專利名稱:一種模塊化智能開關控制器的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及電力系統領域,特別涉及一種主要實現斷路器和刀閘的控制與部分監測功能的模塊化智能開關控制器。
背景技術:
隨著變電站通信網絡和IEC61850標準的推廣使用,電子式互感器、數字化繼電保護和測控裝置、智能斷路器等數字化設備的逐步實用化,過程層和間隔層之間大量的電纜連接將被以太網的光纖通信代替,變電站自動化技術即將進入智能化新階段。而智能終端是適應基于IEC61850數字化變電站中實現斷路器智能化的關鍵部分,智能終端具有控制、 監測、防跳、裝置自檢等功能并有10/100M自適應光纖以太網,支持IEC61850協議。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種模塊化智能開關控制器,即智能終端;為開關設備提供數字接口,實現開關的智能化控制。為了實現上述目的,本實用新型采用如下技術方案一種模塊化智能開關控制器,包括底板和燈板模塊;所述底板上設有若干插槽,所述燈板模塊連接所述底板;所述若干插槽中插裝有電源模塊和管理板模塊。所述若干插槽中還插裝有開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、操作板模塊和GOOSE模塊。電源模塊電性連接管理板模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、操作板模塊、 GOOSE模塊、底板和燈板模塊。管理板模塊上設有2個100M光以太網接口和I個10/100M電以太網接口 ;管理板模塊通過2個100M光以太網接口和I個10/100M電以太網接口連接間隔層保護裝置和測
控裝置。操作板模塊與斷路器的分閘線圈和合閘線圈相連構成操作回路。GOOSE模塊上設有3個100M光以太網接口,GOOSE模塊通過該3個100M光以太網接口連接GOOSE跳閘裝置。燈板模塊通過底板上的CAN總線連接管理板模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊和GOOSE模塊;燈板模塊上設有若干狀態指示燈。底板上設有8個開關量輸入模塊、8個開關量輸出模塊和7個GOOSE模塊。相對于現有技術,本實用新型具有以下優點本實用新型可適應智能化變電站對開關的智能化要求,將傳統的一次開關設備接入智能變電站,并對其進行開關狀態的監測和分合閘控制,解決了智能化變電站用通信手段傳遞控制信息對一次設備不具備智能化接口的缺陷;采用模塊化設計的思想,易于擴展,靈活配置,板卡更容易維護和更換,且允許帶電插拔,任何一個模塊故障或檢修時,不影響其它模塊的正常工作。
[0013]圖I是本實用新型一種模塊化智能開關控制器的框圖。
具體實施方式
下面結合圖I給出本實用新型具體實施方式
,詳細說明本實用新型的技術方案。請參閱圖I所示,本實用新型一種模塊化智能開關控制器包括電源模塊,管理板模塊,開關量輸入模塊,開關量輸出模塊,操作板模塊,GOOSE模塊,底板和燈板模塊;底板上設有多個插槽,電源模塊、管理板模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、操作板模塊和 GOOSE模塊插設置于底板的插槽中;燈板模塊連接底板。電源模塊,支持規格DC220V/110V直流或AC220V交流接入,輸出電源規格主要有土 15V,24V, 5V,為整個智能終端裝置其它各個硬件模塊供電,供電形式主要靠各個硬件模塊與底板來實現。Master管理板模塊,采用了處理速度快、功能強大的系列32位CPU,其硬件主要配置為大容量的RAM及FLASH ;2個100M光以太網(SC接口,波長1300nm的多模光纖),I個 10/100M電以太網(RJ45接口),其中光以太網為運行接口,電以太網為測試/顯示接口,采用IEC61850的GOOSE服務和間隔層保護、測控裝置通信。DI開關量輸入模塊,提供16路(可擴展)開入,規格為DC220V/110V;可接入開關量輸入(單位置或雙位置遙信),B⑶碼或二進制輸入等。每個模塊板上開入數量均為16 路,各分為四組,各組數量均為4,每組有一個公共端,各組功能可通過配置表靈活配置,輸入模塊板卡可以根據需要擴展多個,最多可以擴展為8個。DO開關量輸出模塊,提供14路硬開出接點,執行斷路器的分合閘命令;裝置的大部分接點不作具體應用定義,輸出量點數可根據需要靈活配置。操作板模塊,用于執行斷路器分合閘命令,配合DO板的開出節點,操作板模塊的相應出口與斷路器的分、合閘線圈相連構成操作回路,同時提供防跳回路出口,操作箱模塊還提供操作回路相關的開入采集及壓力監視。GOOSE模塊,同樣采用了處理速度快、功能強大的32位CPU。其硬件主要配置為大容量的RAM及FLASH ;外部接口為3個100M光以太網(ST接口,波長1300nm的多模光纖), 采用IEC61850的GOOSE服務,用于點對點的GOOSE跳閘連接。燈板模塊,主要是用不同顏色的二極管燈指示系統運行狀態,GOOSE報文斷線報警,檢修狀態,分合閘操作狀態,通過底板CAN總線與DI板,DO板,GOOSE板,Master板進行通訊。底板上設有8個開關量輸入模塊插槽、8個開關量輸出模塊插槽、8個操作板模塊插槽和7個GOOSE模塊插槽。可以根據需要擴展上述多個模塊,DI開關量輸入模塊最多擴展為8個,DO開關量輸出模塊最多擴展為8個,操作板模塊最多擴展為8個,GOOSE模塊最多擴展為7個。如圖I所示,智能終端與間隔層保護測控裝置之間通過面向通用對象的變電站事件(GOOSE)實時傳送信號量。間隔層保護裝置的跳閘命令以及測控裝置的跳合閘命令,按不同的GOOSE優先級傳送到智能終端,智能終端與一次設備之間采用硬接線連接,由智能終端通過硬接線輸出到一次設備,達到取消屏間硬連接線的要求。如圖I所示,智能終端主要完成開關量輸入與輸出,GOOSE報文的開入與開出,上位機配置,B碼對時等功能。Master板與GOOSE板的光纖均接到測控保護裝置中,Mater板的RS485差分接口接收B碼對時信息。Master板的RJ45接口可連接PC機使用開發的配置界面配置部分信息。DI板接收開關的輔助接點信息,將接收的信息傳到master與GOOSE 板,通過GOOSE報文匯報給測控保護裝置。測控保護裝置向master板或者GOOSE板發送命令,若是控制隔離開關接地開關動作,DO板繼電器可直接控制,若控制斷路器動作,必須經過操作板。如圖I所示,智能終端具有開關量(DI)采集功能,開關量輸入采用強電方式采集; 智能終端具有開關量(DO)輸出功能,具有斷路器控制功能,可根據需要選擇分相控制或三相控制等不同模式;智能終端具有信息轉換和通信功能,支持以GOOSE方式上傳一次設備的狀態信息,同時接收來自保護測控等二次設備的GOOSE下行控制命令,實現對一次設備的實時控制功能;智能終端具備GOOSE命令記錄功能,記錄收到GOOSE命令時刻、GOOSE命令來源及出口動作時刻等內容,并能提供便捷的查看方法;智能終端帶有I個本地通信接口 RJ45 (調試口)、2個獨立的GOOSE接口,信規約遵循DL/T860 (IEC61850)標準;智能終端 GOOSE的單雙網模式可靈活設置,統一采用ST型接口 ;智能終端有完善的閉鎖告警功能,包括通信異常、GOOSE斷鏈、裝置內部異常等信號;其中裝置異常及直流消失信號在裝置面板上直接有LED指示燈;智能終端具有自診斷功能,并能輸出裝置本身的自檢信息,自檢項目可包括出口繼電器線圈自檢、開入光耦自檢、控制回路斷線自檢等。裝置采用4U機箱插接板卡的形式組裝,各板卡采用模塊化設計,除核心控制板必需有外,其他擴展模塊可根據工程需要進行靈活配置,任何模塊損壞不影響其他模塊,可方便進行插拔式更換,在器件選擇上,采用高可靠性實時內核和主流工業級處理器芯片,貼片式自然散熱,無需外加散熱裝置,各硬件模塊采用CAN總線通訊,能有效的抵抗復雜電磁環境的干擾。在軟件上采用高可靠性的可剝奪內核的硬實時嵌入式操作系統,采用實時性操作系統保證了對時間要求苛刻的事件都得到盡可能快捷有效的處理,同時通過合理的安排和調度,使各個分支程序得到了有效可靠運行,保證了整個系統的安全穩定運行。
權利要求1.一種模塊化智能開關控制器,其特征在于包括底板和燈板模塊;所述底板上設有若干插槽,所述燈板模塊連接所述底板;所述若干插槽中插裝有電源模塊和管理板模塊。
2.根據權利要求I所述的一種模塊化智能開關控制器,其特征在于所述若干插槽中還插裝有開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、操作板模塊和GOOSE模塊。
3.根據權利要求2所述的一種模塊化智能開關控制器,其特征在于電源模塊電性連接管理板模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、操作板模塊、GOOSE模塊、底板和燈板模塊。
4.根據權利要求I所述的一種模塊化智能開關控制器,其特征在于管理板模塊上設有2個100M光以太網接口和I個10/100M電以太網接口 ;管理板模塊通過2個100M光以太網接口和I個10/100M電以太網接口連接間隔層保護裝置和測控裝置。
5.根據權利要求2所述的一種模塊化智能開關控制器,其特征在于操作板模塊與斷路器的分閘線圈和合閘線圈相連構成操作回路。
6.根據權利要求2所述的一種模塊化智能開關控制器,其特征在于G00SE模塊上設有3個100M光以太網接口,GOOSE模塊通過該3個100M光以太網接口連接GOOSE跳閘裝置。
7.根據權利要求2所述的一種模塊化智能開關控制器,其特征在于燈板模塊通過底板上的CAN總線連接管理板模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊和GOOSE模塊;燈板模塊上設有若干狀態指示燈。
8.根據權利要求2所述的一種模塊化智能開關控制器,其特征在于底板上設有8個開關量輸入模塊插槽、8個開關量輸出模塊插槽、8個操作板模塊插槽和7個GOOSE模塊插槽。
專利摘要本實用新型公開了一種模塊化智能開關控制器,管理板模塊,開關量輸入模塊,開關量輸出模塊,操作板模塊,GOOSE模塊,底板和燈板模塊;電源模塊、管理板模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、操作板模塊和GOOSE模塊插設置于底板;所述燈板模塊連接底板。本實用新型可適應智能化變電站對開關的智能化要求,將傳統的一次開關設備接入智能變電站,并對其進行開關狀態的監測和分合閘控制,解決了智能化變電站用通信手段傳遞控制信息對一次設備不具備智能化接口的缺陷,板卡更容易維護和更換,且允許帶電插拔,任何一個模塊故障或檢修時,不影響其它模塊的正常工作。
文檔編號H02J13/00GK202353314SQ20112043888
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月8日 優先權日2011年11月8日
發明者張振興, 徐顯明, 王崗, 賈樂 申請人:中國西電電氣股份有限公司