CN209488264U - 一种智能变电站链路可视化与诊断装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能变电站链路可视化与诊断装置，包括数据采集单元，交换单元以及数据管理单元；所述数据采集单元输入端与过程层SV/GOOSE信号光纤连接，输出端与所述交换单元网线连接，所述数据管理单元输入端与所述交换单元网线连接，输出端通过站控层MMS数据网与工作后台网线连接，本实用新型采用上述结构中数据管理单元通过对站控层MMS网数据进行采集以及分析，并将采到的MMS网数据和数据采集单元采集到的GOOSE/SV数据进行整体管理，提供显示的人机交互界面，将智能站信息全面直观地展示出来，为现场人员进行现场诊断提供方便快捷的数据支撑，降低工时成本。

Description

一种智能变电站链路可视化与诊断装置

技术领域

本实用新型涉及电力系统技术领域，具体涉及一种智能变电站链路可视化与诊断装置。

背景技术

智能变电站基于IEC61850标准为将全站信息转化成虚拟的数字量，在简化施工节省电缆的同时也导致智能变电站的内部智能设备连接关系不直观，加大了现场工作人员查找故障的难度，增加现场运维检修的难度，从而导致设备的继电保护的可靠性降低。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种智能变电站链路可视化与诊断装置，其为解决不能直观实时展示链路信息导致增大现场运维检修的难度，使得设备的继电保护可靠性降低的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种智能变电站链路可视化与诊断装置，包括数据采集单元、交换单元以及数据管理单元；所述数据采集单元输入端与过程层SV/GOOSE信号光纤连接，输出端与所述交换单元网络连接，所述数据管理单元输入端与所述交换单元网络连接，输出端通过站控层MMS数据网与工作后台网络连接。

进一步，所述数据采集单元包括至少一个可视化运维采集装置，所述可视化运维采集装置包括外壳，所述外壳的前面板设有告警指示灯，光口指示灯以及开关量输出灯，所述外壳的后面板设有连接接口，所述外壳有一工控机板、和一下位机板。下位机板包括一可编程逻辑模块、一转换模块、一以太网收发模块、一交换模块以及一芯片寄存器模块；所述可编程逻辑模块输入端分别与所述转换模块、以太网收发模块、交换模块以及芯片寄存器模块电性连接，输出端与所述工控机板电性连接。

进一步，所述外壳的前面板左右两侧安装有固定翼板，所述固定翼板上开设有固定孔。

进一步，所述外壳的后面板上还设有一排微动开关以及电源总开关。

进一步，所述连接接口包括电网络接口、光网络接口、显示器接口、USB 接口、B码接口、开关量输入端口以及开关输出端口。

进一步，所述可编程逻辑模块包括一可编程逻辑芯片，所述可编程逻辑芯片输入引脚与四路硬开入器件的输入端信号连接，输出引脚与四路硬开出器件的输出端信号连接。

进一步，所述转换模块包括一转换芯片，所述转换芯片输入引脚与所述B 码接口电性连接，输出引脚与所述可编程逻辑模块输入端信号连接。

进一步，所述以太网收发模块包括一以太网收发器，所述以太网收发器一端与所述光网络接口连接，另一端与所述可编程逻辑模块电连接。

本实用新型有益效果：

1、本实用新型提供一种智能变电站链路可视化与诊断装置，其设有数据采集单元能实时采集智能变电站中设备的信息，实时显示链路通道的状态信息和值信息，有效解决因设备之间的“虚回路”关系的不可见性，减低维修人员维修的难度系数。

2、本实用新型提供一种智能变电站链路可视化与诊断装置，其设有数据管理单元通过对站控层MMS网数据进行采集以及分析，并将采到的MMS网数据和数据采集单元采集到的GOOSE/SV数据进行整体管理，提供显示的人机交互界面，将智能站信息全面直观地展示出来，为现场人员进行现场诊断提供方便快捷的数据支撑，降低工时成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型提供一种智能变电站链路可视化与诊断装置系统结构图。

图2为本实用新型中可视化运维采集装置整体结构图。

图3为本实用新型中外壳的后面板的结构示意图。

图4为本实用新型中可视化运维采集装置的组装图。

图5为本实用新型中可视化运维采集装置内部硬件框图。

图6为本实用新型提供一种智能变电站链路可视化与诊断装置的网络框架图。

图中：1.数据采集单元，2.交换单元，3.数据管理单元，4.工作后台，5.告警指示灯，6.光口指示灯，7.开关量输出灯，8.连接接口，9.固定翼板，10.可视化运维采集装置，11.四路硬开入器件，12.四路硬开出器件，13.固定孔，80. 电网络接口，81.光网络接口，82.显示器接口，83.USB接口，84.B码接口，85. 开关量输入端口，86.开关输出端口，100.外壳，101.工控机板，102.下位机板， 103.可编程逻辑模块，104.转换模块，105.以太网收发模块，106.交换模块，107. 芯片寄存器模块，1001.微动开关，1002.电源总开关。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成上述目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及优选实施例，对本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效进行细说明，应当理解，本实用新型所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1～6所示，一种智能变电站链路可视化与诊断装置，包括数据采集单元1，交换单元2以及数据管理单元3；数据采集单元1输入端与过程层SV/GOOSE 信号光纤连接，输出端与交换单元2网络连接，数据管理单元3输入端与交换单元2网络连接，输出端通过站控层MMS数据网与工作后台4网络连接，其中，数据采集单元1用于对智能变站内数据的采集和处理，通过针对过程层网络GOOSE、SV报文的数据采集及处理，从而实时获取智能终端设备相关的变位信息并实时获取合并单元设备中各通道中的电压电流值以及角度值，并且数据管理单元3 包括管理机和外接显示屏，管理机通过对站控层MMS网数据进行采集和分析，将管理机中采集到的MMS网数据和数据采集单元1采集的GOOSE/SV报文进行一个整体管理，并与其外接的显示屏连接提供显示等人机交互界面，将智能站信息全面直观的展示出来，保证设备运行过程中各设备之间的链接关系状态的可视性，同时使得工作人员根据所得信息进行分析智能提示链路的通断状况，为现场的诊断提供方便快捷的依据。

在本实用新型优选地实施例中，参照图2,3,4所示，数据采集单元1包括至少一个可视化运维采集装置10，可视化运维采集装置10包括外壳100，外壳 100的前面板设有告警指示灯5，光口指示灯6以及开关量输出灯7，外壳100 的后面板设有连接接口8，外壳100内有一工控机板101、和一下位机板102。下位机板102包括一可编程逻辑模块103、一转换模块104、一以太网收发模块 105、一交换模块106以及一芯片寄存器模块107；其中在采集的数据异常时，此时告警指示灯5将有频率的进行闪烁报警，提示周围工作人员采取紧急处理措施，同时外壳100内设有的工控机板101采用斯泰基的ST9621核心板加上 STM4601-2237_V1.1底板，而下位机板102则采用BDZ-1000_V1.0型号机板。可编程逻辑模块103输入端分别与转换模块104、以太网收发模块105、交换模块 106以及芯片寄存器模块107电性连接，其中交换模块106包括一交换芯片，该交换芯片的型号为BCM5482，用于将两路千兆光网口交换机报文接收并转换成电信号传输至可编程逻辑模块103进行数据分析，同时可编程逻辑模块103的输出端与工控机板101电性连接，实现工控机将外接输入的MMS报文进行上传至可编程逻辑模块103，实现指令的送达，并通过可编程逻辑模块103中包括的FPGAX75 芯片的数据进行处理，再经由工控机板101一方面将上传处理过的报文给交换机，另一方面通过VGA显示接口与外接显示屏连接进行实时直观地展示出来。外壳 100的前面板左右两侧安装有固定翼板9，固定翼板9上开设有固定孔13，外壳 100的后面板上还设有一排微动开关1001以及电源总开关1002，连接接口8包括电网络接口80、光网络接口81、显示器接口82、USB接口83、B码接口84、开关量输入端口85以及开关输出端口86。

在本实用新型优选实施例中，参照图3,5所示，可编程逻辑模块103包括一可编程逻辑芯片，可编程逻辑芯片输入引脚与四路硬开入器件11的输入端信号连接，输出引脚与四路硬开出器件12的输出端信号连接，转换模块104包括一转换芯片，转换芯片输入引脚与所述B码接口84信号连接，输出引脚与可编程逻辑模块103输入端电连接，以太网收发模块105包括一以太网收发器，以太网收发器一端与光网络接口81连接，另一端与可编程逻辑模块103电连接，其中以太网收发器采用DP83849型号。

本实用新型具体实施步骤：

步骤一，当管理机结合数据采集单元1获取到的过程层SV、GOOSE报文信息以及自身获取到的站控层MMS网信息实现一次设备接线图的全站所有保护设备运行状态的可视化。

步骤二，通过外接的显示屏展示保护设备运行/退出、正常/告警状态以及通信正常/中断状态。

步骤三，在全站二次设备过程层物理连接网络拓扑图可视化，将离线图实时监测信息进行关联，实现全站物理连接在线监视及链路异常告警可视化展示，通过装置过程层虚端子配置CRC与SCD模型文件相应CRC比较，在线核对二次设备虚回路的正确性。

步骤四，间隔及单装置光纤连接、虚回路、虚端子可视化，光纤连接上能显示光纤标识信息，并与虚回路信息自动对应。二次设备运行状态的可视化，包括保护功能投退压板状态、保护出口压板状态、保护面板指示灯等展示。

步骤五，周期性自动召唤定值，时间可设置，并与数据库中保存的定值进行核对，二者存在差异时告警灯便可以提供告警。

步骤六，将过程层和站控层的报文信息结合智能站对应的SCD信息，准确定位到智能设备以及设备间连接光纤所包含的智能站信息，并通过智能诊断分析链路中光纤的异常、断开、以及链路中的分合状态。

本实用新型具体工作原理：

参照图6所示，当每一个间隔配备一个采集装置，负责采集当前智能站智能间隔中的过程层SV/GOOSE信息，数据采集单元1与智能间隔之间通过光纤进行连接，采到的信息传递到交换机中，数据采集单元1与交换机通过网线相连，其次站控层MMS网的保护相关信息与交换机通过网线相连接，交换机与智能分析与诊断系统同样通过网络线连接，通过此链路，将MMS网信息传递到管理机中，最后，管理机首先获取智能站的数字模型，并解析出相关的信息并且图形化显示，运行过程中实时通过站控层和过程层获取到的信息进行整合和分析，给出相应的诊断信息。

本实用新型提供一种智能变电站链路可视化与诊断装置，其设有数据采集单元1能实时采集智能变电站中设备的信息，实时显示链路通道的状态信息和值信息，有效解决因设备之间的“虚回路”关系的不可见性，减低维修人员维修的难度系数。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要。求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能变电站链路可视化与诊断装置，其特征在于：包括数据采集单元(1)、交换单元(2)以及数据管理单元(3)；所述数据采集单元(1)输入端与过程层SV/GOOSE信号光纤连接，输出端与所述交换单元(2)网络连接，所述数据管理单元(3)输入端与所述交换单元(2)网络连接，输出端通过站控层MMS数据网与工作后台(4)网络连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能变电站链路可视化与诊断装置，其特征在于：所述数据采集单元(1)包括至少一个可视化运维采集装置(10)，所述可视化运维采集装置(10)包括外壳(100)，所述外壳(100)的前面板设有告警指示灯(5)，光口指示灯(6)以及开关量输出灯(7)，所述外壳(100)的后面板设有连接接口(8)，所述外壳(100)有一工控机板(101)、和一下位机板(102)下位机板(102)包括一可编程逻辑模块(103)、一转换模块(104)、一以太网收发模块(105)、一交换模块(106)以及一芯片寄存器模块(107)；所述可编程逻辑模块(103)输入端分别与所述转换模块(104)、以太网收发模块(105)、交换模块(106)以及芯片寄存器模块(107)电性连接，输出端与所述工控机板(101)电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种智能变电站链路可视化与诊断装置，其特征在于：所述外壳(100)的前面板左右两侧安装有固定翼板(9)，所述固定翼板(9)上开设有固定孔(13)。

4.根据权利要求3所述的一种智能变电站链路可视化与诊断装置，其特征在于：所述外壳(100)的后面板上还设有一排微动开关(1001)以及电源总开关(1002)。

5.根据权利要求2所述的一种智能变电站链路可视化与诊断装置，其特征在于：所述连接接口(8)包括电网络接口(80)、光网络接口(81)、显示器接口(82)、USB接口(83)、B码接口(84)、开关量输入端口(85)以及开关输出端口(86)。

6.根据权利要求2所述的一种智能变电站链路可视化与诊断装置，其特征在于：所述可编程逻辑模块(103)包括一可编程逻辑芯片，所述可编程逻辑芯片输入引脚与四路硬开入器件(11)的输入端信号连接，输出引脚与四路硬开出器件(12)的输出端信号连接。

7.根据权利要求5所述的一种智能变电站链路可视化与诊断装置，其特征在于：所述转换模块(104)包括一转换芯片，所述转换芯片输入引脚与所述B码接口(84)电性连接，输出引脚与所述可编程逻辑模块(103)输入端信号连接。

8.根据权利要求5所述的一种智能变电站链路可视化与诊断装置，其特征在于：所述以太网收发模块(105)包括一以太网收发器，所述以太网收发器一端与所述光网络接口(81)连接，另一端与所述可编程逻辑模块(103)电连接。