CN201576963U - 基于iec 61850的变电站智能数据装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种变电站智能数据装置。传统的变电站智能数据采集系统都采用终端/前置/服务器模式，增加了中间通信环节，降低了数据传输的可靠性，且在数据传输过程中存在许多无法预知的安全隐患。本实用新型的特征在于它包括两块中央处理板和能在两块中央处理板之间进行切换的人机交互模块，两块中央处理板之间设有一物理隔离通道，中央处理板通过总线模块连接电源模块和至少一块通信板，所述的人机交互模块通过总线模块分别与所述的两块中央处理板连接。本实用新型将数据直接接入实时数据库以及设置单向物理隔离的双处理板架构，既确保了数据采集的可靠性、准确性和完整性，又提高了系统的安全性，使用维护方便。

Description

基于IEC 61850的变电站智能数据装置
【技术领域】
本实用新型涉及电力系统设备，具体地说是一种基于IEC 61850的变电站智能数据装置。
【背景技术】
目前，在电力系统中，实时数据库管理系统正在逐步推广和应用，将实时数据库系统与其它系统(包括SCADA/EMS、变电站自动化系统、电能量采集系统、配变监测系统、负荷控制系统、变电站设备在线监测系统等)进行集成，实现统一的实时数据管理平台。
变电站内IED设备的运行数据中存在大量的准实时和非实时的数据信息，如电网继电保护故障信息、变电站直流系统监测信息、蓄电池监测信息、主设备状态监测信息等，上述信息的异常情况需要被及时反映到相关专业部门及专业管理人员，一般都需要靠数据采集设备或系统采集IED设备的数据然后传至实时数据库来实现。但是现有的数据采集系统都是根据各自系统的专业应用需求建立的，采集的数据是各自系统所关心的部分，而并非IED设备所能提供的所有数据，接入实时数据库的数据是有限、可靠性和完整性差。
电力系统传统的数据采集系统都采用终端/前置/服务器模式，增加了中间通信环节，降低了数据传输的可靠性。
此外，现有的数据采集系统大多不具有有效的数据安全隔离措施，在数据传输过程中存在许多无法预知的安全隐患。
【实用新型内容】
为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供一种基于IEC 61850的变电站智能数据装置，用以采集、处理IED设备的数据，通过IEC 61850接口将数据直接接入实时数据库，去除了通信前置机，向实时数据库提供可靠、准确、完整的数据，并提高系统的安全性。
本实用新型采用以下技术方案：基于IEC 61850的变电站智能数据装置，其特征在于：它包括两块中央处理板和能在两块中央处理板之间进行切换的人机交互模块，两块中央处理板之间设有一物理隔离通道，中央处理板通过总线模块连接电源模块和至少一块通信板，所述的人机交互模块通过总线模块分别与所述的两块中央处理板连接。通信板主要用来扩展中央处理板的通信接口能力，电源模块为装置内的各硬件模块提供了可靠的电源。
本实用新型采用嵌入式的软硬件平台，设计基于IEC 61850标准协议的转换接口。中央处理板(CPU板)用以完成所有工作，例如：对1ED的数据采集、规约解析与转发、人机界面管理、上行通信处理等功能，两块CPU板之间相互独立采集信息；两CPU板之间采用物理单向隔离，即只能把2#CPU板采集到的信息单向转发给1#CPU板，反之则不然。物理隔离通道从物理上限制了数据只能单向传输，保证了系统的安全性。人机交互模块便于在当地获取终端参数、系统参数的设置情况及设备的运行状态等信息并进行设置修改，操作维护方便，人机交互模块可在两块中央处理板之间切换。
所述的中央处理板上装有中央处理模块(包含CPU)、大容量CF卡外存储器、独立的时钟电路、逻辑控制模块和系统内存，中央处理板上设有四路以太网接口(其中一路作内部单向通信使用)、十四路通信串行口、一路CAN接口和一路GPS秒脉冲硬对时接口和多个MMI接口；十四路通信串行口中的十二路通过通信板对外引出，可根据实际需要配置通信板。
所述的人机交互模块包括键盘、显示器、复位电路及指示灯，这些设备都与CPU板的总线相连。显示器主要显示本地装置的本身参数和现场设备的信息及其相关运行状态，键盘用以进行本地控制，在必要时实现适当的人工干预。
本实用新型具有以下有益效果：通过基于IEC 61850协议的接口将数据直接接入实时数据库以及设置单向物理隔离的双处理板架构，既确保了数据采集的可靠性、准确性和完整性，又提高了系统的安全性，使用维护方便。
【附图说明】
图1为本实用新型的原理示意图。
图2为本实用新型中央处理板的原理示意图。
【具体实施方式】
如图1所示的基于IEC 61850的变电站智能数据装置，两块中央处理板(CPU板)、通信板和电源模块通过总线模块相连，人机交互模块可在两块CPU板之间切换。装置外壳采用6U机箱，所有硬件模块都采用背插式结构。两块中央处理板通过物理单向以太网总线相连(物理单向以太网总线连接在单向以太网口或备用单向通信串行口上)，两者之间设有一物理隔离通道。
如图2所示，CPU板上装有中央处理模块(包含CPU)、CF卡外存储器、独立的时钟电路、逻辑控制模块和系统内存。CPU采用嵌入式X86处理器，X86处理器通过PC/104模块与PC/104总线相连。CPU板上设有三个10/100M以太网接口、一路CAN接口、一路GPS秒脉冲硬对时接口和多个MMI接口，十二路通信串行口被映射到相应的通信板，三个以太网接口形成数据上传通道，用以连接主站系统，一个GPS秒脉冲对时接口形成硬对时通道。MMI接口用以连接人机交互模块(即MMI模块)。所述的通信板上装有串行通信口外围电路、光隅隔离电路和232/485选择电路，232/485选择电路与中央处理板上的扩展串口RS232/485连接。
人机交互模块由键盘、显示器、复位电路及指示灯组成，指示灯由电源指示灯、运行指示灯、告警指示灯和复位指示灯组成，键盘可根据需要设置上、下、左、右、加、减、确认、退出等键。
电源模块为整个装置提供必要的工作电源。电源输入为DC220V/110V或AC220V，提供两组DC24V直流电源输出，各电源输出之间相互隔离。电源输出功率不低于100W，电源输出通过总线模块引出。

Claims (5)

1.基于IEC 61850的变电站智能数据装置，其特征在于：它包括两块中央处理板和能在两块中央处理板之间进行切换的人机交互模块，两块中央处理板之间设有一物理隔离通道，中央处理板通过总线模块连接电源模块和至少一块通信板，所述的人机交互模块通过总线模块分别与所述的两块中央处理板连接。
2.根据权利要求1所述的变电站智能数据装置，其特征在于所述的中央处理板上装有中央处理模块、大容量CF卡外存储器、独立的时钟电路、逻辑控制模块和系统内存，中央处理板上设有以太网接口、通信串行口、CAN接口和GPS秒脉冲硬对时接口和MMI接口。
3.根据权利要求1或2所述的变电站智能数据装置，其特征在于所述的两块中央处理板之间通过物理单向以太网总线相连。
4.根据权利要求3所述的变电站智能数据装置，其特征在于：所述的通信板上装有串行通信口外围电路、光隅隔离电路和232/485选择电路。
5.根据权利要求3所述的变电站智能数据装置，其特征在于：所述的人机交互模块包括液晶显示器、键盘、复位电路和指示灯，它们都与中央处理板的总线相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102299562A (zh) * 2011-08-17 2011-12-28 中电普瑞科技有限公司 一种串联电容器补偿装置的监控系统
CN114640552A (zh) * 2022-03-25 2022-06-17 北京交大思诺科技股份有限公司 双模式lkj人机交互单元

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