CN201594825U - 一种gis间隔控制器与操作机构间的双光纤拓扑结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种GIS间隔控制器与操作机构间的双光纤拓扑结构，包括GIS数字式间隔测控装置和多个智能监控装置通信模块，多个智能监控装置通信模块由第一智能监控装置通信模块至第N智能监控装置通信模块组成，其中N是大于1的自然数，所述GIS数字式间隔测控装置的通讯控制模块和第一至第N智能监控装置通信模块采用双路光纤依次串接为双回路，双回路的信号传输方向相反。本实用新型使用两路双向的光纤来传输所有信号，不但节省了金属耗用量，而且光纤传输不受高电压电磁辐射的干扰，在复杂的电磁环境下能够稳定传输各种信号，同时提高了设备运行的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型属于GIS气体绝缘开关控制领域，涉及一种GIS间隔控制器与操作机构间的通信网络结构，尤其是一种GIS间隔控制器与操作机构间的双光纤拓扑结构。
背景技术
GIS为气体绝缘开关，又称为六氟化硫封闭式开关，是目前高压输电领域应用最为广泛的一种断路器设备，其通常使用在发电厂、变电站、大型工矿企业等场所。由于气体绝缘开关的控制比较复杂，并且通常是多个间隔同时配置，这样就有大量的控制线路，包括断路器分/合闸信号线、接地开关分/合闸信号和隔离开关分/合闸信号等大量的信号线。所有控制信号都需要从控制室发送到每一个气体绝缘开关上，同时气体绝缘开关的状态信号，包括断路器分/合闸到位信号、接地开关状态信号、隔离开关位置信号、连锁异常信号、控制回路断线报警、三相不同期报警等又都需要从气体绝缘开关回送给控制室。对于所有这些信号，目前主要的传输方式是用电缆点对点连接，数量达50多根，造成现场施工工作量增大，总体造价偏高，即不经济又不可靠，因为在高压强磁场环境下，低压信号极易被干扰，产生信号误判，严重时造成设备的损坏。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种GIS间隔控制器与操作机构间的双光纤拓扑结构，该结构使用两路双向的光纤来传输所有信号，使其能够达到节省金属耗用量，稳定传输各种信号的目的。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：
这种GIS间隔控制器与操作机构间的双光纤拓扑结构，包括GIS数字式间隔测控装置和多个智能监控装置通信模块，所述多个智能监控装置通信模块由第一智能监控装置通信模块至第N智能监控装置通信模块组成，其中N是大于1的自然数。所述GIS数字式间隔测控装置的通讯控制模块和第一至第N智能监控装置通信模块采用双路光纤依次串接为双回路，所述双回路的信号传输方向相反。
上述GIS数字式间隔测控装置和多个智能监控装置通信模块分别都设有两入两出的光纤端子接口；其中两入两出的光纤端子中的一入一出为第一回路接线端子，另外一入一出为第二回路接线端子。
上述智能监控装置通信模块设有一个FPGA芯片，所述FPGA芯片连接有一个光电转换模块和一个电光转换模块，光电转换模块和电光转换模块分别连接两入两出的光纤端子作为通信接口，所述两入两出的光纤端子作为通信接口通过光纤连入双回路。
本实用新型使用两路双向的光纤来传输所有信号，不但节省了金属耗用量，而且光纤传输不受高电压电磁辐射的干扰，在复杂的电磁环境下能够稳定传输各种信号，同时提高了设备运行的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的GIS双光纤数据传输结构框图；
图2为本实用新型的智能监控装置通信模块结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
参见图1：本实用新型包括GIS数字式间隔测控装置和多个智能监控装置通信模块，其中如图所示，多个智能监控装置通信模块由第一智能监控装置通信模块至第N智能监控装置通信模块组成，N是大于1的自然数。GIS数字式间隔测控装置和多个智能监控装置通信模块分别都设有两入两出的光纤端子接口；其中两入两出的光纤端子中的一入一出为第一回路接线端子，另外一入一出为第二回路接线端子。利用两入两出的光纤端子接口，GIS数字式间隔测控装置的通讯控制模块和第一至第N智能监控装置通信模块采用双路光纤依次串接为双回路，所述双回路的信号传输方向相反。
参见图2，智能监控装置通信模块是按照本实用新型的双光纤拓扑结构的需要设计的一个具有信息处理功能的模块，它设有一个FPGA芯片，FPGA芯片连接有一个光电转换模块和一个电光转换模块，光电转换模块和电光转换模块分别连接两入两出的光纤端子作为通信接口，所述两入两出的光纤端子作为通信接口通过光纤连入双回路。由双回路输入智能监控装置通信模块的光信号转为电信号，进入FPGA芯片进行处理，然后将处理后的数据经过电光转换通过光纤输出。
另外，本实用新型的另一个重要设备-GIS数字式间隔测控装置是一现有设备，其结构如下：
GIS数字式间隔测控装置包括CPU模块，其中CPU模块由FPGA芯片、ARM处理器、RAM存储器、看门狗电路、FISH和晶振电路组成。CPU模块经CAN总线连接有人机界面模块，CPU模块经A/D转换电路与模拟量输入模块连接，CPU模块还通过高速数据总线与4-20mA模拟量转换模块连接，开关量输入模块经光电隔离电路与CPU模块连接，开关量输出模块通过驱动电路与CPU模块连接，CPU模块还与开关分、合闸操作模块连接，ARM处理器还与GPS时钟输入电路、通讯扩展接口和光以太网接口连接。对于该设备的描述，在现有已公开的专利号为200820030213.9的专利中有详细说明。
本实用新型信号的传输原理简单描述如下(参见图1)：
1)双光纤传输数据一路由左向右传输，路径经过标注为2、3、4、5的光纤线路；另一路由右向左传输，路径经过为标注为6、7、8、9的光纤线路，形成双环网。
2)GIS数字式间隔测控装置以串行方式发送每个智能监控装置通信模块的控制信息，每个智能监控装置通信模块根据自己接收到的数据来控制开关，同时送出自己当前的工作状态。
3)每个智能监控装置通信模块按位置(顺序)接收GIS数字式间隔测控装置所发的命令，实现本操作机构的控制，同时装入自己状态信息和后续智能监控装置通信模块的命令再串行发出，以此类推，完成整个环网的数据传输。
4)每当发完一个完整的控制数据，GIS数字式间隔测控装置和每一个智能监控装置通信模块将两个路径所传输的数据进行比对和纠正，以提高通信可靠性。
综上所述，本实用新型具有以下优点：
1)节省了大量电缆和现场安装的工作量及劳动强度，降低系统整体造价。
2)极大地提高了信号传输的抗干扰性，因为光纤本身具有极好的抗强电磁干扰能力；其次采取双冗余设计，即能进行彼此数据验证，同时防止一路光纤损坏导致数据丢失，更进一步提高信息传输的可靠性。
3)光纤接口统一化、标准化和简单化，间隔控制器和每个智能模块均为双入双出的标准四端口光纤接口，便于批量生产。
Claims (3)
1.一种GIS间隔控制器与操作机构间的双光纤拓扑结构，包括GIS数字式间隔测控装置和多个智能监控装置通信模块，所述多个智能监控装置通信模块由第一智能监控装置通信模块至第N智能监控装置通信模块组成，其中N是大于1的自然数，其特征在于：所述GIS数字式间隔测控装置的通讯控制模块和第一至第N智能监控装置通信模块采用双路光纤依次串接为双回路，所述双回路的信号传输方向相反。
2.根据权利要求1所述的GIS间隔控制器与操作机构间的双光纤拓扑结构，其特征在于：所述GIS数字式间隔测控装置和多个智能监控装置通信模块分别设有两入两出的光纤端子接口；其中两入两出的光纤端子中的一入一出为第一回路接线端子，另外一入一出为第二回路接线端子。
3.根据权利要求1所述的GIS间隔控制器与操作机构间的双光纤拓扑结构，其特征在于：所述智能监控装置通信模块设有一个FPGA芯片，所述FPGA芯片连接有一个光电转换模块和一个电光转换模块，光电转换模块和电光转换模块分别连接两入两出的光纤端子作为通信接口，所述两入两出的光纤端子作为通信接口通过光纤连入双回路。
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|---|---|---|---|---|
| CN104953697A (zh) * | 2015-04-23 | 2015-09-30 | 南京国电南自电网自动化有限公司 | 链式电网备自投系统及方法 |
| CN113241744A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-08-10 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局 | 变电站中开关装置的控制回路 |
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