數字化變電站一體化智能繼電保護與在線監測平臺制造技術

數字化變電站一體化智能繼電保護與在線監測平臺，包括背板總線模塊、冗余開關電源模塊、保護監控CPU模塊、光電通訊模塊、觸摸液晶模塊、數據存儲模塊、數字I/O模塊、電子式互感器模塊，所述冗余開關電源模塊、保護監控CPU模塊、光電通訊模塊、觸摸液晶模塊、數據存儲模塊、數字I/O模塊、電子式互感器模塊均連接在背板總線模塊上。本實用新型專利技術抗干擾，通訊的可靠性高，工作穩定，數據傳輸速率快，功能強大。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及數字化變電站，具體為數字化變電站一體化智能繼電保護與在線監測平臺。
技術介紹
電力系統自動化技術經過多年的發 展已經達到一定的水平，很大程度上提高了電網的安全運行水平，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、數據采集和信息處理缺乏統一的標準和規范，接口不統一、模型不統一、不同廠家生產的測控裝置不但在硬件上有功能的差異，而且在軟件上所采用的算法、通信規約也不盡相同，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、局部數字化的傳統變電站自動化系統或僅在過程層采用電子式互感器，或僅在站控層采用IEC-61850標準，距實現真正的數字化尚有一定距離；3、很少涉及實時智能分析技術，智能一次設備狀態評估與預警功能；4、每種繼電保護功能占用一個單獨的硬件裝置，成本昂貴、維護管理成本高，與在線監測系統相互獨立，多種繼電保護功能模塊和在線監測系統沒有一體化整合。數字化變電站集成了先進的通訊技術、信息技術和計算機技術，尤其是IEC61850標準以及數字化技術在變電站內的全面推廣應用將有望解決上述難題。《變電站通信網絡和系統》系列標準IEC61850為變電站自動化系統提供了統一平臺和標準框架。隨著國家智能電網戰略的提出，以及數字互感器、一次智能設備技術日趨成熟，全數字化的智能變電站(Smart Substation)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
本技術所解決的技術問題在于提供數字化變電站一體化智能繼電保護與在線監測平臺，以解決上述
技術介紹
中的缺點。本技術所解決的技術問題采用以下技術方案來實現數字化變電站一體化智能繼電保護與在線監測平臺，包括背板總線模塊、冗余開關電源模塊、保護監控CPU模塊、光電通訊模塊、觸摸液晶模塊、數據存儲模塊、數字I/O模塊、電子式互感器模塊，所述冗余開關電源模塊、保護監控CPU模塊、光電通訊模塊、觸摸液晶模塊、數據存儲模塊、數字I/o模塊、電子式互感器模塊均連接在背板總線模塊上。本技術中，所述保護監控CPU模塊的硬件架構為DSP+ARM雙CPU結構；主要功能更是實現高速、高精度的A/D轉換，實現在線實時監控，32位DSP CPU通過采集電子式互感器的數據進行繼電保護的邏輯判斷，32位ARM CPU把數據上傳給其它模塊進行其它相關處理；采用的主要相關芯片為32位DSP28335、32位ARM 9 EP9315、16位的A/D7607BSTZ。本技術中，所述光電通訊模塊主要功能是實現本系統的通訊功能，有RS232接口、RS485接口、RJ45以太網電接口(大于2個)、光纖以太網接口(大于3個);主要芯片為KS8995M、ADM2483 ；本技術中，所述觸摸液晶模塊主要功能是實現人機對話，就地實現參數的查看、設置功能，主要器件為8英寸液晶屏、觸摸屏以及彈簧觸摸按鍵。本技術中，所述數據存儲模塊主要功能對數據的存儲，對重要數據的存儲和備份，主要器件有SD卡接口、USB接口、鐵電存儲器FM256、FLASH HY57V561620, TE28F128。本技術中，所述電子式互感器模塊主要是電流電壓模擬量通過電子式互感器轉換后接入系統的濾波前置接口電路，主要IC是一些高速運放器件。本技術中，所述數字I/O模塊主要是裝置的I/O接口電路；主要器件是光電耦合芯片TL521-4。本技術中，所述冗余開關電源模塊具備熱插拔功能，主要為整個系統提供3 路冗余的開關電源輸出。本技術中，所述背板總線模塊主要功能是整個系統的總線接口 ；實現各個模塊之間的高速數字通訊聯絡；所述背板總線模塊上采用DSP+ARM雙CPU架構設計。有益效果本技術采用光纖以太網模塊，將干擾徹底隔絕于裝置外部，克服變電站中的電磁干擾，極大提高裝置通訊的可靠性，并對外提供豐富類型的網絡端口 ；保護監控模塊采用DSP及ARM雙CPU并行工作技術，保護功能主要在DSP CPU中，如果ARM CPU發生異常或者故障，不會影響整個系統的保護判斷，確保的系統的核心安全。采用微功耗無線數傳模塊CC1020芯片作為超長距離遙控手柄的控制芯片，實現遠程超長距離遙控操作平臺。通過系統提供的以太網端口或者USB接口連接視頻監控頭，利用嵌入式操作系統驅動，實現了超長距離無線遙控和視頻監控；采用了 8英寸的大液晶屏為顯示界面，采用觸摸式屏鍵盤，實現靈活輸入。采用后插式插件設計，保證系統的靈活配置；板件可帶電插拔，并實現插件的自識別和錯誤警告。本技術抗干擾，通訊的可靠性高，工作穩定，數據傳輸速率快，功能強大。附圖說明圖I為本技術的結構原理圖。具體實施方式為了使本技術實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本技術。參見圖1，數字化變電站一體化智能繼電保護與在線監測平臺的結構原理圖，數字化變電站一體化智能繼電保護與在線監測平臺，包括背板總線模塊I、冗余開關電源模塊2、保護監控CPU模塊3、光電通訊模塊4、觸摸液晶模塊5、數據存儲模塊6、數字I/O模塊7、電子式互感器模塊8，所述冗余開關電源模塊2、保護監控CPU模塊3、光電通訊模塊4、觸摸液晶模塊5、數據存儲模塊6、數字I/O模塊7、電子式互感器模塊8均連接在背板總線模塊I上。本技術中，所述保護監控CPU模塊3的硬件架構為DSP+ARM雙CPU結構。主要功能更是實現高速、高精度的A/D轉換，實現在線實時監控，32位DSP CPU通過采集電子式互感器的數據進行繼電保護的邏輯判斷，32位ARM CPU把數據上傳給其它模塊進行其它相關處理。采用的主要相關芯片為32位DSP28335、32位ARM 9 EP9315、16位的A/D7607BSTZ。所述光電通訊模塊4主要功能是實現本系統的通訊功能，有RS232接口、RS485接口、RJ45以太網電接口(大于2個)、光纖以太網接口(大于3個)。主要芯片為KS8995M、ADM2483。所述觸摸液晶模塊5主要功能是實現人機對話，就地實現參數的查看、設置功能，主要器件為8英寸液晶屏、觸摸屏以及彈簧觸摸按鍵。所述數據存儲模塊6主要功能對數據的存儲，對重要數據的存儲和備份，主要器件有SD卡接口、USB接口、鐵電存儲器FM256、FLASH HY57V561620，TE28F128。所述電子式互感器模塊8主要是電流電壓模擬量通過電子式互感器轉換后接入系統的濾波前置接口電路，主要IC是一些高速運放器件。所述數字I/ O模塊7主要是裝置的I/O接口電路。主要器件是光電耦合芯片TL521-4。所述冗余開關電源模塊2具備熱插拔功能，主要為整個系統提供3路冗余的開關電源輸出。所述背板總線模塊I主要功能是整個系統的總線接口。實現各個模塊之間的高速數字通訊聯絡。所述背板總線模塊I上采用DSP+ARM雙CPU架構設計。ARM CPU上采用μ C/OS- II嵌入式實時操作系統。多種保護測控軟件模塊可以實現在線可視化邏輯編程，通過模塊化的邏輯編程，實現保護測控功能的自由控制和配置。所有模塊均可以帶電熱插拔，且所有插件具有本文檔來自技高網...

【技術保護點】
數字化變電站一體化智能繼電保護與在線監測平臺，包括背板總線模塊、冗余開關電源模塊、保護監控CPU模塊、光電通訊模塊、觸摸液晶模塊、數據存儲模塊、數字I/O模塊、電子式互感器模塊，其特征在于，所述冗余開關電源模塊、保護監控CPU模塊、光電通訊模塊、觸摸液晶模塊、數據存儲模塊、數字I/O模塊、電子式互感器模塊均連接在背板總線模塊上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉玉清，陳德鵬，
申請(專利權)人：長沙安能電氣技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：