專利名稱：用于連接常規(guī)互感器的數(shù)字化變電站多功能合并單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用于連接常規(guī)互感器的數(shù)字化變電站多功能合并單元技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是一種數(shù)字化變電站的多功能合并單元。
技術(shù)背景[0002]隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù)字化變電站代替?zhèn)鹘y(tǒng)變電站的技術(shù)也日益成熟，然而 數(shù)字化變電站中數(shù)據(jù)信號均是通過光纖進行傳輸，并且由于合并單元只能接收數(shù)字信 號，因此線路中信號的采集只能通過電子互感器進行采集，然后通過合并單元處理后經(jīng) 光纖傳輸給控制器，由于在66kV以下的中低電網(wǎng)系統(tǒng)中電子互感器的成本遠遠大于常規(guī) 的互感器，因此改造為數(shù)字化站時必將大大增加建設(shè)成本。并且目前數(shù)字化變電站的合 并單元其功能比較單一，無法處理開關(guān)量，也無數(shù)據(jù)交換功能，當接入設(shè)備較多時須使 用專用交換機，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，造價較高。實用新型內(nèi)容[0003]本實用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠應用于數(shù)字化變電站連接常規(guī) 互感器的多功能合并單元。[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是[0005]用于連接常規(guī)互感器的數(shù)字化變電站多功能合并單元，包括主控制模塊、模擬 量輸入模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、開關(guān)量輸入模塊以及信息傳輸網(wǎng)口 /光口，各模塊間通過 數(shù)據(jù)總線進行信息傳輸。傳遞模擬信號的模擬量輸入模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、主控制模 塊、信息傳輸網(wǎng)口 /光口依次連接；傳遞開關(guān)量信號的開關(guān)量輸入模塊、主控制模塊、 以太網(wǎng)交換模塊、信息傳輸網(wǎng)口/光口依次連接。[0006]其中主控制模塊對其他模塊進行控制管理，用于將模擬量輸入模塊采集經(jīng) AD轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為SMV報文、將開關(guān)量輸入模塊的開關(guān)量狀態(tài)信號轉(zhuǎn)換為 GOOSE報文等；模擬量輸入模塊直接與變電站常規(guī)電壓電流互感器連接，用于將采集到 的常規(guī)互感器電壓電流信號進行隔離、調(diào)理后輸出給A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊將其 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號經(jīng)主控制模塊處理后通過經(jīng)指定的信息傳輸網(wǎng)口/光口輸出；開關(guān)量輸 入模塊用于將變電站開關(guān)狀態(tài)、報警信號等開關(guān)量信號調(diào)理后傳輸給主控制模塊處理， 然后經(jīng)指定的信息傳輸網(wǎng)口/光口輸出。[0007]所述信息傳輸網(wǎng)口 /光口的改進在于信息傳輸網(wǎng)口 /光口包括采樣值輸出網(wǎng)口 /光口禾口 GOOSE出網(wǎng)口 /光口。[0008]本實用新型所生成的采樣值SMV信號和GOOSE信號可以共用一個信息傳輸網(wǎng) 口/光口輸出，也可以分別使用單獨的光口/網(wǎng)口輸出?？梢杂梢粋€采樣值輸出光口/ 網(wǎng)口輸出單一采樣速率的采樣值信號，也可以由兩個采樣值輸出光口/網(wǎng)口分別輸出兩 個不同采樣速率的采樣值信號。[0009]本實用新型的改進在于所述主控制模塊與輸出網(wǎng)口 /光口之間設(shè)置有用于調(diào) 配信息流向的以太網(wǎng)交換模塊。以太網(wǎng)交換模塊用于擴展連接的網(wǎng)口或光口數(shù)量，支持IEEE802.1Q標準的優(yōu)先級和虛擬局域網(wǎng)，可將各3個及以上網(wǎng)口 /光口的SMV和GOOSE 報文信息進行調(diào)度分配，實現(xiàn)交換機功能。[0010]本實用新型的進一步改進在于多功能合并單元還設(shè)置有標準對時接口，完成 與變電站其它設(shè)備的同步采樣功能，所述標準對時接口連接主控制模塊。[0011]本實用新型的還改進在于多功能合并單元還設(shè)置有RS232/485/422串行接 口，用于連接變電站非61850標準的其它設(shè)備，串行接口連接主控制模塊。[0012]本實用新型的改進還在于多功能合并單元還設(shè)置有與主控制模塊連接的顯示 及人機交互模塊。顯示及人機交互模塊用于對多功能合并單元內(nèi)的數(shù)據(jù)進行顯示，并通 過顯示界面進行人機對話，使其操作更加靈活。[0013]本實用新型的改進還在于多功能合并單元還設(shè)置有與主控制模塊連接的開關(guān) 量輸出模塊。對于多功能合并單元及系統(tǒng)中的故障報警信號經(jīng)主控制模塊處理后以開關(guān) 量的方式輸出。[0014]由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型取得的技術(shù)進步是[0015]本實用新型除具有標準合并單元的功能外，通過設(shè)置的模擬量輸入模塊和A/D 轉(zhuǎn)換模塊可將常規(guī)互感器輸出的模擬量采樣值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再經(jīng)過主控制模塊轉(zhuǎn)換 為符合61850標準的采樣值數(shù)據(jù)，并以SMV報文的形式通過指定的光口或網(wǎng)口輸出其它 測控裝置使用，解決了常規(guī)互感器不能用于數(shù)字化變電站的缺陷，大大降低了數(shù)字化變 電站建設(shè)或改造的成本。[0016]本實用新型通過設(shè)置的開關(guān)量輸入模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)將變電站內(nèi)的斷路器、隔離 開關(guān)以及其他開關(guān)量信號通過開關(guān)量輸入模塊調(diào)理后，再經(jīng)過主控制模塊轉(zhuǎn)換為符合 61850標準格式的數(shù)字信號，并以GOOSE報文的形式通過指定的光口或網(wǎng)口輸出給其他 測控裝置。標準對時接口的設(shè)置能夠?qū)⒆冸娬緝?nèi)的各個智能單元進行統(tǒng)一校時，解除因 時差產(chǎn)生的采樣誤差。RS232/485/422串行接口作為與其它非61850標準的設(shè)備連接， 方便使用。顯示及人機交互模塊的設(shè)置提供了人與裝置間信息交換的平臺，使工作人員 的操作過程變得方便快捷。開關(guān)量輸出模塊的設(shè)置，可是使裝置及系統(tǒng)中的故障報警信 號以開關(guān)量的方式輸出給站內(nèi)各設(shè)備。


[0017]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0018]
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明[0019]用于連接常規(guī)互感器的數(shù)字化變電站多功能合并單元如圖1所示，包括主控制 模塊、顯示及人機交互模塊、模擬量輸入模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量 輸出模塊、以太網(wǎng)交換模塊、標準對時接口、RS232/485/422串行接口以及采樣值輸出 網(wǎng)口 /光口、GOOSE輸出網(wǎng)口 /光口，各模塊間通過數(shù)據(jù)總線進行信息傳輸。[0020]主控制模塊對其他模塊進行控制管理，用于將模擬量輸入模塊采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 為SMV報文、將開關(guān)量輸入模塊的開關(guān)量狀態(tài)信號轉(zhuǎn)換為GOOSE報文等。顯示及人機 交互模塊用于對多功能合并單元內(nèi)的數(shù)據(jù)進行顯示，并通過顯示界面進行人機對話。[0021]模擬量輸入模塊直接與變電站常規(guī)電壓電流互感器連接，用于將采集到的常規(guī) 互感器電壓電流信號進行隔離、調(diào)理后輸出給A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊將其轉(zhuǎn)換為 數(shù)字信號經(jīng)主控制模塊和以太網(wǎng)交換模塊處理調(diào)配后通過采樣值輸出網(wǎng)口/光口輸出。[0022]開關(guān)量輸入模塊連接一路及以上的站內(nèi)斷路器等設(shè)備，用于將變電站開關(guān)狀 態(tài)、報警信號等開關(guān)量信號調(diào)理后傳輸給主控制模塊和以太網(wǎng)交換模塊進行處理，然后 通過GOOSE輸出網(wǎng)口 /光口輸出。開關(guān)量輸出模塊用于對經(jīng)主控制模塊處理后的多功 能合并單元及系統(tǒng)中的故障報警信號以開關(guān)量的方式輸出，方便控制站內(nèi)各層設(shè)備。[0023]連接在主控制模塊與采樣值輸出網(wǎng)口 /光口之間的以太網(wǎng)交換模塊，支持 IEEE802.1Q標準的優(yōu)先級和虛擬局域網(wǎng)，可將各3個及以上網(wǎng)口 /光口的SMV和GOOSE 報文信息進行調(diào)度分配，實現(xiàn)交換機功能。因此經(jīng)過主控制模塊生成的采樣值SMV信號 和GOOSE信號可以共用一個信息傳輸網(wǎng)口 /光口輸出，也可以分別使用單獨的光口 /網(wǎng) 口輸出?？梢杂梢粋€采樣值輸出光口/網(wǎng)口輸出單一采樣速率的采樣值信號，也可以由 兩個采樣值輸出光口/網(wǎng)口分別輸出兩個不同采樣速率的采樣值信號。[0024]標準對時接口連接主控制模塊，完成與變電站其它設(shè)備的同步采樣功能； RS232/485/422串行接口連接主控制模塊，用于連接變電站非61850標準的其它設(shè)備，將 站內(nèi)各種信號數(shù)字化。
權(quán)利要求1.用于連接常規(guī)互感器的數(shù)字化變電站多功能合并單元，其特征在于包括主控制 模塊、模擬量輸入模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、開關(guān)量輸入模塊以及信息傳輸網(wǎng)口 /光口，各 模塊之間通過數(shù)據(jù)總線進行信息傳輸；傳遞模擬信號的模擬量輸入模塊、A/D轉(zhuǎn)換模 塊、主控制模塊、信息傳輸網(wǎng)口 /光口依次連接；傳遞開關(guān)量信號的開關(guān)量輸入模塊、 主控制模塊、以太網(wǎng)交換模塊、信息傳輸網(wǎng)口 /光口依次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連接常規(guī)互感器的數(shù)字化變電站多功能合并單元，其特征在于所述信息傳輸網(wǎng)口 /光口包括采樣值輸出網(wǎng)口 /光口和GOOSE輸出網(wǎng)口 /光□。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連接常規(guī)互感器的數(shù)字化變電站多功能合并單元，其特 征在于所述主控制模塊與信息傳輸網(wǎng)口/光口之間設(shè)置有用于調(diào)配輸出信息的以太網(wǎng) 交換模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連接常規(guī)互感器的數(shù)字化變電站多功能合并單元，其特 征在于多功能合并單元還設(shè)置有標準對時接口，所述標準對時接口連接主控制模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連接常規(guī)互感器的數(shù)字化變電站多功能合并單元，其 特征在于多功能合并單元還設(shè)置有RS232/485/422串行接口，串行接口連接主控制模 塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連接常規(guī)互感器的數(shù)字化變電站多功能合并單元，其特 征在于多功能合并單元還設(shè)置有與主控制模塊連接的顯示及人機交互模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連接常規(guī)互感器的數(shù)字化變電站多功能合并單元，其特 征在于多功能合并單元還設(shè)置有與主控制模塊連接的開關(guān)量輸出模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種用于連接常規(guī)互感器的數(shù)字化變電站多功能合并單元，包括主控制模塊、顯示及人機交互模塊、以太網(wǎng)交換模塊、模擬量輸入模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊和開關(guān)量輸入模塊、信息傳輸網(wǎng)口/光口。本實用新型可以將常規(guī)互感器輸出的模擬信號和變電站設(shè)備開關(guān)狀態(tài)、報警信號等開關(guān)量信號轉(zhuǎn)換為61850標準格式的SMV和GOOSE報文，并具有以太網(wǎng)信息交換功能。應用于數(shù)字化變電站，可大幅減少設(shè)備數(shù)量和造價，特別適合于10-66kV中壓電網(wǎng)的數(shù)字化改造。
文檔編號H02J13/00GK201813212SQ20102051508
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者張旭輝, 張紹娟, 楊興雷, 潘霄鵬 申請人:河北旭輝電氣股份有限公司