CN202749908U

CN202749908U - 电网自动化测控终端装置

Info

Publication number: CN202749908U
Application number: CN 201220232608
Authority: CN
Inventors: 高立克; 吴智丁; 吴丽芳; 祝文姬; 李克文; 俞小勇; 尤大为
Original assignee: ENERGY EXPLORER Co Ltd; Electric Power Research Institute of Guangxi Power Grid Co Ltd
Current assignee: ENERGY EXPLORER Co Ltd; Electric Power Research Institute of Guangxi Power Grid Co Ltd
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2022-05-23

Abstract

本实用新型提供了一种电网自动化测控终端装置，其包括系统电源、主控插箱、功能插件、蓄电池、安装箱和扩充设备，所述功能插件包括相互独立的主CPU插件、电源插件、遥信插件、遥控插件、遥测插件。本实用新型的电网自动化测控终端装置实现了模块化配置和灵活的扩展和缩减方式。

Description

电网自动化测控终端装置

技术领域

本实用新型涉及电网技术领域，特别涉及一种电网自动化测控终端装置。

背景技术

电网自动化测控终端是针对配电网运行管理设计的智能终端，广泛应用于配电网中的环网柜、开闭所、开关站等场所，其主要完成开关设备的当地监测、控制及故障检测功能。

电网自动化测控终端与配电网自动化主站或子站系统配合，可实现多条线路的采集与控制，故障检测、故障定位、故障区域隔离及非故障区域恢复供电，有效提高供电可靠性。

但是，传统的电网测控设备存在以下问题：通讯方式较为单一，多采用RS485，RS232的通讯方式；通讯接口较少，并无法扩展；遥测、遥信、遥控接口数量有限，并无法扩展；在不同的电网应用场合，无法根据现场要求更改产品的接口配置容量和扩展功能；在电网的局部的应用中，无法实现子站的功能；没有统一的结构标准，无法实现标准机架式安装；以太网通信中，只能是电信号的接入，不能实现光信号的接入；三遥功能没有模块化，无法实现三遥功能的模块化配置和灵活的扩展和缩减方式；无法满足不同用户的应用需求；

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提出一种电网自动化测控终端装置。本实用新型所采用的技术方案具体是这样实现的：

本实用新型提供了一种电网自动化测控终端装置，其包括系统电源、主控插箱、功能插件、蓄电池、安装箱和扩充设备，所述功能插件包括相互独立的主CPU插件、电源插件、遥信插件、遥控插件、遥测插件。

优选地，所述电网自动化测控终端装置采用标准的高度为4U、宽度为19英寸的机箱，其结构采用嵌入式安装前插件形式，箱前接线，外壳封闭。

优选地，还包括与所述主CPU插件连接的液晶显示装置。

优选地，所述主CPU插件的主板外扩采用32M DDR，其存储采用16M FLASH，所述主CPU插件还包括10/100M自适应的双以太网支持RJ45或FX100光纤接口。

优选地，所述电源插件输出直流5V和直流24V电源，其中直流5V电源输出为所述功能插件提供工作电源，直流24V电源为所述遥信插件、所述遥控插件提供工作电源。

优选地，所述遥测插件采用2片16位并行A/D转换器实现12通道同步采样，遥测信号的采集通过两片AD7606芯片，第一片1-6路、第二片7-12路，通过单片机PE口读取AD采样的16位数据。

[0012] 优选地，所述遥控插件和所述遥信插件的同一插箱内可根据用户要求进行插件扩展，最大可扩展至10块。

本实用新型的电网自动化测控终端装置实现了模块化配置和灵活的扩展和缩减方式。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置中的功能插件的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置中的主CPU插件结构示意图；

图3是本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置中的遥测插件结构示意图；

图4是本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置中的遥信插件结构示意图；

图5是本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置中的遥控插件结构示意图；

图6是本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置中的电源插件结构示意图；

图7是本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明，使本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

下面结合图1至图7对本实用新型的电网自动化测控终端装置的的具体实施例进行详细说明。图1是本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置中的功能插件的结构示意图，本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置，其包括系统电源、主控插箱、功能插件30、蓄电池、安装箱和扩充设备，所述功能插件30包括相互独立的主CPU插件301、电源插件302、遥信插件303、遥控插件304、遥测插件305。此外，可根据用户的实际需要配备多种通信单元等扩充设备。

本实用新型具体实施例中，所述电网自动化测控终端装置采用标准的高度为4U、宽度为19英寸的机箱，其结构采用嵌入式安装前插件形式，箱前接线，外壳封闭。本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置还包括与所述主CPU插件连接的液晶显示装置。

本实用新型实施例中的功能插件包括主CPU插件、电源插件（DY）、遥信插件（DI）、遥控插件（DO）、遥测插件（AD）等。各个功能插件相互独立，某一插件的损坏不影响其他插件和整个系统的运行。插箱内具备多个插槽，最多可提供20个槽位，基本配置为电源插件和主CPU插件，其他插槽可供扩展遥测、遥控、遥信等功能插件。

图2是本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置中的主CPU插件结构示意图，主CPU插件是整个装置的核心部分，采用高可靠性的VXWORKS嵌入式操作系统，强大的处理能力，且低功耗。主板外扩32M DDR 用于程序运行和临时数据存储，16m FLASH用于存储应用程序、配置文件及录波数据等信息。2Mbytes的NVRAM可以实现对录波数据、事件记录、告警记录等信息实现掉电保持；高精度的实时时钟；10/100M自适应的双以太网支持RJ45或FX100光纤接口。主CPU插件与遥测、遥控、遥信等功能插件配合，完成遥测、遥信采集和遥控输出。

主CPU插件的指示灯定义如表1所示：

指示灯名称	功能描述
		RUN	指示CPU运行状况，正常工作时周期性闪烁
ALM	装置有异常时点亮，正常运行时常灭
		CAN网	内部CAN总线通信指示，有数据通信闪烁
LINK	显示网口是否工作
		SD	指示光口是否工作，正常运行时常亮
LINK	指示无线是否连接，常亮表示连接

表1

图3是本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置中的遥测插件结构示意图，遥测插件能够完成多路交流量采集。电流输入标称值5A/1A，电压输入等级57.7V/100V/220V。插件采用2片16位并行A/D转换器实现12通道同步采样。

遥测插件的指示灯定义如表2所示：

指示灯名称	功能描述
		运行	指示CPU运行状况，正常工作时周期性闪烁
告警	装置有异常时点亮，正常运行时常灭
		仿真	装置进入到FA仿真状态时点亮，退出后常灭
CAN网	内部CAN总线通信指示，有数据通信闪烁
		线路1-6	1-6回馈线故障告警指示

表2

图4是本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置中的遥信插件结构示意图，遥信插件单板提供18路无源开入量采集容量，面板上有18个对应的输入状态指示灯。遥信电源直流24V，分辩率小于2毫秒，防抖时间0～60000毫秒可设。同一插箱内可根据用户要求进行插件扩展，最大可扩展至10块。

遥信插件的指示灯定义如表3所示：

指示灯名称	功能描述
		运行	指示CPU运行状况，正常工作时周期性闪烁
CAN网	内部CAN总线通信指示，有数据通信闪烁
		1-18	遥信输入指示灯，指示灯点亮表示该开关处于合位。

表3

图5是本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置中的遥控插件结构示意图，遥控插件可以完成18点（6路）遥控输出。输出方式：继电器常开触点；接点容量：AC250V,10A；DC30V,10A。

为保证遥控回路的正确性和可靠性，遥控插件采用三级遥控模式，即“遥控对象选择－遥控返校－遥控执行”。输出继电器触点闭合时间可以通过参数配置。同一插箱内可根据用户要求进行插件扩展，最大可扩展至10块。

遥控插件的指示灯定义如表4所示：

指示灯名称	功能描述
		运行	指示CPU运行状况，正常工作时周期性闪烁
CAN网	内部CAN总线通信指示，有数据通信闪烁

表4

图6是本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置中的电源插件结构示意图，电源插件经DC-DC变换，输出DC5V和DC24V电源。其中DC5V电源输出为装置内各个功能插件提供工作电源，DC24V电源为遥信插件、遥控插件及通信模块提供工作电源。电源提供DC5V/6A,DC24/1A的功率输出。电源插件根据输入电压的不同分为DY-DC48V和DY-DC24V两种配置。

电源插件的指示灯定义如表5所示：

指示灯名称	功能描述
		5V	DC5V输出正常时，灯长亮。
24V	DC24V输出正常时，灯长亮。

表5

图7是本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置的整体结构示意图，本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置是针对配电网运行管理设计的智能终端，广泛应用于配电网中的环网柜、开闭所、开关站等场所。主要完成开关设备的当地监测、控制及故障检测功能。

本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置采用符合IEC60297-3标准的高度为4U、宽度为19英寸的机箱，装置结构采用嵌入式安装方式，前插件形式，箱前接线；采用防水、防尘、抗振动设计，外壳封闭，适合安装于开关柜等现场运行。

一、对于遥测插件(AD)：

1、采集模拟信号数据，计算模拟接入的实际电压与电流；

2、保存遥测数据；

3、通过CAN通信实时上报遥测数据；

4、背板总线预留485通信总线；

5、本子板遥测点为12个点，可配置为3U9I和6U6I。

本子板采用STM32F103VE作为CPU，外部时钟为8M，通过CAN总线与主控板通信。遥测信号的采集通过两片AD7606芯片，第一片（1~6）路，第二片（7~12）路，通过单片机PE口读取AD采样的16位数据。

二、对于遥控插件(DO)：

1、通过CAN通信总线接收主控板遥控数据；

2、执行主控板遥控数据，检测执行结果；

3、本子板遥控的容量为18个点。

本子板采用STM32F103VE作为CPU，外部时钟为8M，通过CAN总线与主控板通信。遥控接点通过IO口来驱动74hct273，通过控制74hct273来驱动继电器控制输出。

三、对于遥信插件(DI)：

1、收集遥信数据，防抖，保存遥信历史数据；

2、通过CAN通信实时上报遥信数据；

3、背板总线预留485通信总线；

4、本子版遥信点容量为18个点。

本子板采用STM32F103RE作为CPU，外部时钟为8M，通过CAN总线与主控板通信。遥信信号的采集通过片选选择读取数据。

四、对于主CPU插件：

1、收集遥测板采样数据，遥信板数据，控制输出遥控板开出信号；

2、处理遥测，遥控，遥信板上报数据；

3、检测按键操作，控制液晶相关数据显示；

4、整理采集数据，上报相关信息；

5、与主站通信，协议解析，数据处理。

本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置具备强大的通信能力，支持真正的10/100M以太网通信，提供双网络配置；支持无线、光纤、以太网、RS232/485等多种通信方式，同时均可以作为区域中心对其他智能设备的数据进行数据转发和规约转换，具有很强的系统集成能力；采用灵活的可扩展设计模式，监控的馈线路数可扩展，监控容量及数据处理能力强大；提供远程和本地维护接口，支持小无线维护方式；在电网的局部的应用中，可以完全实现子站的功能；本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置采用符合IEC60297-3标准的高度为4U、宽度为19英寸的机箱，装置结构采用嵌入式安装方式，前插件形式，箱前接线；采用防水、防尘、抗振动设计，外壳封闭；以太网通信中，只能是电信号的接入，还可以实现光信号的接入；遥控、遥信、遥测功能完全实现模块化，实现了模块化配置和灵活的扩展和缩减方式；可根据用户的不同需求进行配置，更换硬件功能模块。

本实用新型实施例的电网自动化测控终端装置具有以下优点：

1、通信功能更强大：支持双以太网，直接支持RJ45或FX100光纤接口，无需外扩任何第三方设备、并支持CAN，RS485及RS232多种通信方式以及完全实现光信号的接入，可选配GPRS通信方式。

2、采用灵活的可扩展设计模式，监控的馈线路数可扩展，监控容量及数据处理能力强大。

3、装置采用符合IEC60297-3标准的高度为4U、宽度为19英寸的机箱，装置结构采用嵌入式安装方式，前插件形式，箱前接线；采用防水、防尘、抗振动设计，外壳封闭。

4、三遥功能实现了模块化，实现了其模块化配置和灵活的扩展和缩减方式。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种电网自动化测控终端装置，其特征在于，包括系统电源、主控插箱、功能插件、蓄电池、安装箱和扩充设备，所述功能插件包括相互独立的主CPU插件、电源插件、遥信插件、遥控插件、遥测插件。

2.如权利要求1所述的电网自动化测控终端装置，其特征在于，所述电网自动化测控终端装置采用标准的高度为4U、宽度为19英寸的机箱，其结构采用嵌入式安装前插件形式，箱前接线，外壳封闭。

3.如权利要求1所述的电网自动化测控终端装置，其特征在于，还包括与所述主CPU插件连接的液晶显示装置。

4.如权利要求1所述的电网自动化测控终端装置，其特征在于，所述主CPU插件的主板外扩采用32M DDR，其存储采用16M FLASH，所述主CPU插件还包括10/100M自适应的双以太网支持RJ45或FX100光纤接口。

5.如权利要求1所述的电网自动化测控终端装置，其特征在于，所述电源插件输出直流5V和直流24V电源，其中直流5V电源输出为所述功能插件提供工作电源，直流24V电源为所述遥信插件、所述遥控插件提供工作电源。

6.如权利要求1所述的电网自动化测控终端装置，其特征在于，所述遥测插件采用2片16位并行A/D转换器实现12通道同步采样，遥测信号的采集通过两片AD7606芯片，第一片1-6路、第二片7-12路，通过单片机PE口读取AD采样的16位数据。

7.如权利要求1所述的电网自动化测控终端装置，其特征在于，所述遥控插件和所述遥信插件的同一插箱内可根据用户要求进行插件扩展，最大可扩展至10块。