CN106026398A - 一种铁路智能牵引变电站保护系统 - Google Patents

一种铁路智能牵引变电站保护系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106026398A
CN106026398A CN201610500942.5A CN201610500942A CN106026398A CN 106026398 A CN106026398 A CN 106026398A CN 201610500942 A CN201610500942 A CN 201610500942A CN 106026398 A CN106026398 A CN 106026398A
Authority
CN
China
Prior art keywords
input
output unit
fpga
traction substation
protection system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610500942.5A
Other languages
English (en)
Inventor
郭华
王若醒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHENGDU SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY XUJI ELECTRIC Co Ltd
Original Assignee
CHENGDU SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY XUJI ELECTRIC Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHENGDU SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY XUJI ELECTRIC Co Ltd filed Critical CHENGDU SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY XUJI ELECTRIC Co Ltd
Priority to CN201610500942.5A priority Critical patent/CN106026398A/zh
Publication of CN106026398A publication Critical patent/CN106026398A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H02J13/0062
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00019Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using optical means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种铁路智能牵引变电站保护系统,包括CPU单元、通信单元、输入输出单元组以及电源单元;CPU单元:用于控制各部分间的数据交换;通信单元:用于实现间隔层、过程层的通信;输入输出单元组:用于实现端口配置、程序下载、调试以及与CPU单元进行通信;电源单元:为各单元供电。本发明采用上述结构,能够提高铁路智能牵引变电站的保护配置方案的采样数据通信化、跳闸命令化水平。

Description

一种铁路智能牵引变电站保护系统
技术领域
本发明涉及变电站领域,具体涉及一种铁路智能牵引变电站保护系统。
背景技术
变电站自动化系统包括变电站层、间隔层、过程层,变电站层包括后台监控、远动通信单元、GPS对时装置;间隔层由各种保护测控装置、交直流屏等第三方设备构成;过程层由智能操作箱、合并单元及电子互感器构成,也可以是常规的开关和互感器。相对于电力系统的应用,牵引供电系统中变电站层只有一台当地监控计算机完成后台监控的所有功能,远动通信单元完成远动通信任务,变电站层网络和间隔层网络都指同一网络。目前,牵引变电所的保护配置方案的采样数据通信化、跳闸命令化水平均有待提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁路智能牵引变电站保护系统,解决目前的铁路智能牵引变电站的保护配置方案的采样数据通信化、跳闸命令化水平不高的问题。
本发明为实现上述目的,采用以下技术方案实现:
一种铁路智能牵引变电站保护系统,包括CPU单元、通信单元、输入输出单元组以及电源单元;
CPU单元:用于控制各部分间的数据交换;
通信单元:用于实现间隔层、过程层的通信;
输入输出单元组:用于实现端口配置、程序下载、调试以及与CPU单元进行通信;
电源单元:为各单元供电。
进一步地,作为优选技术方案,所述CPU单元包括微处理器和第一FPGA,微处理器与第一FPGA之间采用总线方式连接,微处理器通过以太网接口与间隔层、过程层进行通信,第一FPGA通过以太网光接口实现对B码的接收。
进一步地,作为优选技术方案,所述输入输出单元组包括第一输入输出单元、第二输入输出单元、第三输入输出单元以及第四输入输出单元,第一输入输出单元为过程层单元,第四输入输出单元为操作单元。
进一步地,作为优选技术方案,所述过程层单元包括第二FPGA、交换机、模数转换器以及信号处理器,模数转换器与第二FPGA实现信号连接,第二FPGA与信号处理器实现信号连接,信号处理器与交换机实现信号连接。
进一步地,作为优选技术方案,所述过程层单元包括第三FPGA,第三FPGA与各个以太网光接口实现信号连接。
进一步地,作为优选技术方案,所述第二输入输出单元和第三输入输出单元均包括一个ARM,ARM通过CAN总线与CPU单元实现通信。
进一步地,作为优选技术方案,所述通信单元包括间隔层通信部分和过程层通信部分,所述间隔层通信部分包括监控模块和以太网环网模块,监控模块和以太网环网模块实现信号连接,所述过程层通信部分包括第四FPGA,第四FPGA与过程层的各个以太网光接口实现信号连接。
本发明与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:
(1)本发明通过设置CPU单元、通信单元、输入输出单元等,不仅实现了保护配置方案的采样数据通信化,同时也实现了跳闸命令化。
(2)本发明支持IEC61588、IRIG-B、秒脉冲等多种对时方式。
(3)本发明的过程层单元可实现过程层网络的扩展,用于变压器保护点对点通信时GOOSE通信,能够进一步实现基于GOOSE的备自投和开关闭锁,消除装置和屏间硬连线。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为CPU单元的结构示意图;
图3为过程层单元的结构示意图一;
图4为过程层单元的结构示意图二;
图5为第一输入输出单元和第二输入输出单元的结构示意图;
图6为通信单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。
实施例:
如图1、图2所示,本实施例所述的一种铁路智能牵引变电站保护系统,包括CPU单元、通信单元、输入输出单元组以及电源单元;
CPU单元:用于控制各部分间的数据交换;
通信单元:用于实现间隔层、过程层的通信;
输入输出单元组:用于实现端口配置、程序下载、调试以及与CPU单元进行通信;
电源单元:为各单元供电。
如图2所示,本实施例的 CPU单元包括微处理器和第一FPGA,微处理器与第一FPGA之间采用总线方式连接,微处理器通过以太网接口与间隔层、过程层进行通信,微处理器可以采用PPC440EPx系列或ARM芯片,支持总线扩展,第一FPGA通过以太网光接口实现对B码的接收,同时第一FPGA可将秒脉冲、1ms脉冲等传输给微处理器,另外,第一FPGA还可输出秒脉冲到背板。
本实施例的输入输出单元组包括第一输入输出单元、第二输入输出单元、第三输入输出单元以及第四输入输出单元,第一输入输出单元为过程层单元,第四输入输出单元为操作单元。
如图3所示,为了实现AD采样的需要,本实施例的过程层单元包括第二FPGA、交换机、模数转换器以及信号处理器,模数转换器与第二FPGA实现信号连接,第二FPGA与信号处理器实现信号连接,信号处理器与交换机实现信号连接,模拟信号经过滤波处理后在模数转换器中实现模数转换,得到的数字信号输入到第二FPGA中,同时,相应的背板信号,如检修开入、秒脉冲等信号输入到第二FPGA中,第二FPGA通过FT3接口或者总线输入信号到信号处理器中,这里的信号处理器可以是ARM或者DSP,信号处理器再将信号输入到交换机中,交换机通过各个以太网光接口与外部设备实现通信,另外,第二FPGA也可直接发送信号给交换机。
如图4所示,为了实现过程层网络的扩展,用于变压器保护点对点通信时GOOSE通信,本实施例的过程层单元可采用如下结构来实现:过程层单元包括第三FPGA,第三FPGA与各个以太网光接口实现信号连接,同时,相应的背板信号,如检修开入、秒脉冲等信号输入到第三FPGA中,而第三FPGA也可实现以太网信号的收发。
如图5所示,本实施例的第二输入输出单元和第三输入输出单元均包括一个ARM,ARM通过CAN总线与CPU单元实现通信,第二输入输出单元和第三输入输出单元分别有20个开入,分为两组,6个开出,分为4组,ARM通过RS232口进行配置、程序下载、调试等,使用CAN总线与主控CPU通信。将两个开入固定用作检修和当地/远方,开出用于其他单元,比如过程层单元。
如图6所示,本实施例的通信单元包括间隔层通信部分和过程层通信部分,间隔层通信部分和过程层通信部分为两个相互独立的部分,间隔层通信部分包括监控模块和以太网环网模块,监控模块和以太网环网模块实现信号连接,监控模块可与面板/液晶实现串口通信,而过程层通信部分包括第四FPGA,第四FPGA与过程层的各个以太网光接口实现信号连接。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种铁路智能牵引变电站保护系统,其特征在于:包括CPU单元、通信单元、输入输出单元组以及电源单元;
CPU单元:用于控制各部分间的数据交换;
通信单元:用于实现间隔层、过程层的通信;
输入输出单元组:用于实现端口配置、程序下载、调试以及与CPU单元进行通信;
电源单元:为各单元供电。
2.根据权利要求1所述的一种铁路智能牵引变电站保护系统,其特征在于:所述CPU单元包括微处理器和第一FPGA,微处理器与第一FPGA之间采用总线方式连接,微处理器通过以太网接口与间隔层、过程层进行通信,第一FPGA通过以太网光接口实现对B码的接收。
3.根据权利要求2所述的一种铁路智能牵引变电站保护系统,其特征在于:所述输入输出单元组包括第一输入输出单元、第二输入输出单元、第三输入输出单元以及第四输入输出单元,第一输入输出单元为过程层单元,第四输入输出单元为操作单元。
4.根据权利要求3所述的一种铁路智能牵引变电站保护系统,其特征在于:所述过程层单元包括第二FPGA、交换机、模数转换器以及信号处理器,模数转换器与第二FPGA实现信号连接,第二FPGA与信号处理器实现信号连接,信号处理器与交换机实现信号连接。
5.根据权利要求3所述的一种铁路智能牵引变电站保护系统,其特征在于:所述过程层单元包括第三FPGA,第三FPGA与各个以太网光接口实现信号连接。
6.根据权利要求3所述的一种铁路智能牵引变电站保护系统,其特征在于:所述第二输入输出单元和第三输入输出单元均包括一个ARM,ARM通过CAN总线与CPU单元实现通信。
7.根据权利要求1所述的一种铁路智能牵引变电站保护系统,其特征在于:所述通信单元包括间隔层通信部分和过程层通信部分,所述间隔层通信部分包括监控模块和以太网环网模块,监控模块和以太网环网模块实现信号连接,所述过程层通信部分包括第四FPGA,第四FPGA与过程层的各个以太网光接口实现信号连接。
CN201610500942.5A 2016-06-30 2016-06-30 一种铁路智能牵引变电站保护系统 Pending CN106026398A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610500942.5A CN106026398A (zh) 2016-06-30 2016-06-30 一种铁路智能牵引变电站保护系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610500942.5A CN106026398A (zh) 2016-06-30 2016-06-30 一种铁路智能牵引变电站保护系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106026398A true CN106026398A (zh) 2016-10-12

Family

ID=57104616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610500942.5A Pending CN106026398A (zh) 2016-06-30 2016-06-30 一种铁路智能牵引变电站保护系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106026398A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108418699A (zh) * 2017-02-10 2018-08-17 南京南瑞继保电气有限公司 一种变电站自动化设备通信对点系统及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008086074A (ja) * 2006-09-26 2008-04-10 Toshiba Corp 電力系統監視装置および電力系統監視方法
CN201877889U (zh) * 2010-11-10 2011-06-22 白银有色集团股份有限公司 微机综合继电保护装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008086074A (ja) * 2006-09-26 2008-04-10 Toshiba Corp 電力系統監視装置および電力系統監視方法
CN201877889U (zh) * 2010-11-10 2011-06-22 白银有色集团股份有限公司 微机综合继电保护装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王宾等: "智能变电站126KV智能终端设计与测试方案研究", 《电力系统保护与控制》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108418699A (zh) * 2017-02-10 2018-08-17 南京南瑞继保电气有限公司 一种变电站自动化设备通信对点系统及方法
CN108418699B (zh) * 2017-02-10 2021-07-27 南京南瑞继保电气有限公司 一种变电站自动化设备通信对点系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204231391U (zh) 一种机车车载通用数据通信网关
CN206541430U (zh) 一种基于云平台的数据采集管理器
CN103036216B (zh) 应用于智能化变电站数字化母差保护系统及时钟同步方法
CN203911584U (zh) 新型分布式配网自动化监控终端
CN104701979B (zh) 一种保护测控集成装置和保护测控方法
CN105978151A (zh) 智能变电站继电保护间隔一体化装置
CN105244065A (zh) 一种基于fpga技术的核电站dcs控制站架构
CN103683507A (zh) 分布式发电微网控制和电能质量监控一体化设备及方法
CN106026398A (zh) 一种铁路智能牵引变电站保护系统
CN102427275B (zh) 基于epa扁平化网络架构的高可靠变电站自动化系统及控制方法
CN203691063U (zh) 一种智能变电站集中式测控装置
CN205247185U (zh) 一种水冷却变压器的二次控制系统
CN106712289A (zh) 一种基于Zigbee及通信控制的远程供电系统及操作方法
CN103546485B (zh) Dc600v 列车供电装置用网卡
CN203930404U (zh) 一种新型主控板电路
CN204650737U (zh) 一种能够通过wifi进行数据传输的隔离器
CN105141035B (zh) 过程层设备数据采集及控制系统
CN206096885U (zh) 一种二次供水设备能耗数字采集控制系统
CN206096887U (zh) 一种水箱清洗设备的监控系统
CN210201394U (zh) 一种信号监测防雷分线柜
CN203455711U (zh) 综自设备遥控重启装置
CN206057960U (zh) 电气同dcs一体化监测系统
CN203563095U (zh) Dc600v列车供电装置用网卡
CN204836207U (zh) 一种1394b总线接口防护型综合记录器
CN203086097U (zh) 一种继电保护装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161012

RJ01 Rejection of invention patent application after publication