CN107404154A - 变电站自动化设备故障自愈系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变电站自动化设备故障自愈系统,针对现有技术中自动化设备故障处理慢的问题,提供了以下技术方案,包括设置于下挂设备上的分机网关模块、继电控制模块,设置于控制主机上的主机网关模块、采集副板、主MCU,分机网关模块将下挂设备的运行参数不断发送至主机网关模块,采集副板与主机网关模块通信以确定对应的下挂设备的运行状态,当采集副板采集到下挂设备通信中断时,控制主板上的主MCU输出重启操作的控制信号,下挂设备上的继电控制模块响应于重启操作信号继而控制下挂设备重启操作,实现电源的快速自愈。
Description
技术领域
本发明涉及输配电技术领域,更具体地说,它涉及一种变电站自动化设备故障自愈系统及方法。
背景技术
“智能电网”具有可靠、优质、高效、兼容、互动等特点,是现代电网的发展方向,受到了国内外电力业界的高度关注。自愈能力作为保证电网可靠、优质供电的关键功能,是智能电网技术研究的重点。近年来,总结国际上几次大停电的经验教训,国内外专家就提高大型输电网的自愈能力,进而提高电网的安全稳定水平进行了大量的研究,取得了一系列研究成果;而对配电网自愈能力的研究相对较少。配电网直接面向用户,其自愈能力的高低直接影响电网对用户的供电质量。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的第一目的在于提供一种变电站自动化设备故障自愈系统,具有供电故障时下挂设备迅速自愈的优点。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:
一种变电站自动化设备故障自愈系统,包括
分机网关模块,设置于下挂设备上,用于发送下挂设备的运行参数以及接收控制类信号;
采集副板,设置于控制主机上,通过主机网关模块与各个分机网关模块通信,用于采集下挂设备的运行状态;
控制主板,设置于控制主机上,包括与采集副板通信的主MCU,负责通信参数的判断、处理,在采集副板采集到下挂设备通信中断时,输出重启操作的控制信号;
继电控制模块,设置于下挂设备上,与分机网关模块连通,用于控制下挂设备重启。
采用上述技术方案,分机网关模块将下挂设备的运行参数不断发送至主机网关模块,采集副板与主机网关模块通信以确定对应的下挂设备的运行状态,当采集副板采集到下挂设备通信中断时,控制主板上的主MCU输出重启操作的控制信号,下挂设备上的继电控制模块响应于重启操作信号继而控制下挂设备重启操作,实现电源的快速自愈。
进一步,不同的采集副板具有不同的IP地址,控制主板向所有采集副板发送地址信号,与所接收地址信号地址一致的采集副板向控制主板发送回反应对应下挂设备运行状态的采集数据。
采用上述技术方案,控制主板发送采集指令信号,该采集指令信号为其中一采集副板的地址参数,若采集副板的地址参数与采集的地址一致,则该采集副板向控制主板反馈对应监测的下挂设备的运行状态,由于通过每个采集副板对下挂设备进行一对一采集,数据传输准确、稳定,传输距离远,再由控制主板对采集副板进行控制,控制稳定性高。
进一步,采集副板包括与分机网关模块进行ping操作以判断下挂设备是否断线的从MCU。
采用上述技术方案,采集副板的从MCU不断向分机网关进行ping操作,进而确定下挂设备是否连通。
进一步,还包括
按键模块,设置于控制主机上,与控制主板通信,用于手动输入控制命令。
采用上述技术方案,在需要人工控制时,可以通过按键模块实现对下挂设备运行状态的手动控制,给使用带来方便。
进一步,还包括
显示模块,设置于控制主机上,与控制主板通信,用于显示各个下挂设备的运行状态。
采用上述技术方案,通过显示模块显示下挂设备的运行状态,有利于使用者及时了解下挂设备的运行状态。
针对现有技术存在的不足,本发明的第二目的在于提供一种变电站自动化设备故障自愈方法,具有供电故障时下挂设备迅速自愈的优点。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:
一种变电站自动化设备故障自愈方法,应用于如上所述的变电站自动化设备故障自愈系统。
采用上述技术方案,有助于实现各个电源自动化设备快速自愈。
进一步,配置采集副板的地址参数;
采集副板不断向下挂设备发送ping信号以确定下挂设备是否断线,若该下挂设备断线时长达标准时间T,则从MCU判断该下挂设备故障,其中标准时间T为判断对应下挂设备故障的基准;
控制主板向所有采集副板发送地址信号,若采集副板的IP地址与该地址信号一致,则该采集副板向控制主板反馈对应下挂设备的运行状态;
控制主板循环向所有采集副板发送各采集副板的地址信号以确定对应下挂设备是否故障;
若有下挂设备断线,控制主板向继电控制模块发送重启信号以使下挂设备断电重启。
采用上述技术方案,配置采集副板的地址后,不同的采集副板具有唯一性,与下挂设备一一对应电连接,采集副板上的从MCU不断向对应的下挂设备进行ping操作,以确定该下挂设备是否断线,若下挂设备断线时长达到标准时间T,则从PCU判定该下挂设备故障,而主MCU不断向所有采集副板发出其中一采集副板的地址,若发出的地址与该采集副板的地址一致,则该采集副板上的从MCU向主MCU反馈该下挂设备的运行状态,所以从MCU只需确定该下挂设备是否故障并向主MCU反馈,而主MCU只需负责根据采集副板反馈回的下挂设备状态控制继电模块重启该下挂设备,分工明确,反应迅速、处理效率高。
进一步,显示模块受控于控制主板实时显示下挂设备的运行状态。
采用上述技术方案,在需要人工控制时,可以通过按键模块实现对下挂设备运行状态的手动控制,给使用带来方便。
进一步,在必要时,可通过按键模块手动控制下挂设备运行状态。
采用上述技术方案,通过显示模块显示下挂设备的运行状态,有利于使用者及时了解下挂设备的运行状态。
进一步,若任一下挂设备连续重启达N次,则控制主板判定该下挂设备彻底故障,停止控制该设备重启自愈。
采用上述技术方案,在下挂设备重启次数过多时,控制主板判定该下挂设备彻底故障无法通过重启进行自愈,从而停止对该下挂设备不断重启
综上所述,本发明具有以下有益效果:
1.实时监控下挂设备的运行状态,通过采集副板采集下挂设备的运行信息,有助于数据远距离的稳定传输,采集副板分析处理该数据后将对应的下挂设备运行状态反馈至控制主板,由控制主板统一进行批量的控制处理,提高故障处理的处理效率以及反应速度;
2.采集副板不间断地向下挂设备发送ping信号以确定下挂设备是否断线,当下挂设备断线时长达到故障标准时,采集副板上的从MCU可判定该下挂设备故障,从而减少控制主板的任务量,有助于提高故障处理效率;
3.通过显示模块可及时直接的观察到各下挂设备的运行状态,并且在需要时可直接通过按键模块直接手动控制下挂设备的运行,适应不同使用需求。
附图说明
图1为本发明中变电站自动化设备故障自愈系统的原理框图;
图2为本发明中变电站自动化设备故障自愈方法主进程的流程图;
图3为本发明中变电站自动化设备故障自愈方法次进程的流程图;
图4为本发明中各采集副板数据存储的原理框图;
图5为本发明中变电站自动化设备故障自愈方法主进程结束的流程图。
图中:100、控制主机;101、控制主板;102、采集副板;103、主机网关模块;104、显示模块;105、按键模块;200、从属分机;201、分级网关模块;202、继电控制模块;300、下挂设备。
具体实施方式
下面结合附图及实施例,对本发明进行详细描述。
实施例1:
一种变电站自动化设备故障自愈系统,参照图1,包括用于监控下挂设备300运行状态的控制主机100以及设置于每个下挂设备300上的从属分机200,从属分机200与控制主机100通信以将下挂设备300的运行状态实时的传送至控制主机100,并接受控制主机100的命令控制下挂设备300重启自愈。
参照图1,控制主机100包括控制主板101、采集副板102以及主机网关模块103,其中采集副板102有多个,每个采集副板102具有唯一IP地址,并且与唯一的下挂设备300相对应,用于采集对应下挂设备300的运行状态数据,采集副板102具体包括负责下挂设备300数据分析的从MCU;控制主板101包括与采集副板102通信的主MCU,主MCU负责通信参数的判断、处理,进而输出相应控制信号,具体为,向所有采集副板102发送地址信号,与地址信号的地址一致的采集副板102向控制主板101发送回反应对应下挂设备300运行状态的采集数据,另外,在采集副板102反馈下挂设备300故障时,控制主板101的主MCU输出重启的控制信号;主机网关设备与从属分机200通信,用于接收从属分机200的反馈信息以及向从属分机200发送控制类信号,从MCU通过主机网关设备向从属分机200进行ping操作,以确定下挂设备300是否断线。
参照图1,从属分机200设置在下挂设备300上,用于接收控制主机100的控制类信号并响应于控制类信号对下挂设备300进行相应控制,从属分机200包括与主机网关模块103通信的分机网关模块以及与分机网关模块电连接的继电控制模块202,分机网关模块接收到控制类信号后控制继电控制模块202启动,进而通过继电控制模块202控制下挂设备300的重启自愈。
参照图1,控制主机100上还设有与控制主板101通信的按键模块105,在需要人工进行控制时,可手动输入控制命令,另外控制主机100上还设有显示模块104,实时的显示各下挂设备300的运行状态,方便及时观察知晓。
实施例2:
一种变电站自动化设备故障自愈方法,应用于变电站自动化设备故障自愈系统,参照图2、图3以及图4,主要包括以下流程:
S100,配置各采集副板102唯一的地址参数;
S200,各采集副板102不断向对应下挂设备300进行ping操作以确定该下挂设备300是否断线,若该下挂设备300未断线,采集副板102反馈运转良好信号,进入流程S400,若该下挂设备300断线,进入流程S300;
S300,从MCU在该下挂设备300断线时即开始比较断线时长与标准时间的大小,若断线时长大于标准时间T,从MCU判定该下挂设备300故障并反馈故障信号,之后进入流程S400,若断线时长小于标准时间T,从MCU判定该下挂设备300运行正常并反馈运转良好信号,重新进入流程S200;
S400,控制主板101向所有采集副板102发送其中之一采集副板102的地址信号,若采集副板102接收到的地址信号与自身地址信号一致,该采集副板102向控制主板101发送对应下挂设备300的运行状态数据;
S500,主MCU接收到下挂设备300故障的信号后,向对应的从属分机200发送重启操作的控制信号;
S600,从属分机200的继电控制模块202接收到重启操作的控制信号后控制下挂设备300重新启动进行自愈;
S700,控制主板101不断更换采集副板102的地址重复S400、S500、S600的流程;
S800,在上述流程中,若任一下挂设备300连续重启达N次,则控制主板101判定该下挂设备300彻底故障,停止控制该设备重启自愈。
事实上,参照图2,流程S100、S500、S600、S700、S800构成变电站自动化设备故障自愈系统的主进程,主要包括控制主板101逐一请求采集副板102反馈采集到的下挂设备300运行状态,之后控制主板101对运行状态进行判断,进而控制下挂设备300重启进行自愈。
参照图3,流程S200、S300、S400构成变电站自动化设备故障自愈系统的次进程,主要包括采集副板102采集下挂设备300的运行状态、以及判断对应下挂设备300是否故障。
流程S100具体为,在开始使用之前,使用者皆通过按键模块105在系统中配置各个采集副板102的IP地址,采集副板102本无差别,在IP地址配置后,采集副副板与下挂设备300皆一一对应。
流程S100还可以为,在其他任何时刻,使用人员根据实际需要对采集副板102地址进行重新配置。
在流程S200中,采集副板102与下挂设备300之间通过串口进行通信,该串口通信为实时双向进行,而在流程S400中,控制主板101与采集副板102亦为串口通信,控制主板101实时可向采集副板102传送数据,而采集副板102反馈数据时仅有在收到对应地址信号后方可进行,具体通讯操作由主MCU控制各个进程切换,进而控制各个串口打开或中断来实现。
另外,参照图4,各采集副板102同时连接有存储端,存储端储存有各个采集副板102对应的下挂设备300的标准时间T,标准时间数据由各从MCU随时调用,标准时间T的长短可通过按键模块105进行配置。
在流程S400、S500、S600中,主MCU通过切换进程轮询采集各个下挂设备300的运行状态数据,亦可以理解为,各个下挂设备300的运行状态被各个采集副板102不断采集、不断更新,存储在一个采集序列中,而由主MCU同一调用,由于采集、存储、调用极快,所以可认为系统为实时监控。
参照图5,在流程S800中,设备重启次数达到判断下挂设备300彻底故障的标准N次时,主MCU不再控制该设备继续重启自愈,此外在任何需要时,可通过按键模块105对N的参数进行配置。
在整个监控过程中,变电站自动化设备故障自愈系统运行状态的所有采集数据,依照采集时间,存储在总的数据库中,留供后续使用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种变电站自动化设备故障自愈系统,其特征是:包括
分机网关模块,设置于下挂设备(300)上,用于发送下挂设备(300)的运行参数以及接收控制类信号;
采集副板(102),设置于控制主机(100)上,通过主机网关模块(103)与各个分机网关模块通信,用于采集下挂设备(300)的运行状态;
控制主板(101),设置于控制主机(100)上,包括与采集副板(102)通信的主MCU,负责通信参数的判断、处理,在采集副板(102)采集到下挂设备(300)通信中断时,输出重启操作的控制信号;
继电控制模块(202),设置于下挂设备(300)上,与分机网关模块通信,用于控制下挂设备(300)重启。
2.根据权利要求1所述的变电站自动化设备故障自愈系统,其特征是:
不同的采集副板(102)具有不同的IP地址,控制主板(101)向所有采集副板(102)发送地址信号,与所接收地址信号地址一致的采集副板(102)向控制主板(101)发送回反应对应下挂设备(300)运行状态的采集数据。
3.根据权利要求1所述的变电站自动化设备故障自愈系统,其特征是:
采集副板(102)包括与分机网关模块进行ping操作以判断下挂设备(300)是否断线的从MCU。
4.根据权利要求1所述的变电站自动化设备故障自愈系统,其特征是:还包括
按键模块(105),设置于控制主机(100)上,与控制主板(101)通信,用于手动输入控制命令。
5.根据权利要求1所述的变电站自动化设备故障自愈系统,其特征是:还包括
显示模块(104),设置于控制主机(100)上,与控制主板(101)通信,用于显示各个下挂设备(300)的运行状态。
6.一种变电站自动化设备故障自愈方法,应用于如权利要求1至5任一所述的变电站自动化设备故障自愈系统。
7.根据权利要求6所述的变电站自动化设备故障自愈方法,
配置采集副板(102)的地址参数;
采集副板(102)不断向下挂设备(300)发送ping信号以确定下挂设备(300)是否断线,若该下挂设备(300)断线时长达标准时间T,则从MCU判断该下挂设备(300)故障,其中标准时间T为判断对应下挂设备(300)故障的基准;
控制主板(101)向所有采集副板(102)发送地址信号,若采集副板(102)的IP地址与该地址信号一致,则该采集副板(102)向控制主板(101)反馈对应下挂设备(300)的运行状态;
控制主板(101)循环向所有采集副板(102)发送各采集副板(102)的地址信号以确定对应下挂设备(300)是否故障;
若有下挂设备(300)断线,控制主板(101)向继电控制模块(202)发送重启信号以使下挂设备(300)断电重启。
8.根据权利要求7所述的变电站自动化设备故障自愈方法,
显示模块(104)受控于控制主板(101)实时显示下挂设备(300)的运行状态。
9.根据权利要求7所述的变电站自动化设备故障自愈方法,
在必要时,可通过按键模块(105)手动控制下挂设备(300)运行状态。
10.根据权利要求7所述的变电站自动化设备故障自愈方法,
若任一下挂设备(300)连续重启达N次,则控制主板(101)判定该下挂设备(300)彻底故障,停止控制该设备重启自愈。
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