一種集中式數字化變電站微機測控保護裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種集中式數字化變電站微機測控保護裝置，該裝置包括網絡接口、熱拔插冗余電源、系統控制單元模塊、光纖傳輸模塊、智能散熱系統、就地顯示操作模塊及人機接口處理器。該裝置采用多ＣＰＵ模塊化設計，保護功能可根據需求靈活配置，每個板卡出現問題不會引起系統故障，人機接口使用觸摸液晶屏，可配鼠標、鍵盤和顯示器，使用靈活，操作方便；該裝置遵循ＩＥＣ６１８５０標準，任何符合ＩＥＣ６１８５０的配置工具都可識別，系統整個生命周期內所作的擴充也以ＳＣＬ描述、記錄，從而可支持長期大系統維護；支持ＸＭＬ，便于信息在不同系統、不同平臺間的交換、共享。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電力系統自動化領域，具體涉及一種集中式數字化變電站微機測控保護裝置。
技術介紹
變電站自動化技術經過十多年的發展已經達到一定的水平，很大程度上提高了電網建 設的現代化水平，增強了輸配電和電網調度的可靠性。然而，傳統變電站自動化系統仍然 存在下列問題1、 互操作問題由于不同廠家變電站自動化系統采用的通信技術和協議各不相同， 造成產品之間缺乏互操作性，導致集成和維護成本的增加，也降低了系統的可靠性。2、 電磁式互感器的問題傳統互感器存在鐵芯飽和、暫態特性差和體積龐大等缺點， 難以滿足現代自動化技術的需求。3、 常規一次設備的問題目前多數變電站都沒有裝設狀態監視設備，由于缺乏一次 設備狀態監視信息，通常只能采用計劃檢修，而不能實現狀態檢修。同時，傳統斷路器設 備也不能實現按波形控制合閘角和在線監測的功能。4、 線纜投資、運行維護費用較高。數字化變電站成功地解決了上述傳統變電站存在的問題，是電力系統發展的必然趨勢，是通訊技術、信息技術和計算機技術發展的必然結果。IEC61850標準以及數字化技術 在變電站內的全面推廣應用將是解決這些難題的關鍵所在。目前，國際電工委員會TC57 工作組己經制定了《變電站通信網絡和系統》系列標準——IEC 61850，為變電站自動化 系統提供了統一平臺和標準框架。隨著數字互感器、 一次運行設備在線狀態檢測、變電站運行操作培訓仿真等技術日趨 成熟，以及計算機高速網絡在實時系統中的開發應用，勢必對已有的變電站自動化技術產 生深刻的影響，全數字化的變電站自動化系統即將得到廣泛的應用。通過數字化變電站技 術的研究和實施，提高變電站自動化系統以及整個電網的技術水平和安全穩定運行水平。
技術實現思路
本專利技術的集中式數字化變電站微機測控保護裝置，由若干個結構相同的系統控制單元 組成，本專利技術的測控保護裝置采用雙機、雙網冗余配置，提高整個系統的可靠性。在本專利技術的測控保護裝置中，系統控制單元的功能模塊均采用接收數字信號的符合 IEC61850標準的微機設備，以突出數字化變電站的特點，并便于將來升級替換，節約費用。在本專利技術中，將主變、線路及直流等系統的一體化監控、計量、保護功能由集中式的 測控保護裝置實現，該系統可以通過網絡獲得以往傳統保護不可能獲得的全站的信息，因 此可以實現傳統保護不能實現的功能。站內其它智能設備，如直流系統、UPS、電度表，若可提供符合IEC61850的協議與接 口，則直接連入系統控制單元；否則，通過虛擬服務器完成轉換接入系統控制單元。軟件結構完全遵照IEC61850標準的邏輯節點設計，采用面向對象的動態建模技術， 內置相關邏輯節點，支持功能自由分布，滿足IEC61850標準的全部通信要求。因此，本專利技術提出了一種集中式數字化變電站測控保護裝置，通過網絡獲得全站的電 氣量數據，并通過網絡控制相關電氣設備來實現對相關電氣設備的保護和測控，該裝置包 括網絡接口，用于連接各個設備； 熱拔插冗余電源，為整個測控保護裝置提供電源；多個系統控制單元模塊，具有嵌入式處理器、串口擴展裝置、網絡引出裝置，用于測控和保護多個相關電氣設備；至少一個光纖傳輸模塊，用于傳輸整個測控保護裝置的各個部件之間的數據； 至少一個智能散熱系統，用于對整個測控保護裝置的各個部件進行散熱； 就地顯示操作模塊，用于遠程顯示多個相關電氣設備的狀態，并對其進行控制和操作； 人機接口處理器，用于將用戶的操作命令轉換為多個相關電氣設備的控制動作。 本專利技術的測控保護裝置，其特征還在于所述多個系統控制單元模塊中的一個實現對一個相關電氣設備的測控保護功能，并且所述多個系統控制單元模塊在數量和功能上可根據用戶需求進行自由配置，本專利技術的測控保護裝置，其特征還在于所述多個系統控制單元模塊采用后插式插件設計，各個板件可帶電熱插拔，并具有插件的自動識別和錯誤告警功能。本專利技術的測控保護裝置，其特征還在于所述多個系統控制單元模塊采用嵌入式Intel處理器單元，多CPU并行處理技術，提供雙100M以太網接口，具有浮點協處理器。 附圖說明圖1是依據本專利技術的集中式數字化變電站微機測控保護裝置結構框圖。 具體實施例方式在原有變電站自動化系統中，通常使用各種功能的裝置或單元完成保護、測控等功能。 考慮到數字化變電站中對于功能的劃分和組屏方式均提出新要求，本專利技術在原有變電站自 動化系統設計的基礎上，對裝置或單元的概念進行改進，設計了實現數字化變電站自動化 功能整合的測控保護裝置。本專利技術的測控保護裝置由網絡接口、雙電源、系統控制單元模塊及就地顯示模塊幾個 部分組成。原則上，每個系統控制單元實現一個原有概念上的裝置或單元實現的功能。系 統控制單元在數量和功能上都可根據需求自由配置，從而滿足用戶對變電站功能進行自由 組態的要求。系統控制單元基于微機技術，實現保護、測量、控制、通訊等功能；通過站 級總線和過程總線與站級、過程層設備交換信息。模塊在軟硬件整體設計上充分考慮了可 靠性、開放性要求。采用后插式插件設計，保證系統的靈活配置。板件可帶電熱插拔，并 實現插件的自識別和錯誤告警。系統控制單元采用嵌入式Intel處理器單元，多CPU并行處理技術，提供雙100M以 太網接口，具有高速處理、穩定可靠、資源豐富和便于擴展的特點。CPU采用嵌入式低功 耗高速處理器芯片，處理速度達到800MIPS，擁有浮點協處理器，解決了浮點運算耗費大 量CPU資源的問題，與此同時功耗卻只有4. 5瓦。軟件結構完全遵照IEC61850標準的邏輯節點設計，采用面向對象的動態建模技術， 內置相關邏輯節點，支持功能自由分布，滿足IEC61850標準的全部通信要求。每臺設備提供10M/100M雙以太網接口；提供RS232、 RS485/422接口用于調試、維護。具有當地液晶顯示、操作功能。配有統一的符合IEC61850標準的工程化系統集成工具，解析、生成SCL配置文件， 支持離線、在線配置。設備能夠根據工具生成的IED配置文件提供的配置信息靜態建立通信模型。 充分支持SCSM協議棧TCP/IP， UDP， IEEE802.3等；采用自主開發的醒S協議棧。可以實現保護、監控、錄波、計量等技術的一體化和基于全站系統的統一配置，對于 提高保護和自動化水平，發揮數字化變電站優勢具有十分重要的意義。繼電保護是變電站 自動化技術中最為重要的環節，實現保護功能的集中化也是本專利技術的測控保護裝置集中化 技術的核心。本專利技術的測控保護裝置基于全站信息，以變電站作為完整的保護對象，統一考慮全站 的保護功能，實現了集中化保護功能。集中化保護實現了不同間隔的保護技術上的集中化， 而且實現全站保護邏輯上的集中化。此處已經根據特定的示例性實施例對本專利技術進行了描述。對本領域的技術人員來說在 不脫離本專利技術的范圍下進行適當的替換或修改將是顯而易見的。示例性的實施例僅僅是例 證性的，而不是對本專利技術的范圍的限制，本專利技術的范圍由所附的權利要求定義。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種集中式數字化變電站微機測控保護裝置，通過網絡獲得全站的電氣量數據，并通過網絡控制相關電氣設備來實現對相關電氣設備的保護和測控，該裝置包括：　網絡接口，用于連接各個設備；　熱拔插冗余電源，為整個測控保護裝置提供電源；　多 個系統控制單元模塊，具有嵌入式處理器、串口擴展裝置、網絡引出裝置，用于測控和保護多個相關電氣設備；　至少一個光纖傳輸模塊，用于傳輸整個測控保護裝置的各個部件之間的數據；　至少一個智能散熱系統，用于對整個測控保護裝置的各個部件進行 散熱；　就地顯示操作模塊，用于遠程顯示多個相關電氣設備的狀態，并對其進行控制和操作；　人機接口處理器，用于將用戶的操作命令轉換為多個相關電氣設備的控制動作。

【技術特征摘要】
1、一種集中式數字化變電站微機測控保護裝置，通過網絡獲得全站的電氣量數據，并通過網絡控制相關電氣設備來實現對相關電氣設備的保護和測控，該裝置包括網絡接口，用于連接各個設備；熱拔插冗余電源，為整個測控保護裝置提供電源；多個系統控制單元模塊，具有嵌入式處理器、串口擴展裝置、網絡引出裝置，用于測控和保護多個相關電氣設備；至少一個光纖傳輸模塊，用于傳輸整個測控保護裝置的各個部件之間的數據；至少一個智能散熱系統，用于對整個測控保護裝置的各個部件進行散熱；就地顯示操作模塊，用于遠程顯示多個相關電氣設備的狀態，并對其進行控制和操作；人機接口處理器，用于將用戶的操作命令轉換為多個相關電氣設備的控制動作。2、 如權利要求1所述的集中式數字化變電站微機測控保護裝置，其特征在于所述多 個系統控制單元模塊中的一個...

【專利技術屬性】
技術研發人員：覃劍，潘宇輝，王慶平，葛維春，李冰，胡紹剛，王冬青，顧洪群，曲春輝，李言諳，宋合志，劉志偉，侯鵬，劉君，張鵬，
申請(專利權)人：中國電力科學研究院，遼寧省電力有限公司鞍山供電公司，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]