CN107591775A - 一种用于连接智能与常规二次设备的装置及变电站 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于连接智能与常规二次设备的装置及变电站，其中装置包括光纤接口、CPU控制模块、开入模块及开出模块，所述电源与所述CPU控制模块供电连接，所述CPU控制模块与所述开入模块、所述开出模块连接，所述装置用于通过所述开入模块连接常规二次设备，所述装置用于通过光纤接口连接智能二次设备的GOOSE网络。本发明的装置可将采集到的智能二次设备的信息通过逻辑判断后开出给常规二次设备，还能将常规二次设备的信息将逻辑判断后开出给智能二次设备，可以快速的实现断路器的联动，实现全站信息共享与逻辑配合，同时传输逻辑严密，不会出现误传信息或漏传信息的现象。

Description

一种用于连接智能与常规二次设备的装置及变电站

技术领域

本发明属于变电站保护技术领域，特别涉及一种用于连接智能与常规二次设备的装置及变电站。

背景技术

和传统的变电站相比较，智能变电站最突出的特点就是采用了网络化的结构，相应的二次回路被简化，设备对象被模型化了。现代化的智能变电站在传统变电站基础上增加了智能化的装置，普通的电磁式互感器已经被电子式互感器所替代，从而相关的二次回路也得到了很大程度上的简化，传统意义上流变多组次级形式的电缆引出变成了由少数几根光纤来输出，大大减少控制电缆使用，原材料上得到了很大的节省。智能变电站节约资源，节能减排，采用集成的设备，较常规变电站大大缩小变电站占地，节约土地。智能变电站已经大规模使用，是未来电力系统领域的重要发展趋势。

而实际工程中，对于旧站改造项目及一些发输电一体化项目，用户希望追赶时代的步伐，采用智能化设备，但受诸多因素影响而不能全站统一智能化，因此智能化二次设备与常规二次设备在一个站内同时存在，一些间隔用智能化设备而另外一些间隔用常规二次设备，并且这些智能化二次设备与常规二次设备间还要彼此联系才能实现全站的保护及监控需求，此种情况对于电网系统外的发电厂已有先例。如升压站为智能化变电站，开关量、模拟量等采用GOOSE网络传输，而发电机及辅助机组仍采用常规电站二次配置，开关量、模拟量采用电气硬接线。我们知道，要完成电站设备的安全、可靠运行，升压站设备与机组设备之间的状态信号、保护出口信息及保护间逻辑信息的传输必不可少，这就需要一种界于智能二次设备与常规二次设备之间的安全可靠的现代化装置来完成上述功能，它既具有常规二次设备的特点，又具有智能二次设备的高效、高安全、及高兼容性，利用该装置我们可以实现整站间设备逻辑关系的合理传输，实现整站的安全、可靠运行。现有电站二次设备中只有物理介质的光电转换设备或高压保护通道传输中的光纤接口设备，这两种设备均不能实现与常规站与智能站设备GOOSE网络的直流连接与通信，只能专线连接使用，无法很好的解决常规二次设备与智能站二次设备并存的情况下，各个设备间快速安全的信息传输。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于连接智能与常规二次设备的装置，用于解决现有技术中变电站在常规二次设备与智能二次设备并存的情况下，其设备间的信息不能快速安全传输的问题；同时提供了一种变电站。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于连接智能二次设备与常规二次设备的装置，包括光纤接口、CPU控制模块、开入模块及开出模块，所述CPU控制模块与所述开入模块、所述开出模块连接，所述装置用于通过所述开入模块连接常规二次设备，所述装置用于通过光纤接口连接智能二次设备的GOOSE网络。

进一步地，还包括对时模块。

进一步地，还包括自检模块，所述自检模块用于对所述出口模块、所述对时模块进行检测。

进一步地，还包括电源插件，所述电源插件与所述CPU控制模块供电连接。

进一步地，所述开入模块为光电隔离开入模块。

本发明还提供了一种变电站，包括智能二次设备、常规二次设备，还包括用于连接智能二次设备与常规二次设备的装置，所述装置包括光纤接口、CPU控制模块、开入模块及开出模块，所述CPU控制模块与所述开入模块、所述开出模块连接，所述装置用于通过所述开入模块连接常规二次设备，所述装置用于通过光纤接口连接智能二次设备的GOOSE网络。

进一步地，所述装置还包括对时模块。

进一步地，所述装置还包括自检模块，所述自检模块用于对所述出口模块、所述对时模块进行检测。

进一步地，还包括电源插件，所述电源插件与所述CPU控制模块供电连接。

进一步地，所述开入模块为光电隔离开入模块。

本发明的有益效果是：

本发明的用于连接智能二次设备与常规二次设备的装置，包括光纤接口、CPU控制模块、开入模块及开出模块，所述CPU控制模块与所述开入模块、开出模块连接，装置用于通过所述开入模块连接常规二次设备，装置用于通过光纤接口连接智能二次设备的GOOSE网络。本发明的装置可将采集到的智能二次设备的信息通过逻辑判断后开出给常规二次设备，还能将常规二次设备的信息将逻辑判断后开出给智能二次设备，可以快速的实现断路器的联动，实现全站信息共享与逻辑配合，同时传输逻辑严密，不会出现误传信息或漏传信息的现象。

附图说明

图1为本发明的用于连接智能二次设备与常规二次设备的装置的示意图；

图2为本发明的变电站的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

本发明一种变电站的实施例：

一种变电站，包括智能二次设备、常规二次设备以及用于连接智能二次设备与常规二次设备的装置，包括电源插件、光电转换接口、光纤接口、CPU控制模块、开入采集模块和出口模块，电源插件与CPU控制模块供电连接，CPU控制模块与开入采集模块、出口模块连接，装置通过光电转换接口连接常规二次设备，装置通过光纤接口(该光纤用于传输GOOSE报文)连接智能二次设备(对应于图2中的开关智能单元、数字保护1、数字保护2及数字保护3)，如图2所示。

下面对该装置的各个模块功能进行解释说明，如图1所示：

电源插件：具有80VDC～300VDC宽范围输入，83％高效率，抗干扰性极强，并允许交流输入。

光纤接口：用于连接智能二次设备，最大提供8路GOOSE数据点对点端口，其端口为LC型光纤头端口，满足保护等间隔装置的点对点采样要求，对应于装置中的eth2～eth9。

CPU模块：包括对时模块和自检模块；其中，对时模块支持IEC61588或B码(DC)对时方式，对时硬件接口均为冗余配置，事件时标精度≤1ms；自检模块用于对出口模块、电源、对时模块进行检测，当出现异常时，装置对应的告警灯亮，同时发送GOOSE告警信号，并根据其严重程度决定是否闭锁装置功能，防止事故的进一步扩大。

此外，提供两路光串口输入，用于接入B码或光秒脉冲，还包括四个灯，其中，两个灯指示两个输入的状态；提供两路光纤以太网口及ST接口，均支持IEC61588对时，另外两个灯指示两个以太网口的状态，分别对应装置中的eth0和eth1；还有一路电网口作为调试配置用，对应于配置中的eth10；还提供一个光脉冲输出的PPS测试口。

开入模块：可提供21路开入，工作电压为DC220V或DC110V(模块上有电压规格的标注)，当开入电压＜额定工作电压的55％时，开入保证为0，当开入电压＞额定工作电压的70％时，开入保证为1。开入模块采光电隔离装置的空触点开入，最大提供84路，用于常规设备信号传输、逻辑开出、告警信息的采集和监视，其信号采集回路具有防止接点抖动的能力，消抖时间可通过定值整定。

开出模块：提供14副常开触点，该装置支持接收、解析智能二次设备或测控发出的GOOSE报文，经由该装置解析判断后，驱动开出触点，传输给二次保护测控设备，保护设备从接收GOOSE报文到开出继电器动作，断路器断开，延时≤3ms。

本发明的装置直接或通过网络基于GOOSE报文发布采集信息，直接或通过网络基于GOOSE报文接收指令，驱动执行器完成控制功能，并具有防误操作功能。在装置工作的过程中，装置上送所有GOOSE报文的品质Q及GOOSE帧头中的测试位于Test置位，装置处于检修状态；在装置接收到GOOSE命令后，如果GOOSE命令的检修状态跟装置的检修状态不一致则不处理该命令，仅保持GOOSE正常链路，如果GOOSE命令的检修状态跟装置的检修状态一致则执行GOOSE命令。

本发明还提供了一种用于连接智能二次设备与常规二次设备的装置，该装置包括光纤接口、CPU控制模块、开入模块及开出模块，CPU控制模块与开入模块、开出模块连接，该装置用于通过所述开入模块连接常规二次设备，且该装置用于通过光纤接口连接智能二次设备的GOOSE网络。

综上，本发明的装置可将采集到的智能二次设备的信息通过逻辑判断后开出给常规二次设备，还能将常规二次设备的信息将逻辑判断后开出给智能二次设备，可以快速的实现断路器的联动，实现全站信息共享与逻辑配合，同时传输逻辑严密，不会出现误传信息或漏传信息的现象。

例如，对于某发电用户，原有一座常规水电站，机组出口通过升压变升压至220kV后接入电网，本期改造220kV升压站保护测控设备为常规采样GOOSE跳闸的智能化设备，包括母差、线路、分段相应的保护、测控、高压侧智能终端；机组侧仍采用常规二次方案，包括发变组保护、机组LCU控制、操作箱等。在站内机组故障或者异常时需要跳开220kV升压站侧对应主变高压断路器、分段/母联断路器，同时可以传输保护逻辑信号至各个升压站智能线路保护及母差保护设备；当220kV升压站主变故障时，智能保护动作跳开高压侧断路器时，也要通过该发明装置将跳闸信息通过GOOSE输入后，进行逻辑判别，然后通过开出模块传输给发电机保护，以便联跳。220kV侧的开关信息，也可由开关智能单元与该发明设备之前的GOOSE网络，将信息传输至该发明装置，然后由开出模块开出传送至发电机保护设备，传输时间在4-5ms，并且采用双开出模式，开出信号位于不同的插件，以保证可靠性。该发明装置数量根据需要选择是否双套配置，也可单套配置，本工程由于发电机保护设备为双套，因此采用双套配置，也可以为单套。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于以上所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于连接智能二次设备与常规二次设备的装置，其特征在于，包括光纤接口、CPU控制模块、开入模块及开出模块，所述CPU控制模块与所述开入模块、所述开出模块连接，所述装置用于通过所述开入模块连接常规二次设备，所述装置用于通过光纤接口连接智能二次设备的GOOSE网络。

2.根据权利要求1所述的用于连接智能二次设备与常规二次设备的装置，其特征在于，还包括对时模块。

3.根据权利要求2所述的用于连接智能二次设备与常规二次设备的装置，其特征在于，还包括自检模块，所述自检模块用于对所述出口模块、所述对时模块进行检测。

4.根据权利要求1所述的用于连接智能二次设备与常规二次设备的装置，其特征在于，还包括电源插件，所述电源插件与所述CPU控制模块供电连接。

5.根据权利要求1所述的用于连接智能二次设备与常规二次设备的装置，其特征在于，所述开入模块为光电隔离开入模块。

6.一种变电站，包括智能二次设备、常规二次设备，其特征在于，还包括用于连接智能二次设备与常规二次设备的装置，所述装置包括光纤接口、CPU控制模块、开入模块及开出模块，所述CPU控制模块与所述开入模块、所述开出模块连接，所述装置用于通过所述开入模块连接常规二次设备，所述装置用于通过光纤接口连接智能二次设备的GOOSE网络。

7.根据权利要求6所述的变电站，其特征在于，所述装置还包括对时模块。

8.根据权利要求7所述的变电站，其特征在于，所述装置还包括自检模块，所述自检模块用于对所述出口模块、所述对时模块进行检测。

9.根据权利要求6所述的变电站，其特征在于，还包括电源插件，所述电源插件与所述CPU控制模块供电连接。

10.根据权利要求6所述的变电站，其特征在于，所述开入模块为光电隔离开入模块。