CN110011417A - 实时监视变配电站继电保护及故障录波设备的嵌入式装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实时监视变配电站继电保护及故障录波设备的嵌入式装置,本发明还提供一种适用上述嵌入式装置的信息互联系统。所述嵌入式装置通过串口卡连接支持串口的保护装置;通过网口卡连接本级站点的支持网口的保护装置和故障录波装置、下级站点的保护装置,并与上级主站系统进行信息的互联互通;由核心板的处理器,对获得的信息数据进行分析管理;串口卡、网口卡和核心板采用总线方式插入公共背板;本发明的嵌入式装置结构简单,成本低,低功耗,安装方便,操作简单,可扩展性强,能够适应变配电站已安装的不同电压等级、不同类型、不同厂家保护装置和故障录波装置,能够对保护设备远程维护、故障智能分析以及移动作业提供系统支持。

Description

实时监视变配电站继电保护及故障录波设备的嵌入式装置
技术领域
本发明涉及实时监视变配电站继电保护及故障录波设备的嵌入式装置。
背景技术
继电保护装置是关系到电网安全稳定运行的重要设备,是电力系统不可缺少的重要组成部分,因此继电保护装置的日常管理成为电力系统的重用工作内容之一。由于继电保护装置种类繁多、厂家型号纷繁复杂,给装置管理造成很大压力。比如,不同厂家除了在功能上满足一致性要求,在内部原理、定值管理、通信传输等方面都存在很大差异。而且,厂家本身也存在不同时期的装置,技术手段和软件版本也会不同。这些,都造成继电保护装置难以管理,从而提高了对运维人员的技术要求。
另外,根据电压等级的不同,继电保护配置的类型、责任主体和管理要求也不同。35kV及以下继电保护管理相对落后,各继电保护装置本身相对孤立,缺乏远程管理手段,一旦出现故障,必须第一时间赶到现场,查看装置液晶显示,下载故障录波文件,再进行故障分析,极大影响了故障处理的及时性和准确性。
发明内容
本发明公开了一种实时监视变配电站继电保护及故障录波设备的嵌入式装置,和适用该嵌入式装置的一种信息互联系统,对保护设备远程维护、故障智能分析以及移动作业提供系统支持。
本发明的一个技术方案是提供一种实时监视变配电站继电保护及故障录波设备的嵌入式装置,其包含串口卡、网口卡、核心板、公共背板;
通过串口卡上配置的串口,连接支持串口的保护装置;
通过网口卡上配置的网口,连接本级站点的支持网口的保护装置和故障录波装置、下级站点的保护装置,并与上级主站系统进行信息的互联互通;
所述串口卡、网口卡和核心板采用总线方式插入公共背板;
所述核心板设有处理器,对从保护装置和故障录波装置获得的信息数据进行分析管理。
优选地,所述嵌入式装置实时读取保护装置的模拟量、开关量、软压板状态、当前定值、当前定值组号、告警信息和动作信息,并可实时读取保护装置和故障录波装置的录波文件来进行解析。
优选地,所述嵌入式装置进一步包含外壳,所述串口卡、网口卡、核心板、公共背板放置在所述外壳中。
优选地,所述串口板、网口板采用可插拔方式,并分别提供多个扩展插槽;所述公共背板采用PCI总线方式。
优选地,具有一个或多个串口卡;每个串口卡配置8个RS485/RS232串口,通过拨轮切换相应串口处在支持RS485或支持RS232的工作状态;
具有一个或多个网口卡;每个网口卡配置3个10M/100M独立网口,并通过连接网络交换机进行网口扩充;
所述核心板包含intelX86架构的处理器及内存;
公共背板是一种Compact CPI板卡,设置有8个安装板卡槽位,并设置有2个电源卡槽以支持双电源输入。
优选地,所述嵌入式装置安装在35kV/110kV变电站二次设备柜内,其与110kV变电站、35kV变电站、10kV开关站的继电保护装置、110kV/35kV变电站的故障录波装置,实现信息的互联互通。
优选地,所述嵌入式装置基于IEC61850通信规约,来与上级主站系统进行信息的互联互通。
本发明的另一个技术方案是提供一种信息互联系统,包含上述的任意一种实时监视变配电站继电保护及故障录波设备的嵌入式装置;
所述嵌入式装置位于变电层,与变电层上支持网口的保护装置、故障录波器,通过第一网络汇聚装置实现信息传输;
变电层上支持串口的保护装置与第一串口汇聚装置连接,所述第一串口汇聚装置与第一网络汇聚装置连接,实现与嵌入式装置的信息传输;
配电层上支持串口的保护装置与第二串口汇聚装置连接,所述第二串口汇聚装置及支持网口的保护装置与第一网络汇聚装置连接,实现与嵌入式装置的信息传输。
优选地,所述第一网络汇聚装置与主站层的通信服务器连接,主站层上的数据库服务器、应用服务器、继保工作站、调度工作站,通过第三网络汇聚装置与所述通信服务器连接,实现与嵌入式装置的信息传输;
主站层上的Web服务器、远程调用的装置,通过第四网络汇聚装置、正反向物理隔离装置,接入第三网络汇聚装置来与通信服务器连接,进而实现与嵌入式装置的信息传输。
本发明的嵌入式装置能够适应变配电站已安装的不同电压等级、不同类型、不同厂家保护装置和故障录波装置,能够对保护设备远程维护、故障智能分析以及移动作业提供系统支持。
本发明的嵌入式装置结构简单,成本低,低功耗,安装方便,操作简单,可扩展性强,能够兼容各种类型保护装置和故障录波装置,能够实时监测保护模拟量、开关量、软压板、定值、告警、事件、录波文件等信息,并通过网口将信息传输至远端主站,实现了变配电站继电保护和故障录波装置的远程实时在线监测,有效提高了故障处理的实时性和准确性。
本发明可以有效解决继电保护装置过于分散无法管理、类型繁杂无法统一、故障数据无法获取等诸多问题,有效提高10kV及以下电压等级配网继电保护装置的自动化管理水平。
附图说明
图1是本发明所述实时监视变配电站继电保护及故障录波设备的嵌入式装置的示意图。
图2是包含本发明所述嵌入式装置的一种信息互联系统的示意图。
具体实施方式
如图1所示,本发明提供一种实时监视变配电站继电保护及故障录波设备的嵌入式装置,包含:串口卡1、网口卡2、核心板3、公共背板5。这些板卡被收置在该嵌入式装置的外壳4中。
所述的串口板1、网口板2采用可插拔方式,并提供多个扩展插槽。所述的公共背板5采用PCI总线方式。所述的串口卡1、网口卡2和核心板3采用总线方式插入公共背板5。所述的核心板3设有处理器对获得的信息数据进行分析管理。
示例地,每个串口卡1可配置8个RS485/RS232串口,RS485和RS232可以通过拨轮进行切换;每个网口卡2可配置3个10M/100M独立网口;核心板3采用潜入式设计,低功耗,intelX86架构,512M内存,散热铜片散热,无风扇;公共背板5采用CompactCPI标准背板技术,8个安装板卡槽位(含主板),2个电源卡槽,支持双电源输入。
本发明的嵌入式装置,可实时读取保护装置的模拟量、开关量、软压板状态、当前定值组号;可读取保护装置当前定值;可实时获取保护装置告警信息和动作信息;可实时读取保护装置和故障录波装置的录波文件,并进行解析。
本发明的嵌入式装置,能够适应变配电站已安装的不同电压等级、不同类型、不同厂家保护装置和故障录波装置,能够对保护设备远程维护、故障智能分析以及移动作业提供系统支持。
图2示出一种适用本发明所述嵌入式装置的信息互联系统,图中椭圆虚线部分为上述的嵌入式装置,其可安装在35kV/110kV变电站二次设备柜内,作为保护信息子站。
该嵌入式装置,通过串口卡1上配置的串口,连接支持串口的保护装置;通过网口卡2上配置的网口,连接支持网口的保护装置和故障录波装置,如果保护装置数量较多,可以另外通过网络交换机进行网口扩充。本装置可通过网络延伸的方式连接下级10kV站点的保护装置。
图例中,该嵌入式装置在变电层,与变电层上支持网口的保护装置、故障录波器,以及经串口汇聚的支持串口的保护装置,通过第一网络交换机(网络汇聚)实现信息传输;并且,配电层上,经串口汇聚的支持串口的保护装置、支持网口的保护装置等,通过第二网络交换机与变电层的第一网络交换机连通,实现与该嵌入式装置的信息传输。
本发明的嵌入式装置支持各种类型、各种电压等级及各个厂家的保护装置和故障录波装置的通信协议,对上支持IEC61850通信规约。通过嵌入式装置提供的网口,可以与上级主站系统进行互联。
图例中,该嵌入式装置通过变电层的第一网络交换机与主站层的通信服务器连接以传输信息,主站层上的数据库服务器、应用服务器、继保工作站、调度工作站,通过第三网络交换机与通信服务器连接,来与嵌入式装置传输信息。并且,Web服务器、远程调用的装置等通过第四网络交换机及正反向的物理隔离装置接入第三网络交换机,与通信服务器连接来与嵌入式装置传输信息。
综上所述,本发明结合110kV、35kV及10kV开关站继电保护装置的特点,同时充分考虑日常运维管理的具体要求,设计了适合110kV及以下电压等级继电保护装置管理的嵌入式装置,实现110kV变电站、35kV变电站、10kV开关站继电保护装置、110kV/35kV变电站故障录波等装置的信息互联互通,并通过专用通道实现数据的上传;在调度和运检端,通过继电保护装置管理平台,实现日常化的远程监控和管理;同时,在故障发生时,能自动收集故障数据,做出初步分析和智能判断。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种实时监视变配电站继电保护及故障录波设备的嵌入式装置,其特征在于,包含串口卡、网口卡、核心板、公共背板;
通过串口卡上配置的串口,连接支持串口的保护装置;
通过网口卡上配置的网口,连接本级站点的支持网口的保护装置和故障录波装置、下级站点的保护装置,并与上级主站系统进行信息的互联互通;
所述串口卡、网口卡和核心板采用总线方式插入公共背板;
所述核心板设有处理器,对从保护装置和故障录波装置获得的信息数据进行分析管理。
2.如权利要求1所述的嵌入式装置,其特征在于,
所述嵌入式装置实时读取保护装置的模拟量、开关量、软压板状态、当前定值、当前定值组号、告警信息和动作信息,并可实时读取保护装置和故障录波装置的录波文件来进行解析。
3.如权利要求1所述的嵌入式装置,其特征在于,
所述嵌入式装置进一步包含外壳,所述串口卡、网口卡、核心板、公共背板放置在所述外壳中。
4.如权利要求1所述的嵌入式装置,其特征在于,
所述串口板、网口板采用可插拔方式,并分别提供多个扩展插槽;
所述公共背板采用PCI总线方式。
5.如权利要求1所述的嵌入式装置,其特征在于,
具有一个或多个串口卡;每个串口卡配置8个RS485/RS232串口,通过拨轮切换相应串口处在支持RS485或支持RS232的工作状态;
具有一个或多个网口卡;每个网口卡配置3个10M/100M独立网口,并通过连接网络交换机进行网口扩充;
所述核心板包含intelX86架构的处理器及内存;
公共背板是一种Compact CPI板卡,设置有8个安装板卡槽位,并设置有2个电源卡槽以支持双电源输入。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的嵌入式装置,其特征在于,
所述嵌入式装置安装在35kV/110kV变电站二次设备柜内,其与110kV变电站、35kV变电站、10kV开关站的继电保护装置、110kV/35kV变电站的故障录波装置,实现信息的互联互通。
7.如权利要求6所述的嵌入式装置,其特征在于,
所述嵌入式装置基于IEC61850通信规约,来与上级主站系统进行信息的互联互通。
8.一种信息互联系统,包含权利要求1-7中任意一项所述实时监视变配电站继电保护及故障录波设备的嵌入式装置,其特征在于,
所述嵌入式装置位于变电层,与变电层上支持网口的保护装置、故障录波器,通过第一网络汇聚装置实现信息传输;
变电层上支持串口的保护装置与第一串口汇聚装置连接,所述第一串口汇聚装置与第一网络汇聚装置连接,实现与嵌入式装置的信息传输;
配电层上支持串口的保护装置与第二串口汇聚装置连接,所述第二串口汇聚装置及支持网口的保护装置与第一网络汇聚装置连接,实现与嵌入式装置的信息传输。
9.如权利要求8所述的信息互联系统,其特征在于,
所述第一网络汇聚装置与主站层的通信服务器连接,主站层上的数据库服务器、应用服务器、继保工作站、调度工作站,通过第三网络汇聚装置与所述通信服务器连接,实现与嵌入式装置的信息传输;
主站层上的Web服务器、远程调用的装置,通过第四网络汇聚装置、正反向物理隔离装置,接入第三网络汇聚装置来与通信服务器连接,进而实现与嵌入式装置的信息传输。
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