例中，所述主机和所述从机内部的所述后端总线均采用高速串行通信HTM总线。
在可选的实施例中，所述开入插件采集开关位置的接点信号并通过所述从机内的所述后端总线传输到所述从机DSP插件。
在可选的实施例中，所述从机内的所述交流插件由电压互感器和模数转换芯片构成，所述交流插件负责采集电流信号、电压信号并将模拟信号转为数字信号，并将转换后的数字信号通过所述从机内的所述后端总线传输给所述从机DSP插件。
在可选的实施例中，每个所述从机内至少设置3个所述交流插件。
在可选的实施例中，所述电压互感器选用YH58型号。
在可选的实施例中，所述从机DSP插件包括从机第一DSP插件和从机第二DSP插件，其中所述从机第一DSP插件内含从机第一运算放大器现场可编程门阵列FPGA芯片、从机第一光纤收发器、从机第一数字信号处理DSP芯片和从机第一数据线端子；所述从机第二DSP插件内含从机第二运算放大器现场可编程门阵列FPGA芯片、从机第二数字信号处理DSP芯片和从机第二数据线端子。
在可选的实施例中，所述从机第二DSP插件将传输进来的所有信号进行解码及运算并将结果传送给所述第一DSP插件。
在可选的实施例中，所述从机第一DSP插件将传输进来的所有信号进行解码及运算，并对比所述从机第二DSP插件传送的运算结果，确保结果一致时通过所述从机第一光纤收发器外接的光纤上传到所述主机并接收主机下发的控制指令；若运算结果不一致则报警并闭锁装置。
在可选的实施例中，所述主机DSP插件内含主机现场可编程门阵列FPGA芯片以及主机数字信号处理DSP芯片，所述从机上传的各类信号通过所述主机内的所述HTM总线上传到所述主机现场可编程门阵列FPGA芯片，通过所述主机现场可编程门阵列FPGA芯片解码后再传入到所述主机数字信号处理DSP芯片进行逻辑处理。
在可选的实施例中，所述主机COM插件按照功能分为信号收集COM插件、站间互通COM插件以及后台COM插件;其中，所述信号收集COM插件上的光纤收发器通过光纤与所述从机第一DSP插件相连；所述站间互通COM插件可连接外部通信网路，与上级稳控子站进行信息互传；所述后台COM插件可外接监控系统、打印机以及对时系统。
在可选的实施例中，至少设置3个所述信号收集COM插件。
在可选的实施例中，所述从机的所述开出插件输出所述主机下发的跳闸和合闸指令。
在可选的实施例中，所述主机以及所述从机均设I/O插件分别与其内部的后端总线相连。
在可选的实施例中，所述主机以及所述从机均设电源插件可外接电源为其提供工作用电。
在可选的实施例中，所述集成化安全自动装置对220kV线路、220kV主变、负荷线路上的电压和电流模拟量进行采集，以及对220kV线路开关位置的信息进行采集，并输出和执行控制策略。
本实用新型实施例的有益效果在于：
本实用新型的集成化安全自动装置，适用于绝大多数220kV变电站，支持任意母线接线方式和运行方式；可接入4台以上的主变，8回以上的220kV线路，以及16回以上的110kV负荷线路。解决了220kV站内部分间隔CT绕组、开关位置接点等二次回路资源不足的问题，降低了装置、二次电缆投资成本，减少了施工及运维工作量。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型一种集成化安全自动装置的一个实施例的构造图。
图2是使用本实用新型集成化安全自动装置的一个实施例中主机DSP的工作原理图。
图3是使用本实用新型集成化安全自动装置的一个实施例中从机DSP的工作原理图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本实用新型可以用以实施的特定实施例。
本实用新型实施例提供一种集成化安全自动装置，如图1所示，其可包括：
1台主机1、至少1台从机2；作为举例，本实施例中配置有5台从机2，每一台从机2的结构和功能均一样。该5台从机2均通过光纤单独与该主机1相连。当然，在其他可选的实施例中，可根据实际工作的需求相应的增减从机2的数量，其与主机1的连接方式维持不变。
该集成化安全自动装置中的从机2主要功能为采集电力线路上的电压和电流模拟量以及开关位置信息并将其解码转换后上传给主机1，作为举例，本实施例将该集成化安全自动装置用在220KV的线路上，主要采集220KV线路、220KV主变以及负荷线路上的电压和电流模拟量，同时还采集220KV线路开关位置信息。该从机2包括多个交流插件22、第一块基于数字信号处理技术的DSP插件23（图示简写为DSP1插件）、第二块基于数字信号处理技术的DSP插件24（图示简写为DSP2插件）、开入插件25、开出插件26以及与它们相连的后端总线27（图示简写为HTM总线），另外在从机2内部还设有电源插件21。
其中，开入插件25可采集220KV线路开关位置信息并传入到HTM总线27。其中，交流插件22由电压互感器和模数转换芯片(即AD芯片)构成，可采集
220KV线路的电压信号和电流信号并将此电压和电流的模拟信号转换为数字信号传输给HTM总线27。作为举例，本实施例中，每个从机2的内部设置有3个交流插件22，每个交流插件均选用YH58型电压互感器；当然在其他可选实施例中，交流插件22的数量越多可外接的信号源就越多，所以该交流插件22的数量可根据实际需求任意配置。
其中，如图3的从机DSP工作原理图所示，DSP1插件23内含从机第一运算放大器现场可编程门阵列FPGA芯片231（图示简写为FPGA1芯片）、从机第一光纤收发器232、从机第一数字信号处理DSP芯片233（图示简写为DSP1芯片）和从机第一数据线端子（未标注）；DSP2插件24内含从机第二运算放大器现场可编程门阵列FPGA芯片241（图示简写为FPGA2芯片）、从机第二数字信号处理DSP芯片242（图示简写为DSP2芯片）和从机第二数据线端子（未标注）。DSP1插件23和DSP2插件24均同时接收通过HTM总线27传入的开入插件25采集的开关位置信息和交流插件22采集的电压、电流数字信号，并分别通过FPGA1芯片231和FPGA2芯片241解码后传输给DSP1芯片233和DSP2芯片242进行逻辑运算。当DSP1插件23和DSP2插件24运算出的结果一致时，DSP1插件23就将结果经由从机第一光纤收发器232和光纤发送给主机1；当运算出的结果不一致时，DSP1就会报警采集异常。另外，DSP1插件还可以通过光纤与主机1交换信息和接收主机1下发的指令；DSP2插件还负责控制从机2的开出插件26上的出口继电器的正电源。
该主机1包括主机DSP插件及主机COM插件分别与后端总线连接。作为举例，本实施例中，主机COM插件共设5块，其中，三块为信号收集COM插件12、一块为站间互通COM插件13以及一块为后台COM插件14。五块信号收集COM插件12上的光纤收发器通过光纤分别连接五台从机2的DSP1插件23，当然信号收集COM插件12的数量决定对接的从机2的个数，在其他可选的实施例中，可根据需接入从机2的数量合理设置信号收集COM插件12的数量。信号收集COM插件12将从机2上传的电压、电流数字信号和线路开关位置信息传入后端总线，本实施例中，主机1的后端总线仍采用HTM总线，标记为17。
电压、电流数字信号和线路开关位置信息经由HTM总线17传入到主机DSP插件11，如图2的主机DSP工作原理图所示，经过主机DSP插件11中的主机现场可编程门阵列FPGA芯片111（图示为FPGA芯片）解码后再传给主机数字信号处理DSP芯片112（图示为DSP芯片）进行逻辑处理，从而实现稳控与被自投功能。作为举例，本实施例中主机数字信号处理DSP芯片112选用ADSP-BF548型号，当然在其他可选的实施例中，可选择其他型号。主机1输出的指令通过光纤下发到各从机2中，通过HTM总线27传输给开出插件26来执行跳闸和合闸动作。
另外，在该主机1内还设有站间互通COM插件13可连接外部通信网路，与上级稳控子站进行信息互传；还设有后台COM插件14可外接监控系统、打印机以及对时系统；还设有电源插件15为主机1提供工作用电。
通过上述说明可知，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的集成化安全自动装置，适用于绝大多数220kV变电站，支持任意母线接线方式和运行方式；可接入4台以上的主变，8回以上的220kV线路，以及16回以上的110kV负荷线路。解决了220kV站内部分间隔CT绕组、开关位置接点等二次回路资源不足的问题，降低了装置、二次电缆投资成本，减少了施工及运维工作量。
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。