CN201750230U - 智能化变电站多功能智能终端 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种智能化变电站多功能智能终端，包括主控制模块、交流模拟量输入模块、直流模拟量输入模块、A/D转换模块和开关量输入、开关量输出模块、模拟量输出模块、采样值光口/网口、GOOSE光口/网口。本实用新型可作为智能终端应用于数字化变电站中或装设在一次设备上，将非智能一次设备接入变电站测控网络，并对其进行测控，也可作为其它非61850标准的智能设备规约转换器。可大幅减少设备数量和造价，特别适合于10-66kV中压电网的数字化改造。

Description

智能化变电站多功能智能终端
技术领域
本实用新型涉及电力系统领域，特别是一种数字化变电站的智能终端。
背景技术
随着电力系统的发展，数字化变电站代替传统变电站的技术也日益成熟，然而数字化变电站中要求所有设备均按照61850标准进行信息交互实现测控功能，但是对于传统的非智能一次设备及非61850标准的智能设备无法直接与变电站网络连接。目前数字化变电站系统中，必须添加合并单元、智能化终端等设备来进行信息的转化和网络的通讯，这些设备功能较单一，并且所需数量较多，不能适应数字化网络发展的趋势。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能够将非智能一次设备和非61850标准的智能设备应用于数字化变电站的多功能智能终端。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
智能化变电站多功能智能终端，包括主控制模块、交流模拟量输入模块、直流模拟量输入模块、A/D转换模块、开关量输入模块、模拟量输出模块、开关量输出模块、以及采样值网口/光口和GOOSE网口/光口，各模块间通过数据总线进行信息传输。采集模拟信号的交流模拟量输入模块通过A/D转换模块连接主控制模块，主控制模块与输出61850标准格式采样值的采样值网口/光口连接；所述直流模拟量输入模块和开关量输入模块的输出端经主控制模块连接GOOSE网口/光口；接收数字信号的采样值网口/光口和GOOSE网口/光口经主控制模块后分别连接模拟量输出模块和开关量输出模块。其中：主控制模块负责其它模块的控制管理、将模拟量输入模块、A/D转换模块的数据转换为SMV报文、将开关量输入模块的开关量状态信号转换为GOOSE报文、将SMV报文和GOOSE报文经解析计算后传输给模拟量输出模块、脉冲输出模块、开关量输出模块等核心功能的实现；
交流模拟量输入模块将常规的电压/电流互感器的电压电流信号进行隔离调理；直流模拟量输入模块负责将其它传感器输出的直流模拟信号进行调理；A/D转换模块将调理后的模拟信号转换为数字信号，并输出给主控制模块；开关量输入模块负责开关状态、报警信号等开关量信号的采集；开关量输出模块负责按主控制模块指令输出开关量信号，用于对开关类设备进行开合控制；模拟量输出模块负责按主控制模块指令输出模拟量信号，用于对参数连续变化的设备进行调节控制；采样值网口/光口和GOOSE网口/光口负责接收和输出数字信号。
模拟量输入模块输出的数字信号经过主控制模块转换为符合61850标准格式的采样值信号后通过采样值光口/网口输出，开关量输入模块输出的开关量信号经过主控制模块转换为符合61850标准格式的GOOSE信号后通过GOOSE网口/光口输出；接收的数字信号经主控制模块处理后通过模拟量输出模块和开关量输出模块输出。采样值信号和GOOSE信号可以分别使用各自的光口/网口进行信息交互，也可以共用一个光口/网口进行信息交互。
本实用新型中所述的采样值网口/光口和GOOSE网口/光口可以设置为一个，也可以根据输出接口的需求设置成多个。
本实用新型的改进在于：装置中还设置有与主控制模块连接的脉冲输出模块。所述脉冲输出模块按主控制模块指令输出脉冲信号，用于对半导体器件进行触发控制。
本实用新型的进一步改进在于：装置中还设置有标准对时接口，所述标准对时接口连接主控制模块。
本实用新型的改进还在于：装置中设置有RS232/485/422串行接口，串行接口连接主控制模块。通过串行接口与其它非61850标准设备连接，实现61860标准网络与非61850标准设备规约转换和互操作。
本实用新型的改进还在于：装置中还设置有与主控制模块连接的显示及人机交互模块。显示及人机交互模块用于对多功能智能终端内的数据进行显示，并通过显示界面进行人机对话，使其操作更加灵活。
由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：
本实用新型可以将常规互感器、传感器输出的模拟信号和变电站设备开关状态、报警信号等开关量信号转换为61850标准格式的SMV和GOOSE报文提供给其它测控装置；也可接收其它装置或变电站测控网络的SMV和GOOSE报文转换为模拟量、开关量和脉冲输出，实现双向互操作。可作为智能终端应用于数字化变电站中将非智能一次设备接入变电站测控网络，并实现对其进行测控，也可作为其它非61850标准的智能设备规约转换器。可大幅减少设备数量和造价，特别适合于10-66kV中压电网的数字化改造。
本实用新型通过设置的交流模拟量输入模块和A/D转换模块，将常规互感器输出的电流电压信号转换为数字信号，再经主控制模块转换为61850标准格式的采样值数据，并以SMV报文的形式通过采样值光口/网口输出到变电站网络或其它测控设备，解决了常规互感器不能用于数字化变电站的缺陷。
本实用新型通过设置的直流模拟量输入模块结合A/D转换模块，将变电站或一次设备附带的温度、压力、密度、湿度等传感器输出的直流电压信号转换为数字信号，再经主控制模块转换为61850标准格式的数据，并以GOOSE报文的形式通过GOOSE光口/网口输出到变电站网络或其它测控设备，实现对非电量参数的测量和传输。
模拟量输出模块的设置，能够使多功能智能终端接收的SMV和GOOSE报文经主控制模块解析计算后转换为连续变化的模拟量直流信号，并经模拟量输出模块输出，实现对外部参数连续变化的设备进行调节控制。
本实用新型通过设置的开关量输入模块，将变电站内的断路器、隔离开关以及其他开关量信号通过开关量输入模块调理后，经过主控制模块转换为61850标准的GOOSE信号，并以GOOSE报文的形式通过GOOSE光口/网口输出到变电站网络或其它测控设备。开关量输出模块的设置，能够使多功能智能终端接收的GOOSE报文经主控制模块解析后转换为开关量信号，并经开关量输出口输出，实现对外部开关类设备的开合控制。
脉冲输出模块的设置，能够使多功能智能终端接收的SMV报文经主控制模块解析计算后转换为脉冲信号，并经脉冲输出口输出，实现对外部半导体设备进行触发控制。标准对时接口的设置能够接收变电站网络的统一对时数据，解除因时差产生的采样误差。RS232/485/422串行接口可与其它非61850标准设备连接，实现信息传输和互操作。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明：
智能化变电站多功能智能终端如图1所示，包括主控制模块、交流模拟量输入模块、直流模拟量输入模块、A/D转换模块、开关量输入模块、模拟量输出模块、开关量输出模块、采样值网口/光口、GOOSE网口/光口以及脉冲输出模块，各模块间通过数据总线进行信息传输。
主控制模块对其它模块进行控制管理，将模拟量输入模块采集的数据转换为SMV报文、将开关量输入模块采集的开关量状态信号转换为GOOSE报文、将SMV报文和GOOSE报文经解析计算后传输给模拟量输出模块、脉冲输出模块、开关量输出模块。
交流模拟量输入模块直接与变电站或一次设备附带的常规电压/电流互感器连接，采集电压/电流互感器的电压电流信号，并进行隔离调理后输出给A/D转换模块；A/D转换模块将调理后的模拟信号转换为数字信号，输出给主控制模块；主控制模块将该信号转换为SMV报文，并以SMV报文的形式通过采样值光口/网口输出到变电站网络或其它测控设备。装置可采集0路及以上交流电压/电流信号。
直流模拟量输入模块直接与变电站或一次设备附带的传感器连接，将传感器输出的直流模拟信号进行调理后输出给A/D转换模块；A/D转换模块将调理后的模拟信号转换为数字信号，并输出给主控制模块；主控制模块将该信号转换为GOOSE报文，并以GOOSE报文的形式通过采样值光口/网口输出到变电站网络。装置可采集0路及以上直流信号。
开关量输入模块负责开关状态、报警信号等开关量信号的采集；开关量输出模块负责按主控制模块指令输出开关量信号，用于对开关类设备进行开合控制。
多功能智能终端将通过光口/网口接收的SMV报文和GOOSE报文传输给主控制模块，经主控制模块解析计算后转换为连续变化的模拟量直流信号和开关量信号，并经模拟量输出模块和开关量输出模块输出，实现对外部参数连续变化的设备进行调节控制，以及对开关类设备进行开合控制。从而达到了数字信号与模拟信号的互相转换。
脉冲输出模块可根据主控制模块发出的脉冲指令进行0路及以上的脉冲输出，用于对半导体器件进行触发控制。标准对时接口连接主控制模块，可以对站内设备进行统一校时。RS232/485/422串行接口连接主控制模块，通过串行接口与其它非61850标准设备连接，实现61860标准网络与非61850标准设备规约转换和互操作。
本实用新型还可具有显示和人机对话功能，用于显示需要的信息和对装置进行操作。还可根据需要嵌入不同的软件实现特定的测量、控制和保护功能。

Claims (5)

1.智能化变电站多功能智能终端，其特征在于：包括主控制模块、交流模拟量输入模块、直流模拟量输入模块、A/D转换模块、开关量输入模块、模拟量输出模块、开关量输出模块以及采样值网口/光口和GOOSE网口/光口，各模块间通过数据总线进行信息传输；采集模拟信号的交流模拟量输入模块通过A/D转换模块连接主控制模块，主控制模块与输出61850标准格式采样值的采样值网口/光口连接；所述直流模拟量输入模块和开关量输入模块的输出端经主控制模块连接GOOSE网口/光口；接收数字信号的采样值网口/光口和GOOSE网口/光口经主控制模块后分别连接模拟量输出模块和开关量输出模块。
2.根据权利要求1所述的智能化变电站多功能智能终端，其特征在于：装置中还设置有与主控制模块连接的脉冲输出模块。
3.根据权利要求1所述的智能化变电站多功能智能终端，其特征在于：装置中还设置有标准对时接口，所述标准对时接口连接主控制模块。
4.根据权利要求1所述的智能化变电站多功能智能终端，其特征在于：装置中设置有RS232/485/422串行接口，串行接口连接主控制模块。
5.根据权利要求1所述的智能化变电站多功能智能终端，其特征在于：装置中还设置有与主控制模块连接的显示及人机交互模块。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103207610A (zh) * 2013-04-08 2013-07-17 国家电网公司 智能变电站辅助设施一体化整合装置
US10630541B2 (en) 2016-07-28 2020-04-21 General Electric Technology Gmbh Systems and methods for configuration-less process bus with architectural redundancy in digital substations
CN112925230A (zh) * 2019-12-06 2021-06-08 南京南瑞继保电气有限公司 一种变电站多功能模拟量统一采集模块

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