CN202384837U

CN202384837U - 一种变电站可配置综合测控装置

Info

Publication number: CN202384837U
Application number: CN2011204969213U
Authority: CN
Inventors: 贾浩; 安林; 李钢; 石秋生; 王灿; 李承运; 查勇伟
Original assignee: Nari Technology Co Ltd
Current assignee: Nari Technology Co Ltd
Priority date: 2011-12-05
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2021-12-05

Abstract

本实用新型公开了一种变电站可配置综合测控装置，包括CPU模件、网络通信模块、采样模块、开入模件、开出模件、人机通信模件和电源模块。装置硬件平台以32位DSP和16位AD作为核心，采用了模块化、功能化、通用化的设计，便于互换，通讯采用统一编码设计，具有伸缩性和扩展性好的特点，支持多种通讯方式；可实现参数在线板件设置，无须更改程序，仅需调整板件型号或插件位置即可实现资源扩充或调整，实现铁路牵引变电站综自系统对测控配置多样化的需求，可减少牵引变电站综自系统的测控装置数量，降低成本，简化系统设计，节约二次设备的布置空间，减少维护的工作量。可在高速铁路、客运专线、城际铁路及普通电气化铁路变电站推广使用。

Description

一种变电站可配置综合测控装置

技术领域

本实用新型涉及一种变电站可配置的综合测控装置，应用于电气化铁道牵引变电站，仅需一台测控装置即可满足全站两台变压器测控功能及进线侧电动隔离开关位置采集及遥控操作，适用于牵引变电所不同运行方式、不同配置要求的变电所测控需求。

背景技术

目前，在国内电气化铁路上牵引变电站站内需要测控的主要有两台主变压器高低压侧电压、电流、以及本体的油温、档位控制等，包括电源侧电动隔开的测控。不同铁路局牵引变电所的一次设备配置区别也是较大的，有的地方采用的是平衡变压器，有的地方采用的是两台单相变压器组合成一台牵引主变压器，断路器和隔离开关的配置数量配置也不相同，对测控的要求具有较强的适应能力。目前铁路牵引变电站测控装置通常采用两套或多套测控装置来实现对全所的测控要求，分别实现监视和控制两台主变压器高低侧模拟量和状态量，并实现控制输出。变电站内测控装置往往同时出现多个型号，多个版本，不便于管理和维护，也带来了额外的成本支出，给用户的检修和维护也带来了额外的工作量。采用该方式需要较多的测控装置，成本较高，有时仅仅是为了增加一组模拟量的测量而需要增加一台装置，造成较大的资源浪费。

在当前铁路市场充分竞争的大背景下，技术的可靠性及完备性要求越来越高，对装置设计的合理性和成本控制的要求也越来越高，迫切需要一个充分适应铁路牵引变电站特点的综合测控装置。综上所述，有必要设计一种仅需要一台测控装置根据现场需求通过配置不同功能插件就可以完成整个牵引变电站的测控功能的可配置综合测控装置。

实用新型内容

为了解决现有的铁路系统变电站综自系统解决方案中测控装置配置过多，成本较高，型号较多的缺点和弊端，本实用新型提供一种新型的变电站可配置综合测控装置，该装置适应电气化铁路牵引变电站的特点和使用需求，能够很好的解决目前存在铁路系统牵引变电站的测控装置自身功能不足问题，可以采集站内两台主变压器高、低侧交流量、开关量、主变油温、档位信息，进行主变两侧所有开关、电动刀闸的控制，进行主变档位的调节，只需一台测控装置即可完成整个变电所的测控功能。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种变电站可配置综合测控装置，其特征是，包括

用于数据采集和控制输出的CPU模件，

采用双CAN网或双以太网与上位机进行数据交换的网络通信模块，

采集两台主变高低侧的交流、直流信号的采样模块，所述采样模块采集的数据经由数据总线送至所述CPU模件，还包含采集状态量的开入模件和控制输出的开出模件，

人机通信模件，将输出数据送至显示界面进行显示，

提供电源的电源模块。

所述CPU模件中包含DSP数字处理器。

还包含一对时模块。

设置多个通用插槽。所述插槽中至少插有交流模件、开入模件、开出模件、通信模件中的一种或多种。

CPU模件、交流采样模件、开入模件、开出模件、通信模件、电源模件、总线板模件。

所述的测控装置的硬件平台以32位DSP和16位AD作为核心，DSP、AD均采用工业控制领域的主流制造厂商并已有成功应用的、形成系列化的主导产品；DSP除具有常规的高速计算功能外，还包含了大容量的程序FLASH、RAM、I/O接口、SCI、SPI、CAN等资源，大大的简化了硬件的复杂程度，提高了硬件的可靠性。所述的测控装置采用32位DSP、16位AD的硬件平台，具有运算速度快，采样精度高的特点；程序直接固化到DSP中，具有安全、非易失的特点。

CPU模件采用TI公司32位浮点高速DSP数字处理器，负责完成常规数据采集（包括遥信、遥测、遥脉）和控制输出。网络通信模块采用双CAN网或双以太网与上位机进行数据交换。所述的测控装置的硬件采用模块化、标准化设计，实现不同类型装置间的板件互换。采样模块采集2组三相电压、三相电流，并可采集2路直流量，并将采集到的数据送至DSP数据总线；开入模件支持采集32路遥信信号，并将采集到的数据送至DSP数据总线。对时模块，设计有1路独立的硬对时接口，可适应1PPM、1PPS、IRIG-B对时方式，输入测控DSP模块处理。人机通信模件，由DSP模块输出数据到液晶界面。电源模块负责为整个测控装置提供电源。

所述的测控装置具有详尽的矢量、序分量的在线分析，便于监视、记录装置的运行状态。

所述的测控装置可采用CAN网、485、光纤、以太网等介质，以单网、双网、三网方式与监控系统通讯，通讯速度快、可靠性高，支持IEC60870-5-103标准。

所述的装置的通讯采用统一编码设计，具有伸缩性和扩展性好的特点。

所述的装置采用大屏幕全汉字液晶显示和9按键操作，具有易操作的特点。

所述的装置可实现参数在线插件配置，无须更改程序，仅需调整插件型号或插件位置即可实现扩充或调整，最大支持2块交流插件共28路模拟信号量，4块开入插件133路开入，遥控输出18路。

所述的测控装置带有开出试验和闭环试验选项，便于调试、检验和传动。

所述的装置真正实现铁路牵引变电站对测控配置多样化的要求。

所述的测控装置的采用整面板、背插式6U机箱，抗干扰能力强，通过4级严酷测试。

本实用新型的优点是：

本实用新型所涉及的新型测控装置采用多模块结构，采用DSP总线技术，在一套装置中实现大容量且可进行配置实现扩容的交流采样、开关状态量采集及控制输出，并通过IEC60870-5-103协议和监控层设备进行数据交换，实现了时间的精确对时。该装置可进行电气化铁路牵引变电站包括2台主变压器的高、低侧的交流量采集、开关量采集、主变档位采集、变压器温度信息采集，可以进行主变高低侧各间隔的电动隔开、断路器的控制，进行主变压器的档位控制调节，一台测控装置完成了整个变电站的测控功能。该测控装置减少了牵引变电站综自系统的测控装置数量，降低了成本，简化了系统设计，节约了二次设备的布置空间，减少了维护的工作量。

附图说明

图1是本实用新型的可配置综合测控装置硬件结构图；

图2是本实用新型的可配置综合测控装置的遥信采集示意图。

具体实施方式

本实用新型的测控装置对遥测的处理：本实用新型针对每周期32点的交流采样，程序要进行大量的数据计算，为了保证任务实时处理，软件在采样时序逻辑、采样数据的分析计算上进行了深入的考虑。通过参数设置灵活地选择交流信号不同组合，实现最多四条三相线路（间隔）的采样计算，通过参数设置还可选择滤波算法、功率测量算法（两表法或三表法）。采样过程实现频率跟踪，即采样间隔随频率变化自动调整，自适应范围45Hz-55Hz。

本实用新型的变电站可配置综合测控装置系统硬件结构图如图1所示，本实用新型的测控装置的网络通信模块采用双CAN网或双以太网与上位机进行数据交换。原则上采用主备工作方式，即一般情况下，A网工作，当某一网络发生故障时，自动切换至备用B网通讯。也可用RS485或RS422串口与上位机进行数据交换。通信规约有MODBUS、串口IEC60870-5-103、以太网IEC60870-5-103、CAN 2.0B内部规约等几种，该通信规约已集成至规约库，通过参数设置可任意选择通信规约种类。

对遥信的处理：本实用新型对遥信、脉冲采集及处理采用了RTOS(实时操作系统)的设计思想，一种被称为“智能中断”的方式，通过计算机的运行处理去掉“虚YX”或“假YX”，滤除了开关的抖动过程。如图2所示。具体过程如下：

1）假定有如下YX变化，在到达稳态以前，经过若干抖动且抖动时间T＜t，t即是滤波抖动时间，可根据情况进行设定（0~999ms）。本实用新型测控装置仅记录YX第一次变位时的事件。

2）另外，由于在每路YX采样的硬件回路中加入了100V稳压管，可有效防止硬件回路干扰引起的YX误报。

对遥控输出的处理：本实用新型的测控装置遥控采用选择、返校、执行模式，而且采用了闭锁继电器和YK启动继电器作为闭锁条件，可以有效避免软件走飞引起的YK误出口。通过参数设置可选择跳闸脉冲及合闸脉冲的宽度，遥控脉冲参数（0ms～60s可调）。完成一次YK，需满足五个条件如下：

1）CPU工作正常，闭锁继电器闭合；

2）接收到YK选择后，YK启动继电器闭合，为YK选择继电器和YK执行继电器提供工作电源；

3）接收到YK选择命令后，YK选择继电器闭合；

4）CPU读YK选择继电器的状态，回答返校报文；

5）接收到YK执行命令后，YK执行继电器闭合。

对装置适应能力的处理：本实用新型的测控装置采用设计多种板型，交流插件设计了4种板型，2种开入插件，2种开出插件，1种通信可选插件，以适应不同地区牵引变电站的需求。并设有可增配开入插件、开出插件、交流插件的位置。除电源插件必配外所有插件的安装与否和安装的位置均通过装置的参数设置来实现。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种变电站可配置综合测控装置，其特征是，包括

用于数据采集和控制输出的CPU模件，

人机通信模件，将输出数据送至显示界面进行显示，

提供电源的电源模块。

2.根据权利要求1所述的变电站可配置综合测控装置，其特征是，所述CPU模件中包含DSP数字处理器。

3.根据权利要求1所述的变电站可配置综合测控装置，其特征是，还包含一对时模块。

4.根据权利要求1所述的变电站可配置综合测控装置，其特征是，设置多个通用插槽。

5.根据权利要求4所述的变电站可配置综合测控装置，其特征是，所述插槽中至少插有交流模件、开入模件、开出模件、通信模件中的一种或多种。