一种一次设备开关智能模块及刀闸智能模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力一次设备智能化技术，主要面向电力系统智能变电站领域，具体涉及一种一次设备开关智能模块及刀闸智能模块。
【背景技术】
[0002]随着智能电网建设的深入开展，智能变电站技术得到了快速推广应用。智能变电站采用光纤以太网实现了间隔层设备和过程层设备间通信，但是过程层智能终端与一次设备之间仍采用电缆连接。由于现场开关、刀闸等一次设备和二次设备(智能终端)之间采用电缆接线，尚未实现真正的一次设备智能化，不能满足新一代智能变电站建设的要求。
[0003]智能变电站的就地汇控柜中，一次设备和智能终端之间仍有大量电缆接线，不仅现场安装、调试复杂，而且存在严重的安全隐患。
【发明内容】
[0004]本发明提出了一种一次设备开关智能模块及刀闸智能模块，旨在解决目前智能变电站开关、刀闸等一次设备与二次设备之间大量的电缆接线而导致安装、调试复杂的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明的一次设备开关智能模块包括微控制器，所述微控制器连接有光通信元件、无线通信元件、开关量采集控制元件和开关设备在线监测单元，所述微控制器用于实现开关设备数据的在线处理，所述光通信元件用于与智能终端进行光纤通信，所述无线通信元件用于与刀闸设备进行无线通信，所述开关量采集控制元件用于实现开关设备的开关状态和控制，所述开关设备在线监测元件用于实现开关设备状态的监测。
[0006]所述一次设备开关智能模块还包括用于对一次设备开关智能模块供电的电源模块。
[0007]所述一次设备开关智能模块还包括用于为微控制器提供晶振信号的时钟元件。
[0008]所述一次设备开关智能模块还包括用于微控制器复位的复位元件。
[0009]本发明的一次设备刀闸智能模块包括微处理器元件，所述微处理器元件连接有无线通信元件、开关量采集控制元件和刀闸设备在线检测单元，所述微控制器元件用于实现刀闸设备数据的在线处理，所述无线通信元件用于与开关智能模块进行无线通信，所述开关量采集控制元件用于实现刀闸设备的开关状态和控制，所述刀闸设备在线监测元件用于实现刀闸设备状态的监测。
[0010]所述一次设备刀闸智能模块还包括用于为微控制器元件提供晶振信号的时钟元件。
[0011]所述一次设备刀闸智能模块还包括用于微控制器元件复位的复位元件。
[0012]所述一次设备刀闸智能模块还包括用于对一次设备刀闸智能模块供电的电源模块。
[0013]本发明的一次设备开关智能模块具有与智能终端光纤通信的光通信元件，具有与一次设备无线通信的无线通信元件，从而能够利用无线通信获取刀闸设备信息，通过光纤上传到二次设备，避免了一次设备与二次设备之间复杂的接线问题，节约建设和运维成本。本发明的开关智能模块具有开关设备在线监测单元，能够实时监测开关设备状态，并控制开关设备进行相应操作，从而实现了真正的一次设备智能化，降低了二次设备智能终端的复杂度，对智能变电站的发展起到关键的支撑作用，在智能变电站中快速得到推广应用。
[0014]本发明的一次设备刀闸智能模块具有无线通信元件，能够与相应的开关智能模块进行无线通信，将刀闸设备的信息传送至开关智能模块，由开关智能模块进一步传送至二次设备，如此，避免了刀闸一次设备与二次设备之间的电缆接线问题，节约了成本，并减少了现场接线和调试的工作量。本发明的刀闸智能模块还具有刀闸设备在线监测元件，能够实现对刀闸设备的在线监测和控制，从而减轻了二次设备的复杂度。
【附图说明】
[0015]图1为一次设备与智能终端无线通信实现架构图；
[0016]图2为开关智能模块与刀闸智能模块之间的无线通信交互实施方式示意图；
[0017]图3为开关智能模块内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明:
[0019]—次设备开关智能模块实施例
[0020]在一次设备开关处配置开关智能模块，开关智能模块的内部结构如图2所示，包括控制器、开关量采集控制元件、开关设备在线监测元件、无线通信元件和光通信元件，其中，开关量采集控制元件、开关设备在线监测元件、无线通信元件和光通信元件分别于控制器元件连接。
[0021]微控制器是智能模块的核心，实现开关设备在线监测数据的处理、开关状态的采集和控制、无线通讯等功能，开关智能模块的微控制器元件另外具有与智能终端通讯、子网控制的功能；射频元件和天线元件作为无线通信元件实现智能模块的无线通讯功能；开关量米集控制兀件实现开关设备的开关状态和控制，同时具有防跳回路等功能；开关设备在线监测元件实现开关设备状态的监测，包括气体含量、温度、操作电流、操作次数等信息。
[0022]开关智能模块还包括电源元件、时钟元件和复位元件。其中，电源元件用于为开关智能模块供电，时钟元件为微控制器元件提供晶振信号，复位元件负责微控制器的复位功會K。
[0023]—次设备刀闸智能模块实施例
[0024]在一次设备刀闸处配置刀闸智能模块，刀闸智能模块与开关智能模块的内部结构基本相同，包括控制器元件、开关量采集控制元件、刀闸设备在线监测元件、无线通信元件，其中，开关量采集控制元件、刀闸设备在线监测元件和无线通信元件分别于控制器元件连接。
[0025]微控制器元件是刀闸智能模块的核心，实现刀闸设备在线监测数据的处理、刀闸状态的采集和控制、无线通讯等功能，开关智能模块的微控制器元件另外具有与智能终端通讯、子网控制的功能；射频元件和天线元件作为无线通信元件实现智能模块的无线通讯功能；开关量米集控制兀件实现刀丨?]设备的开关状态和控制，同时具有防跳回路等功能；刀闸设备在线监测元件实现刀闸设备状态的监测，包括气体含量、温度、操作电流、操作次数等信息。
[0026]刀闸智能模块还包括电源元件、时钟元件和复位元件。其中，电源元件用于为刀闸智能模块供电，时钟元件为微控制器元件提供晶振信号，复位元件负责微控制器的复位功會K。
[0027]如图1所示，本实施例中的刀闸智能模块与一次设备的操作及控制回路之间采用电缆内部连接，操作箱及防跳回路等功能均可在开关智能模块上实现，实现对一次设备的监测和控制，并与一次设备一体化配置，实现一次设备的智能化，降低二次设备(智能终端)的复杂度。开关智能模块与二次装置智能终端之间通过光纤连接，保障开关监测及控制的可靠性，开关智能模块与刀闸智能模块之间通过无线组网连接，并同时实现联锁控制的功能；每个间隔的监测控制信息由智能终端进行汇总与分配，并于上层的保护测控设备进行通?目。
[0028]二次设备与一次设备之间通过开关智能模块采用无线技术实现通信交互，如图2所示，每个开关智能模块可与多个刀闸智能模块进行组网通讯，开关智能模块实现就地一体化安装配置，开关智能模块上还配有子网控制单元，其作为原始父节点，刀闸智能模块作为子节点，形成树形拓扑结构。开关智能模块直接完成对开关设备的监测和控制，其内部的子网控制单元负责对子网内设备的综合管理以及子网内设备与外部控制中心的数据交换，刀闸智能模块接收无线信号，完成对刀闸设备的控制和状态的监视，在通讯范围较大的情况下可增加信号中继单元，对信号范围进行中继。
【主权项】
1.一种一次设备开关智能模块，其特征在于，所述一次设备开关智能模块包括微控制器，所述微控制器连接有光通信元件、无线通信元件、开关量采集控制元件和开关设备在线监测单元，所述微控制器用于实现开关设备数据的在线处理，所述光通信元件用于与智能终端进行光纤通信，所述无线通信元件用于与刀闸设备进行无线通信，所述开关量采集控制元件用于实现开关设备的开关状态和控制，所述开关设备在线监测元件用于实现开关设备状态的监测。2.根据权利要求1所述一种一次设备开关智能模块，其特征在于，所述一次设备开关智能模块还包括用于对一次设备开关智能模块供电的电源模块。3.根据权利要求1所述一种一次设备开关智能模块，其特征在于，所述一次设备开关智能模块还包括用于为微控制器提供晶振信号的时钟元件。4.根据权利要求1所述一种一次设备开关智能模块，其特征在于，所述一次设备开关智能模块还包括用于微控制器复位的复位元件。5.一种用于与权利要求1所述开关智能模块配合使用的一次设备刀闸智能模块，其特征在于，所述一次设备刀闸智能模块包括微处理器元件，所述微处理器元件连接有无线通信元件、开关量采集控制元件和刀闸设备在线检测单元，所述微控制器元件用于实现刀闸设备数据的在线处理，所述无线通信元件用于与开关智能模块进行无线通信，所述开关量采集控制元件用于实现刀闸设备的开关状态和控制，所述刀闸设备在线监测元件用于实现刀闸设备状态的监测。6.根据权利要求5所述一种一次设备刀闸智能模块，其特征在于，所述一次设备刀闸智能模块还包括用于为微控制器元件提供晶振信号的时钟元件。7.根据权利要求5所述一种一次设备刀闸智能模块，其特征在于，所述一次设备刀闸智能模块还包括用于微控制器元件复位的复位元件。8.根据权利要求5所述一种一次设备刀闸智能模块，其特征在于，所述一次设备刀闸智能模块还包括用于对一次设备刀闸智能模块供电的电源模块。
【专利摘要】本发明涉及一种一次设备开关智能模块及刀闸智能模块，该一次设备开关智能模块包括微控制器，所述微控制器连接有光通信元件、无线通信元件、开关量采集控制元件和开关设备在线监测单元。该刀闸智能模块包括微处理器元件，微处理器元件连接有无线通信元件、开关量采集控制元件和刀闸设备在线检测单元。本发明的一次设备智能模块和刀闸智能模块分别具有无线通信元件，二者之间组网连接，开关智能模块获取刀闸智能模块的刀闸信息，然后将一次设备信息，通过光纤上送至二次设备中，避免了一次设备与二次设备之间复杂的接线问题，节约建设和运维成本。
【IPC分类】H02J13/00
【公开号】CN105048637
【申请号】CN201510556489
【发明人】马晓伟, 王庆平, 薄志谦, 赵颖科, 王林, 樊占峰, 刘星, 吴双惠
【申请人】许继集团有限公司, 国家电网公司, 许昌许继软件技术有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年9月2日