一种智能变电站过程层的集成智能电子装置

摘要

本发明提供一种智能变电站过程层的集成智能电子装置，包括模拟量调理模块、开入开出模块、监测管理模块、合并单元模块、智能终端模块和电源模块；所述模拟调理模块与合并单元模块单向连接，所述合并单元模块与智能终端模块、开入开出模块和监测管理模块分别双向连接，所述电源模块与模拟量调理模块、开入开出模块、监测管理模块、合并单元模块以及智能终端模块分别单向连接。本发明提供一种智能变电站过程层的集成智能电子装置，该集成智能电子装置满足IEC61850协议，主要用于实现智能变电站过程层设备的集成和融合，能够降低智能变电站的占地面积和建设运维投资，提高智能变电站的整体效益。

说明书

技术领域

本发明属于变电站自动化技术领域，具体涉及一种智能变电站过程层的集成智能电子装置。

背景技术

作为智能电网建设的重要环节，智能变电站的工程采取分阶段、分层次的技术方案逐步实施。按照IEC 61850标准，智能变电站系统结构可以划分为3层，即站控层、间隔层和过程层。过程层设备包含有一次智能设备、合并单元和智能终端，完成变电站电能分配、变换、传输及其测量、控制、计量、状态监测等相关功能；过程层的采样SV网、GOOSE网、对时网通常为分立组网。间隔层按主设备单元间隔配置独立的测控、保护装置,还配置了故障录波、备自投、低周减载等智能电子设备，实现对间隔数据采集、统计运算及控制命令的优先级控制，完成过程层实时数据汇总及与站控层的网络通信。站控层包括监控、五防、远动通信、对时、状态监测、在线决策等子系统。

在较高电压等级的变电站，出于可靠性的考虑，严格按照规范要求，采用独立、冗余配置过程层和间隔层设备的方案，层次分明，概念清晰。然而，所有电压等级都采取过程层和间隔层设备独立配置的方案将会遇到一定的困难，尤其是常规变电站的智能化改造工程中，在更换设备的同时必然增加大量的合并单元、智能终端等过程层设备。对于中低压电压等级的间隔，一般要求分散就地安装，安装空间有限，而且交换机和通信接线复杂，与改造前相比，由于增加较多设备，经济性也欠佳。因此，针对中低压电压等级的智能变电站选择更简便、经济的配置方案势在必行。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种智能变电站过程层的集成智能电子装置，该集成智能电子装置满足IEC61850协议，能够降低智能变电站的占地面积和建设运维投资，提高智能变电站的整体效益。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种智能变电站过程层的集成智能电子装置，所述装置包括模拟量调理模块、开入开出模块、监测管理模块、合并单元模块、智能终端模块和电源模块；所述模拟调理模块与合并单元模块单向连接，所述合并单元模块与智能终端模块、开入开出模块和监测管理模块分别双向连接，所述电源模块与模拟量调理模块、开入开出模块、监测管理模块、合并单元模块以及智能终端模块分别单向连接。

所述模拟量调理模块接收来自电子式互感器的FT3信号或经电子式互感器转换得到的小电压信号，进行信号调理后，通过母板采用FT3-4格式发送数据给合并单元模块。

所述模拟量调理模块通过光缆接收来自电子式互感器的FT3信号或通过双屏蔽电缆接收经电子式互感器转换得到的小电压信号。

所述开入开出模块通过电缆接入16路开关量输入信号，并通过电缆将7路开关量输出信号提供给外部控制对象；同时通过母板采用地址数据总线与合并单元模块进行数据交互。

所述监测管理模块采用USB接口连接摄像头，并采用RS485总线连接永磁机构和开关柜中其它部分的传感器，同时通过以太网或RS485总线与合并单元模块进行数据交互。

所述合并单元模块接收模拟量调理模块传送的FT3-4格式数据，并通过地址数据总线对所述开入开出模块进行开关量输入信号的接收和开关量输出信号的控制；通过以太网或者RS485总线对对监测管理模块中的数据进行采集和控制，并采用地址数据总线与智能终端模块进行数据交互和控制，同时对外提供9-2格式的采样值、标准GOOSE信息和IEC1588对时接口。

所述智能终端模块通过地址数据总线与合并单元模块相连，其对外提供MMS通讯接口、人机交互接口和调试维护接口。

所述电源模块接入交直流200V电源，并通过电源总线给模拟量调理模块、开入开出模块、监测管理模块、合并单元模块和智能终端模块分别提供5V和±12V电源。

所述地址数据总线、以太网、RS485总线、MMS通讯接口、人机交互接口、调试维护接口和电源总线通过母板连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明主要利用35kV智能变电站规模相对较小，一次系统相对简单，站内信息量相对较少的特点，在遵循智能变电站一般技术原则，满足安全可靠运行要求前提下，减少智能电子设备的种类和数量，达到减少35kV智能变电站建设和运维成本，提高变电站效益的目的，主要表现在：

在变电站过程层，通常有分立装置实现合并单元、智能终端、保护、测控、计量及状态监测等功能有一台智能电子装置一体化完成，提高了设备的集成化度，降低了设备投资和运维的复杂程度。同时，由于智能电子装置与一次设备紧耦合，不仅安装位置更贴近一次设备，更简化与电子式互感器的中间模数转换与通讯传输环节，实现了在降低成本的同时提高设备可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例中智能变电站过程层的集成智能电子装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1，本发明提供一种智能变电站过程层的集成智能电子装置，所述装置包括模拟量调理模块、开入开出模块、监测管理模块、合并单元模块、智能终端模块和电源模块；所述模拟调理模块与合并单元模块单向连接，所述合并单元模块与智能终端模块、开入开出模块和监测管理模块分别双向连接，所述电源模块与模拟量调理模块、开入开出模块、监测管理模块、合并单元模块以及智能终端模块分别单向连接。

所述模拟量调理模块接收来自电子式互感器的FT3信号或经电子式互感器转换得到的小电压信号，进行信号调理后，通过母板采用FT3-4格式发送数据给合并单元模块。

所述模拟量调理模块通过光缆接收来自电子式互感器的FT3信号或通过双屏蔽电缆接收经电子式互感器转换得到的小电压信号。

所述开入开出模块通过电缆接入16路开关量输入信号，并通过电缆将7路开关量输出信号提供给外部控制对象；同时通过母板采用地址数据总线与合并单元模块进行数据交互。

所述监测管理模块采用USB接口连接摄像头，并采用RS485总线连接永磁机构和开关柜中其它部分的传感器，同时通过以太网或RS485总线与合并单元模块进行数据交互。

所述合并单元模块接收模拟量调理模块传送的FT3-4格式数据，并通过地址数据总线对所述开入开出模块进行开关量输入信号的接收和开关量输出信号的控制；通过以太网或者RS485总线对对监测管理模块中的数据进行采集和控制，并采用地址数据总线与智能终端模块进行数据交互和控制，同时对外提供9-2格式的采样值、标准GOOSE信息和IEC1588对时接口。

所述智能终端模块通过地址数据总线与合并单元模块相连，其对外提供MMS通讯接口、人机交互接口和调试维护接口。

所述电源模块接入交直流200V电源，并通过电源总线给模拟量调理模块、开入开出模块、监测管理模块、合并单元模块和智能终端模块分别提供5V和±12V电源。

所述地址数据总线、以太网、RS485总线、MMS通讯接口、人机交互接口、调试维护接口和电源总线通过母板连通。

智能终端模块与显示模块通讯，实现就地的人机交互界面，包括运行显示、故障显示、信息查询、定值整定、历史事件存储、传动操作等常用操作，其通讯模式为以太网。该智能电子设备就地安装开关柜内或一次设备附近，实现一次设备的就地智能化。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。