一种合并单元和智能终端的状态监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统控制领域，具体涉及一种合并单元和智能终端的状态监测系统。
【背景技术】
[0002]智能变电站合并单元和智能终端属过程层设备，通常安装在户外智能控制柜中，存在如下情况:
1)和变电站主控室和保护小室相比，户外智能控制柜中的运行环境比较恶劣，有必要让运行人员实时掌握合并单元和智能终端的运行工况；
2)由于户外运行环境的限制，合并单元和智能终端不宜配置液晶显示界面，运行人员不能直观地查看监测信息；
3)智能终端运行信息通常通过IEC61850-8-1中定义的GOOSE通信服务上送，目前智能变电站中一般通过GOOSE通信服务传输浮点、整型和布尔型数据，接收设备能够的显示告警信息不直观；
4)智能变电站智能终端可以通过组网和点对点直跳的方式接收间隔层多个设备的控制命令来控制断路器，断路器的跳合闸控制过程不清楚。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种合并单元和智能终端的状态监测系统，以对合并单元和智能终端进行状态监测目的。为此，本发明采取以下技术方案。
[0004]一种合并单元和智能终端的状态监测系统，其特征在于:包括设主控CPU的主控板、设于主控板上的光以太网收发器、温度测量芯片和测量装置内部电压的AD转换器，所述的光以太网收发器内部设有监视诊断电路，其外部设有IIC接口，光以太网收发器、温度测量芯片、AD转换器共用IIC接口，主控CPU通过IIC接口的多路切换开关分时采集设备温度、内部电压和光以太网口信息实现对装置温度、内部工作电压、光以太网口运行工况的监测；主控CPU设有用于将故障板卡以可视化字符串的方式通过GOOSE发布的故障板卡监测模块和用于筛选同类监测信息的控制命令监测模块，故障板卡监测模块采用装置地址映射表和定长字符串的方式通过GOOSE通信发布装置内部板卡故障告警；控制命令监测模块使用控制命令信息来源和控制命令结合的方式反馈智能终端收到的命令。本技术方案通过IIC多路切换开关及SFP光模块实现对装置温度、内部工作电压、光以太网口运行工况的监测，采用字符串发送实现对装置软件版本和配置版本的监测，采用装置地址映射表和定长字符串的方法通过GOOSE通信发布装置内部板卡故障告警，使用控制命令信息来源和控制命令结合的方法反馈智能终端收到的命令。
[0005]作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型还包括以下附加技术特征。
[0006]所述的主控CPU还设有用于监测装置软件版本和配置版本的版本监测模块，版本监测模块从配置文件中读取模型的CRC值，在GOOSE初始化发送框架中，将此CRC值写入框架的固定位置；主控CPU采用字符串的方式将虚端子CRC和软件版本通过GOOSE发布。
[0007]所述的光以太网收发器为可热插拔的SFP光以太网收发器。
[0008]主控CPU还设有光以太网口功率判断模块，光以太网口功率判断模块对光以太网口功率的上下限设置门槛，当光以太网口功率的值初次超过门槛值或者初次进入门槛内时，及时刷新GOOSE将光功率发送出去以保证在链路可靠和不可靠的情况下，均能将光功率传输出去。
[0009]主控CPU还设有电压判断模块，电压判断模块设立电压变化值的门槛值，当采集的电压变化值超过门槛值，在GOOSE数据集的变化后按照发送时间发送。
[0010]控制命令监测模块设有组网口和12个直跳控制口，通过组网方式订阅来自12个来源的控制命令，每个直跳口可以订阅I个来源的控制命令；每个来源的控制命令包括:保护跳A命令、保护跳B命令、保护跳C命令、永跳命令、二跳命令、重合命令、遥跳命令、遥合命令。
[0011]故障板卡监测模块建立通信地址和能够描述板卡信息的字符串的映射表，用于故障板卡通过可视化的字符串通过GOOSE发布；在初始化时每个板卡对应的故障信息以固定长度的可见字符串填写到GOOSE框架中，运行中无故障时GOOSE报文对应的位置发送“N ULL”，不足的字符以空格补齐，如果出现了板卡故障，将对应的板卡故障信息填写到GOOSE报文中发送。
[0012]有益效果:本发明公开了一种合并单元和智能终端的状态监测系统，实现了对设备的温度、内部工作电压、光功率、光通信口温度、软件版本号、故障板卡、控制命令的监测。具有在线监测功能，使运行人员实时掌握合并单元和智能终端的运行工况；通过网络的方式上送装置所监测的运行工况信息，使运行人员能直观地查看监测信息；
通过字符串类型传输故障板卡等告警信息，使接收设备能够直观的显示告警信息；由智能终端提供跳合闸控制命令的来源，准确了解断路器的跳合闸控制过程。
[0013]【附图说明】:
图1本发明结构原理图。
【具体实施方式】
[0014]下面根据说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。
[0015]本系统包括设主控CPU的主控板、设于主控板上的光以太网收发器、温度测量芯片和测量装置内部电压的AD转换器，所述的光以太网收发器内部设有监视诊断电路，其外部设有IIC接口，光以太网收发器、温度测量芯片、AD转换器共用IIC接口，主控CPU通过IIC接口的多路切换开关分时采集设备温度、内部电压和光以太网口信息实现对装置温度、内部工作电压、光以太网口运行工况的监测；主控CPU设有用于将故障板卡以可视化字符串的方式通过GOOSE发布的故障板卡监测模块和用于筛选同类监测信息的控制命令监测模块，故障板卡监测模块采用装置地址映射表和定长字符串的方式通过GOOSE通信发布装置内部板卡故障告警；控制命令监测模块使用控制命令信息来源和控制命令结合的方式反馈智能终端收到的命令。其中光以太网收发器为可热插拔的SFP光以太网收发器。控制命令监测模块设有组网口和12个直跳控制口，通过组网方式订阅来自12个来源的控制命令，每个直跳口可以订阅I个来源的控制命令；每个来源的控制命令包括:保护跳A命令、保护跳B命令、保护跳C命令、永跳命令、二跳命令、重合命令、遥跳命令、遥合命令。故障板卡监测模块建立通信地址和能够描述板卡信息的字符串的映射表，用于故障板卡通过可视化的字符串通过GOOSE发布；在初始化时每个板卡对应的故障信息以固定长度的可见字符串填写到GOOSE框架中，运行中无故障时GOOSE报文对应的位置发送“N ULL”，不足的字符以空格补齐，如果出现了板卡故障，将对应的板卡故障信息填写到GOOSE报文中发送。
[0016]为实现监测装置软件版本和配置版本的监测，所述的主控CPU还设有用于监测装置软件版本和配置版本的版本监测模块，版本监测模块从配置文件中读取模型的CRC值，在GOOSE初始化发送框架中，将此CRC值写入框架的固定位置；主控CPU采用字符串的方式将虚端子CRC和软件版本通过GOOSE发布。
[0017]为保证在链路可靠和不可靠的情况下，均能将光功率传输出去，主控CPU还设有光以太网口功率判断模块，光以太网口功率判断模块对光以太网口功率的上下限设置门槛，当光以太网口功率的值初次超过门槛值或者初次进入门槛内时，及时刷新GOOSE将光功率发送出去。
[0018]为提高准确性，避免误报，主控CPU还设有电压判断模块，电压判断模块设立电压变化值的门槛值，当采集的电压变化值超过门槛值，在GOOSE数据集的变化后按照发送时间发送。
[0019]本发明实现了对设备的温度、内部工作电压、光功率、光通信口温度、软件版本号、故障板卡、控制命令的监测。具体工作过程如下:
1、设备温度、内部工作电压和光以太网信息监测实现方法
根据图1所述合并单元智能终端的主控CPU板上采用小型的可热插拔的SFP光以太网收发器，SFP收发器采用了先进的精密光学及电路集成工艺，内部配置数字监视诊断电路，对外提供标准的IIC接口，通过IIC传输光以太网口的发射及接收功率、温度。主控CPU板上还集成IIC接口的温度测量芯片和测量装置内部电压AD转换器，由于监测信息实时性要求不高，主控CPU通过IIC多路切换开关分时采集设备温度、内部电压和光以太网口信息，采用IIC多路切换开关在满足监测功能和性能的前提下可以减少主控CPU资源开销。
[0020]光以太网口功率为合并单元智能终端运行特征，在运行过程中，需要满足一定的光功率范围，才能保证链路正常工作，因此将光功率的上下限设置门槛，初次超过门槛值或者初次进入门槛内，及时刷新GOOSE将光功率发送出去。这样，保证了在链路可靠和不可靠的情况下，均可将光功率传输出去。
[0021]内部电压为合并单元智能终端的运行特征，在装置运行过程中可能会有微小的波动，根据GOOSE时间发送机制，在GOOSE数据集的变化后必须立即按照发送时间发送，因此为了确保装置的电压上报性能和GOOSE的上送负荷量，需要给各个电压的