一種基于iec-61850標(biāo)準(zhǔn)的智能斷路器控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于IEC-61850標(biāo)準(zhǔn)的智能斷路器控制系統(tǒng)，屬于電力控制、電力保護(hù)領(lǐng)域。本發(fā)明控制系統(tǒng)包括主控板和開入開出電源板；主控板包括MMS處理器、保護(hù)任務(wù)處理器、GOOSE/SMV處理器、模擬量采集單元、通訊單元，實(shí)現(xiàn)模擬量的采集，保護(hù)測(cè)控功能邏輯運(yùn)算；開入開出電源板包括IO處理器、開入量輸入單元、開出量輸出單元以及電源模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器位置信號(hào)以及手車行程開關(guān)位置信號(hào)采集和斷路器分合閘輸出控制。該控制系統(tǒng)安裝在斷路器機(jī)箱內(nèi)部，使斷路器成為集開斷、測(cè)量、保護(hù)、控制和通信為一體的智能斷路器。
【專利說明】一種基于I EC-61850標(biāo)準(zhǔn)的智能斷路器控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力控制、電力保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種斷路器控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，中低壓斷路器廣泛用于保護(hù)配網(wǎng)架空、電纜饋線和配電變電站系統(tǒng)，斷路器要求除了能正常分合系統(tǒng)額定電流外，還要求在系統(tǒng)故障時(shí)快速切斷系統(tǒng)短路故障電流，并具備速動(dòng)性和選擇性，并且不能出現(xiàn)越級(jí)跳閘現(xiàn)象。
[0003]隨著電力系統(tǒng)控制技術(shù)的智能化發(fā)展，許多斷路器保護(hù)設(shè)備的智能化程度越來越高，但其終宄是與斷路器分開，是一種智能二次設(shè)備；很少有智能設(shè)備和斷路器機(jī)構(gòu)合二為一，使斷路器本身智能化。如今，智能變電站的一個(gè)重要目標(biāo)就是要實(shí)現(xiàn)智能化的一次設(shè)備，斷路器一次設(shè)備智能化成為了當(dāng)前一個(gè)重要發(fā)展方向。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種智能斷路控制系統(tǒng)的主控板和一種智能斷路器控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)集測(cè)量、保護(hù)、監(jiān)視、控制、通訊與一體，并支持IEC61850-8-1和IEC 61850-9-2通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信功能。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種用于智能斷路控制系統(tǒng)的主控板，包括MMS處理器、保護(hù)任務(wù)處理器、GOOSE/SMV處理器、模擬量采集單元、通訊單元；
[0007]所述MMS處理器，能夠與站控層MMS報(bào)文交互，與人機(jī)界面設(shè)備進(jìn)行通訊；
[0008]所述保護(hù)任務(wù)處理器，用于實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測(cè)控的邏輯運(yùn)算以及管理功能；
[0009]所述GOOSE/SMV處理器，能夠?qū)崿F(xiàn)智能斷路器控制系統(tǒng)互操作與水平通信；
[0010]所述模擬量采集單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器模擬量信息的轉(zhuǎn)換和采樣功能，并且將采集數(shù)據(jù)傳輸給所述保護(hù)任務(wù)處理器；
[0011]所述通訊單元與保護(hù)任務(wù)處理器相連，采用MODBUS規(guī)約。
[0012]優(yōu)選地，所述保護(hù)任務(wù)處理器實(shí)現(xiàn)的保護(hù)功能包括:瞬時(shí)保護(hù)、過流保護(hù)、接地保護(hù)、負(fù)序電流、低電壓、過電壓、負(fù)序過壓、熱過載保護(hù)、堵轉(zhuǎn)、電機(jī)啟動(dòng)監(jiān)視。
[0013]優(yōu)選地，所述保護(hù)任務(wù)處理器實(shí)現(xiàn)的測(cè)控功能包括:遙信、遙測(cè)、遙控；，所述保護(hù)任務(wù)處理器實(shí)現(xiàn)的管理功能包括:定值參數(shù)管理、事件報(bào)告管理。
[0014]優(yōu)選地，所述模擬量采集單元包含羅氏線圈積分電路、AD轉(zhuǎn)換和FPGA模塊，所述FPGA模塊實(shí)現(xiàn)采樣功能和B碼對(duì)時(shí)功能。
[0015]優(yōu)選地，所述通訊單元通過RS485方式或WIFI方式對(duì)外進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0016]本發(fā)明另一個(gè)目的，提供一種智能斷路器控制系統(tǒng)，包括以上方案所述的主控板和開入開出電源板；所述主控板通過內(nèi)部總線與開入開出電源板連接。
[0017]優(yōu)選地，所述開入開出電源板包括1處理器、開入量輸入單元、開出量輸出單元以及電源模塊，所述開入量輸入單元與斷路器各類輔助開關(guān)節(jié)點(diǎn)相連，采集斷路器位置信號(hào)以及手車行程開關(guān)位置信號(hào)傳遞給1處理器，所述開出量輸出單元用于斷路器分合閘輸出控制；所述1處理器和主控板上保護(hù)任務(wù)處理器通過內(nèi)部總線方式相連，為保護(hù)任務(wù)處理器提供開入信號(hào)，并且發(fā)出保護(hù)任務(wù)處理器的分合閘指令。
[0018]優(yōu)選地，所述主控板還包括MMS通訊接口，所述MMS處理器與MMS通訊接口相連。
[0019]優(yōu)選地，所述主控板還包括HMI通訊接口，所述MMS處理器與HMI通訊接口相連。
[0020]優(yōu)選地，所述主控板還包括G00SE/SMV通訊接口，所述G00SE/SMV處理器與GOOSE/SMV通訊接口相連。
[0021]本發(fā)明為一種基于IEC-61850標(biāo)準(zhǔn)的智能斷路器控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)安裝在斷路器操作箱內(nèi)，接收斷路器內(nèi)部羅氏線圈采集的模擬量信號(hào)，采集斷路器位置信號(hào)、手車行程開關(guān)等位置信號(hào)，并提供繼電器出口控制斷路器分合閘操作，使斷路器成為集開斷、測(cè)量、保護(hù)、控制和通信為一體的智能斷路器。該系統(tǒng)集成IEC-61850通信協(xié)議，無需附加任何通信規(guī)約轉(zhuǎn)換設(shè)備即可將斷路器直接與變電站管理系統(tǒng)相連，也具備站內(nèi)智能斷路器設(shè)備互操作與水平通信等特性。
[0022]本發(fā)明的有益效果:
[0023]采用本發(fā)明智能控制系統(tǒng)的斷路器具備以下特征:
[0024]I)全面的狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能，監(jiān)測(cè)對(duì)象包括斷路器控制系統(tǒng)軟硬件、通信、斷路器跳閘回路以及斷路器本身的觸頭磨損情況、彈簧儲(chǔ)能時(shí)間、斷路器操作時(shí)間和斷路器操作次數(shù)，并提供斷路器日常維護(hù)所需的基本數(shù)據(jù)。
[0025]2)豐富的保護(hù)功能配置，滿足配網(wǎng)架空、電纜饋線和配電變電站內(nèi)斷路器使用。
[0026]3)提供B碼同步對(duì)時(shí)信號(hào)，具備獨(dú)立的對(duì)時(shí)接口。
[0027]4)該系統(tǒng)內(nèi)嵌于斷路器機(jī)構(gòu)中，用戶在開箱后進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)定即可快速安裝與測(cè)試驗(yàn)收并投入使用。
[0028]5)基于IEC-61850標(biāo)準(zhǔn)，支持智能斷路器控制系統(tǒng)與變電站管理系統(tǒng)之間MMS通信，利用GOOSE的水平通信可使智能設(shè)備間通過以太網(wǎng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)現(xiàn)高速保護(hù)和控制系統(tǒng)的互操作。
[0029]6)通過WIFI網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能斷路器控制系統(tǒng)無線數(shù)據(jù)傳輸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明中智能斷路器控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0031]圖2是本發(fā)明中智能斷路器控制系統(tǒng)的主控板結(jié)構(gòu)框圖。
[0032]圖3是本發(fā)明中智能斷路器控制系統(tǒng)的開入開出電源板結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]以下結(jié)合附圖通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。
[0034]如圖1所示，本實(shí)施例一種基于IEC-61850標(biāo)準(zhǔn)智能斷路器控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括:包括主控板和開入開出電源板。其中:
[0035]如圖2所示，主控板是智能斷路器控制系統(tǒng)的核心部件，包括MMS處理器、保護(hù)任務(wù)處理器、G00SE/SMV處理器、模擬量采集單元、通訊單元。該部件實(shí)現(xiàn)模擬量的采集，保護(hù)測(cè)控功能邏輯運(yùn)算，并通過以太網(wǎng)接口，實(shí)現(xiàn)智能斷路器控制系統(tǒng)與變電站管理系統(tǒng)通信，或智能斷路器控制系統(tǒng)之間互操作和水平通信，還可通過光纖接口實(shí)現(xiàn)B碼同步對(duì)時(shí)功會(huì)K。
[0036]所述麗S處理器，通過和麗S通訊接口相連，實(shí)現(xiàn)與站控層麗S報(bào)文交互；通過和HMI通訊接口相連，實(shí)現(xiàn)和人機(jī)界面設(shè)備進(jìn)行通訊；
[0037]所述保護(hù)任務(wù)處理器，實(shí)現(xiàn)保護(hù)測(cè)控邏輯運(yùn)算以及管理功能，實(shí)現(xiàn)的保護(hù)功能包括:瞬時(shí)保護(hù)、過流保護(hù)、接地保護(hù)、負(fù)序電流、低電壓、過電壓、負(fù)序過壓、熱過載保護(hù)、堵轉(zhuǎn)、電機(jī)啟動(dòng)監(jiān)視；實(shí)現(xiàn)的測(cè)控功能包括:遙信、遙測(cè)、遙控；實(shí)現(xiàn)的管理功能包括:定值參數(shù)管理、事件報(bào)告管理等等。
[0038]所述GOOSE/SMV處理器，和GOOSE/SMV通訊接口相連，實(shí)現(xiàn)智能斷路器控制系統(tǒng)互操作與水平通信。
[0039]所述模擬量采集單元包含羅氏線圈積分電路、AD轉(zhuǎn)換和FPGA模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器羅氏線圈模擬量信息A/D轉(zhuǎn)換和采樣功能，通過并行總線傳遞給保護(hù)任務(wù)處理器；FPGA模塊實(shí)現(xiàn)采樣功能和B碼對(duì)時(shí)功能。
[0040]所述通訊單元和保護(hù)任務(wù)處理器相連，采用MODBUS規(guī)約，通過RS485方式或WIFI方式對(duì)外進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0041]如圖3所不，所述開入開出電源板，包括1處理器、開入量輸入單兀、開出量輸出單元以及電源模塊，開入量輸入單元與斷路器各類輔助開關(guān)節(jié)點(diǎn)相連，采集斷路器位置信號(hào)以及手車行程開關(guān)位置信號(hào)傳遞給1處理器，開出量輸出單元用于發(fā)出1處理器給出的斷路器分合閘輸出控制信號(hào)。1處理器和主控板上保護(hù)任務(wù)處理器通過內(nèi)部總線方式相連，1處理器提供開入信號(hào)給保護(hù)任務(wù)處理器，并給發(fā)出保護(hù)任務(wù)處理器的分合閘指令。
[0042]至此，完成了智能斷路器控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法的說明。
【權(quán)利要求】
1.一種用于智能斷路控制系統(tǒng)的主控板，其特征在于，包括MMS處理器、保護(hù)任務(wù)處理器、GOOSE/SMV處理器、模擬量采集單元、通訊單元； 所述MMS處理器，能夠與站控層MMS報(bào)文交互，與人機(jī)界面設(shè)備進(jìn)行通訊； 所述保護(hù)任務(wù)處理器，用于實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測(cè)控的邏輯運(yùn)算以及管理功能； 所述GOOSE/SMV處理器，能夠?qū)崿F(xiàn)智能斷路器控制系統(tǒng)互操作與水平通信； 所述模擬量采集單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器模擬量信息的轉(zhuǎn)換和采樣功能，并且將采集數(shù)據(jù)傳輸給所述保護(hù)任務(wù)處理器； 所述通訊單元與保護(hù)任務(wù)處理器相連，采用MODBUS規(guī)約。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述主控板，其特征在于，所述保護(hù)任務(wù)處理器實(shí)現(xiàn)的保護(hù)功能包括:瞬時(shí)保護(hù)、過流保護(hù)、接地保護(hù)、負(fù)序電流、低電壓、過電壓、負(fù)序過壓、熱過載保護(hù)、堵轉(zhuǎn)、電機(jī)啟動(dòng)監(jiān)視。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述主控板，其特征在于，所述保護(hù)任務(wù)處理器實(shí)現(xiàn)的測(cè)控功能包括:遙信、遙測(cè)、遙控；，所述保護(hù)任務(wù)處理器實(shí)現(xiàn)的管理功能包括:定值參數(shù)管理、事件報(bào)告管理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述主控板，其特征在于，所述模擬量采集單元包含羅氏線圈積分電路、AD轉(zhuǎn)換和FPGA模塊，所述FPGA模塊實(shí)現(xiàn)采樣功能和B碼對(duì)時(shí)功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述主控板，其特征在于，所述通訊單元通過RS485方式或WIFI方式對(duì)外進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
6.一種包含要求I所述主控板的智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1所述主控板和開入開出電源板；所述主控板通過內(nèi)部總線與開入開出電源板連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述開入開出電源板包括1處理器、開入量輸入單元、開出量輸出單元以及電源模塊； 所述開入量輸入單元與斷路器各類輔助開關(guān)節(jié)點(diǎn)相連，采集斷路器位置信號(hào)以及手車行程開關(guān)位置信號(hào)傳遞給1處理器； 所述開出量輸出單元用于斷路器分合閘輸出控制； 所述1處理器和主控板上保護(hù)任務(wù)處理器通過內(nèi)部總線方式相連，為保護(hù)任務(wù)處理器提供開入信號(hào)，并且發(fā)出保護(hù)任務(wù)處理器的分合閘指令。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主控板還包括MMS通訊接口，所述麗S處理器與麗S通訊接口相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主控板還包括HMI通訊接口，所述麗S處理器與HMI通訊接口相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主控板還包括GOOSE/SMV通訊接口，所述G00SE/SMV處理器與G00SE/SMV通訊接口相連。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK104505945SQ201410821291
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】張杭, 陳軍 申請(qǐng)人:南京因泰萊電器股份有限公司