RU211411U1 - Modular digital substation process bus coupler - Google Patents

Modular digital substation process bus coupler Download PDF

Info

Publication number
RU211411U1
RU211411U1 RU2021136936U RU2021136936U RU211411U1 RU 211411 U1 RU211411 U1 RU 211411U1 RU 2021136936 U RU2021136936 U RU 2021136936U RU 2021136936 U RU2021136936 U RU 2021136936U RU 211411 U1 RU211411 U1 RU 211411U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
module
modules
power supply
interface
discrete
Prior art date
Application number
RU2021136936U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Александрович Кузьмин
Сергей Александрович Перегудов
Илья Викторович Лукьянов
Андрей Владиславович Климов
Original Assignee
Акционерное общество "Русатом Автоматизированные Системы Управления" (АО "РАСУ")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Русатом Автоматизированные Системы Управления" (АО "РАСУ") filed Critical Акционерное общество "Русатом Автоматизированные Системы Управления" (АО "РАСУ")
Application granted granted Critical
Publication of RU211411U1 publication Critical patent/RU211411U1/en

Links

Images

Abstract

Рассматриваемая полезная модель относится к устройствам сопряжения (связи) с объектом (УСО), в частности к устройствам сопряжения с шиной процесса «цифровой» электрической подстанции (ЦПС) в соответствии со стандартом МЭК 61850 и в частности к вышеуказанным устройствам сопряжения с шиной процесса ЦПС в соответствии с МЭК 61850, выполненных в модульном исполнении. Техническим результатом применения полезной модели является, в случае выполнения модернизации энергообъекта, в частности с выводом из эксплуатации отдельных из существующих присоединений и, наряду с этим, вводом в эксплуатацию новых присоединений, требующих иного количества и типов сигналов ввода-вывода для интеграции в шину процесса ЦПС, исключение необходимости в замене всего устройства сопряжения целиком, ввиду обеспечения устройством возможности соответствующей замены отдельных периферийных модулей в составе устройства (в частности на модули других типов). При этом, соответственно, снижается трудоемкость выполнения работ по вышеуказанной замене, а также снижается возможное время простоя устройства. Предлагаемое устройство (1), состоящее из модульного шасси (2), оснащенного объединительной платой (37), с установленными в него процессорным модулем (4), по меньшей мере, одним модулем электропитания (3), по меньшей мере, одним модулем (9) аналогового ввода прямых измерений переменного тока промышленной частоты, по меньшей мере, одним модулем (10) аналогового ввода прямых измерений переменного напряжения промышленной частоты, по меньшей мере, одним модулем (11) дискретного ввода, по меньшей мере, одним модулем (12) дискретного вывода. При этом, в отличие от прототипа, в составе каждого из модулей (9), (10), (11) и (12) имеется соответствующий блок информационного и электропитающего сопряжения с объединительной платой модульного шасси устройства ((17), (23), (28), (32)) и соответствующий блок (преобразователя напряжения) ((16), (22), (27), (31)), связанные друг с другом. При этом процессорный модуль дополнительно содержит связанные друг с другом блок (36) информационного и электропитающего сопряжения с объединительной платой и блок (35) (преобразователь напряжения) электропитания модуля. При этом отдельные блоки (17), (23), (28), (32) в составе модулей, соответственно, (9), (10), (11) и (12) связаны с блоком (36) модуля (4) посредством коммуникационной шины SPI ("Serial Peripheral Interface"), при этом все модули (9), (10), (11) и (12) в составе устройства выполнены унифицированными по форм-фактору.

Figure 00000001
The utility model under consideration relates to interface devices (communications) with an object (USO), in particular to interface devices with the process bus of a "digital" electrical substation (DPS) in accordance with the IEC 61850 standard, and in particular to the above interface devices with the DSP process bus in in accordance with IEC 61850, made in a modular design. The technical result of applying the utility model is, in the case of upgrading a power facility, in particular with the decommissioning of some of the existing connections and, along with this, the commissioning of new connections that require a different number and types of I / O signals for integration into the DSP process bus , eliminating the need to replace the entire interface device, due to the device providing the possibility of appropriate replacement of individual peripheral modules as part of the device (in particular, modules of other types). This, accordingly, reduces the complexity of the work on the above replacement, and also reduces the possible downtime of the device. The proposed device (1), consisting of a modular chassis (2) equipped with a backplane (37), with a processor module (4), at least one power supply module (3), at least one module (9 ) analog input of direct measurements of alternating current of industrial frequency, at least one module (10) of analog input of direct measurements of alternating voltage of industrial frequency, at least one module (11) of discrete input, at least one module (12) of discrete output. At the same time, unlike the prototype, each of the modules (9), (10), (11) and (12) has a corresponding block of information and power supply interface with the backplane of the modular chassis of the device ((17), (23), (28), (32)) and the corresponding unit (voltage converter) ((16), (22), (27), (31)), connected to each other. In this case, the processor module additionally contains a block (36) of information and power supply interface with the backplane and a block (35) (voltage converter) of the module power supply connected to each other. In this case, individual blocks (17), (23), (28), (32) as part of modules, respectively, (9), (10), (11) and (12) are connected to block (36) of module (4) via the SPI communication bus ("Serial Peripheral Interface"), while all modules (9), (10), (11) and (12) in the device are made unified in form factor.
Figure 00000001

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Рассматриваемая полезная модель относится к устройствам сопряжения (связи) с промышленным объектом (УСО) (соответственно, к устройствам в составе АСУ ТП (автоматизированных систем управления технологическими процессами) промышленных объектов, обеспечивающим ввод сигналов, в частности аналоговых и дискретных (с выполнением, соответственно, аналого-цифрового и дискретно-цифрового преобразования сигналов), с объекта в АСУ ТП, и вывод сигналов, в частности дискретных (включая сигналы управления первичным технологическим оборудованием объекта - с выполнением соответствующего преобразования указанных сигналов из цифровой формы в выходные дискретные сигналы), из АСУ ТП на объект). При этом полезная модель, в частности относится к устройствам сопряжения с шиной процесса «цифровой» электрической подстанции (ЦПС) в соответствии со стандартом МЭК 61850, обеспечивающим, в том числе:The utility model under consideration relates to devices for interfacing (communication) with an industrial facility (USO) (respectively, to devices as part of automated process control systems (automated process control systems) of industrial facilities that provide signal input, in particular analog and discrete ones (with the execution, respectively, analog-to-digital and discrete-to-digital conversion of signals), from the object to the automated process control system, and the output of signals, in particular discrete ones (including control signals of the primary technological equipment of the object - with the corresponding conversion of these signals from digital form to output discrete signals), from the automated control system TP per object). In this case, the utility model, in particular, relates to interface devices with the process bus of a "digital" electrical substation (DPS) in accordance with the IEC 61850 standard, which provides, among other things:

1) ввод аналоговых и дискретных сигналов с энергообъекта (подстанции), в частности от первичного электрооборудования подстанции, в коммуникационную шину процесса ЦПС - для последующей передачи указанных сигналов через указанную шину процесса внешним IED ("Intelligent Electronic Device") устройствам, включая выполнение преобразования аналоговых сигналов прямых измерений переменного тока и напряжения промышленной частоты (в частности с традиционных измерительных трансформаторов тока и напряжения) в выходные цифровые потоки МЭК 61850-9-2, и дискретных сигналов в исходящие, в том числе, GOOSE (МЭК 61850-8-1) сообщения;1) input of analog and discrete signals from the power facility (substation), in particular from the primary electrical equipment of the substation, into the communication bus of the DSP process - for subsequent transmission of these signals through the specified process bus to external IEDs ("Intelligent Electronic Device") devices, including the conversion of analog signals of direct measurements of alternating current and voltage of industrial frequency (in particular, from traditional measuring transformers of current and voltage) to IEC 61850-9-2 output digital streams, and discrete signals to outgoing ones, including GOOSE (IEC 61850-8-1) messages;

2) вывод дискретных сигналов, получаемых из шины процесса ЦПС в цифровом виде (формируемых изначально внешними IED устройствами и передаваемым через шину процесса ЦПС от указанных IED устройств, в частности сигналов управления первичным электрооборудованием подстанции) на первичное электрооборудование подстанции.2) output of discrete signals received from the DSP process bus in digital form (formed initially by external IEDs and transmitted via the DSP process bus from the specified IEDs, in particular, control signals of the substation primary electrical equipment) to the substation primary electrical equipment.

В частности, полезная модель относится к вышеуказанным устройствам сопряжения с шиной процесса ЦПС в соответствии с МЭК 61850, выполняемым в модульном исполнении - на базе модульного шасси (крейта) и сменных периферийных модулей, включая модули аналогового/дискретного ввода и дискретного вывода, где вышеуказанное модульное исполнение обеспечивает возможность замены отдельных функциональных модулей (в том числе, периферийных) в составе устройства непосредственно на месте эксплуатации, например, в случае неисправности соответствующих периферийных модулей в составе устройства.In particular, the utility model relates to the above DSP process bus interface devices in accordance with IEC 61850, implemented in a modular design - based on a modular chassis (rack) and replaceable peripheral modules, including analog/discrete input and discrete output modules, where the above modular the design provides the possibility of replacing individual functional modules (including peripheral ones) as part of the device directly at the place of operation, for example, in the event of a malfunction of the corresponding peripheral modules as part of the device.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Известны модульные контроллеры NPT RTU (microRTU) [1, 2, 3] от изготовителя ГК «ЭнергопромАвтоматизация» (Россия). При этом контроллер NPT microRTU может применяться в качестве выносного устройства сопряжения с объектом (УСО) (DMU) при создании «Цифровой подстанции» ("DMU" - "Digital (Discrete) Merging Unit") в части обеспечения преобразования дискретных входных и дискретных выходных сигналов в цифровые протоколы информационного обмена через коммуникационную сеть ЦПС, в частности, в GOOSE (МЭК 61850-8-1) сообщения и обратно. Модульный контроллер NPT RTU при этом обеспечивает возможность достаточно произвольного наполнения модульного шасси (крейта) контроллера модулями дискретного ввода и вывода, что позволяет обеспечить в составе одного контроллера возможность приема до 256 входных дискретных сигналов и формирования до 128 команд управления (через соответствующие дискретные выходы). При этом данный контроллер не включает в себя сменные модули, обеспечивающие преобразование данных прямых измерений тока/напряжения в выходные потоки МЭК 61850-9-2, и, таким образом, не обеспечивает функции устройства AMU ("Analog Merging Unit"), и, таким образом, не обеспечивает полный набор функций устройства сопряжения с шиной процесса «цифровой» электрической подстанции в соответствии с МЭК 61850.Known modular controllers NPT RTU (microRTU) [1, 2, 3] from the manufacturer GK "EnergopromAvtomatizatsiya" (Russia). At the same time, the NPT microRTU controller can be used as a remote device for interfacing with an object (USO) (DMU) when creating a "Digital Substation" ("DMU" - "Digital (Discrete) Merging Unit") in terms of ensuring the conversion of discrete input and discrete output signals to digital information exchange protocols via the DSP communication network, in particular, to GOOSE (IEC 61850-8-1) messages and vice versa. At the same time, the NPT RTU modular controller provides the possibility of quite arbitrary filling of the controller's modular chassis (crate) with discrete input and output modules, which makes it possible to receive up to 256 discrete input signals and generate up to 128 control commands (through the corresponding discrete outputs) as part of one controller. However, this controller does not include plug-in modules that convert direct current/voltage measurements to IEC 61850-9-2 output streams, and thus does not provide the functionality of an AMU ("Analog Merging Unit") device, and thus therefore, does not provide the full range of functions of the process bus coupler of a "digital" electrical substation in accordance with IEC 61850.

Известно выбранное в качестве прототипа устройство многофункциональное "depRTU" [4] от производителя ООО «Компания ДЭП» (г.Москва), которое может функционировать, в том числе, в качестве объединяющего устройства (MU - Merging Unit) (в том числе как устройство "AMU/DMU" - "Analog Merging Unit" / " Digital (Discrete) Merging Unit") в составе систем РЗиА, выполненных по технологии «цифровая подстанция». Устройство выполнено на базе модульного шасси (крейта) с устанавливаемыми в него процессорным модулем и периферийными модулями, включая модули дискретного ввода/вывода, модули измерительные (прямых измерений переменного тока/напряжения номинальной частотой 50 Гц) и др. В указанном устройстве каждый сменный (в том числе, периферийный) модуль занимает в крейте определенное место/позицию (слот), которые зафиксированы в паспорте на устройство, поставляемом с предприятия-изготовителя (фактически, конфигурацию типов (состав и местоположение) установленных в крейт устройства сменных (в т.ч. периферийных) модулей (комплектацию) определяет предприятие-изготовитель устройства), что не позволяет изменять состав типов используемых в составе крейта модулей потребителю на месте эксплуатации устройства.Known as a prototype of the multifunctional device "depRTU" [4] from the manufacturer LLC "Company DEP" (Moscow), which can function, including as a merging unit (MU - Merging Unit) (including as a device "AMU / DMU" - "Analog Merging Unit" / "Digital (Discrete) Merging Unit") as part of RPA systems made using the "digital substation" technology. The device is made on the basis of a modular chassis (crate) with a processor module and peripheral modules installed in it, including discrete input/output modules, measuring modules (for direct measurements of alternating current/voltage with a nominal frequency of 50 Hz), etc. In this device, each replaceable (in including the peripheral) module occupies a certain place/position (slot) in the crate, which are fixed in the passport for the device supplied from the manufacturer (in fact, the configuration of the types (composition and location) of the removable devices installed in the crate (incl. peripheral) modules (complete set) is determined by the manufacturer of the device), which does not allow changing the composition of the types used in the crate of modules to the consumer at the place of operation of the device.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDISCLOSURE OF THE ESSENCE OF THE UTILITY MODEL

Технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является в создании модульного устройства сопряжения с шиной процесса «цифровой подстанции», обеспечивающего возможность свободного комплектования устройства сменными периферийными модулями, в том числе, модулями дискретного ввода; дискретного вывода, в т.ч., управления коммутационными аппаратами; аналогового ввода прямых измерений переменного тока (напр., 1А/5А) и напряжения (57,7/100 В) и др., непосредственно на месте эксплуатации устройства, включая возможность установки любых периферийных модулей (любых типов) на любые посадочные места (слоты) в шасси (крейте) устройства сопряжения.The technical problem to be solved by the claimed utility model is the creation of a modular device for interfacing with the bus of the "digital substation" process, which makes it possible to freely equip the device with replaceable peripheral modules, including discrete input modules; discrete output, including control of switching devices; analog input for direct measurements of AC current (e.g., 1A/5A) and voltage (57.7/100 V), etc., directly at the place of operation of the device, including the ability to install any peripheral modules (of any type) on any seats (slots ) in the chassis (cradle) of the interface device.

Техническим результатом применения полезной модели является, при выполнении модернизации энергообъекта, в частности с выводом из эксплуатации отдельных из существующих присоединений и, наряду с этим, вводом в эксплуатацию новых присоединений, требующих иного количества и типов сигналов ввода-вывода для интеграции в шину процесса ЦПС, исключение необходимости в замене всего устройства сопряжения целиком, ввиду обеспечения устройством возможности соответствующей замены отдельных периферийных модулей в составе устройства (в частности на модули других типов). При этом, соответственно, снижается трудоемкость выполнения работ по вышеуказанной замене, а также снижается возможное время простоя устройства (ввиду того, что исключается необходимость в выполнении переподключения цепей электропитания устройства сопряжения от прежнего устройства к новому устройству, а также исключается необходимость в выполнении переподключения внешних цепей - аналогового ввода, дискретного ввода, дискретного вывода - для всех прочих периферийных модулей в составе устройства от прежнего устройства к новому устройству).The technical result of the application of the utility model is, when upgrading a power facility, in particular with the decommissioning of some of the existing connections and, along with this, the commissioning of new connections that require a different number and types of I / O signals for integration into the DSP process bus, eliminating the need to replace the entire interface device, due to the device providing the possibility of appropriate replacement of individual peripheral modules as part of the device (in particular, modules of other types). At the same time, accordingly, the complexity of performing work on the above replacement is reduced, and the possible downtime of the device is also reduced (due to the fact that it eliminates the need to reconnect the power supply circuits of the interface device from the old device to the new device, and also eliminates the need to reconnect external circuits - analog input, digital input, digital output - for all other peripheral modules in the device from the old device to the new device).

Указанный технический результат достигается в устройстве сопряжения с шиной процесса цифровой подстанции модульное, состоящим из модульного шасси, оснащенного объединительной платой, содержащего слоты, выполненные с возможностью установки в любой из указанных слотов модуля электропитания, процессорного модуля, а также периферийных модулей в независимости от их типа, единую унифицированную коммуникационную и электропитающую шину, выполненную с возможностью информационно-коммуникационного сопряжения модулей для полнодуплексной передачи данных, а также электропитающего сопряжения модулей с объединительной платой.The specified technical result is achieved in a modular digital substation process bus interface device, consisting of a modular chassis equipped with a backplane containing slots that can be installed in any of the specified slots of a power supply module, a processor module, and peripheral modules, regardless of their type. , a single unified communication and power bus, made with the possibility of information and communication interface of modules for full duplex data transmission, as well as power supply interface of modules with the backplane.

При этом единая унифицированная коммуникационная и электропитающая шина выполнена с возможностью обеспечения возможности полнодуплексной передачи данных в направлении как от отдельных периферийных модулей к модулю процессорному в составе модульного шасси устройства, так и в обратном направлении, включая обеспечение возможности передачи через указанную информационную шину как данных прямых измерений переменного тока/напряжения от периферийных модулей, так и сигналов дискретного ввода от периферийных модулей до модуля процессорного устройства, так и сигналов дискретного вывода от модуля процессорного устройства до периферийных модулей дискретного вывода.At the same time, a single unified communication and power bus is configured to provide the possibility of full-duplex data transmission in the direction both from individual peripheral modules to the processor module as part of the device’s modular chassis, and in the opposite direction, including the possibility of transmitting both direct measurement data through the specified information bus AC current/voltage from peripheral modules, and discrete input signals from peripheral modules to the processor device module, and discrete output signals from the processor device module to peripheral discrete output modules.

Вышеуказанный технический результат достигается за счет выполнения модульного устройства сопряжения с шиной процесса ЦПС:The above technical result is achieved through the implementation of a modular interface device with the DSP process bus:

с унифицированными по форм-фактору (в частности, по габаритам) периферийными модулями, что обеспечивает возможность установки произвольного периферийного модуля устройства (независимо от его типа) в любой слот модульного шасси, предназначенного для установки периферийных модулей;with peripheral modules unified in terms of form factor (in particular, in terms of dimensions), which makes it possible to install an arbitrary peripheral module of the device (regardless of its type) in any slot of a modular chassis intended for installing peripheral modules;

с единой унифицированной коммуникационной и электропитающей шиной в составе объединительной платы модульного шасси устройства, обеспечивающей для каждого из периферийных модулей в составе модульного шасси устройства, в том числе:with a single unified communication and power bus as part of the backplane of the device's modular chassis, which provides for each of the peripheral modules in the device's modular chassis, including:

а) сопряжение информационно-коммуникационное с модулем процессорным (МП) в составе модульного шасси устройства сопряжения - на базе шины SPI ("Serial Peripheral Interface"), обеспечивающей возможность полнодуплексной передачи данных в направлении как от отдельных периферийных модулей к МП в составе модульного шасси устройства, так и в обратном направлении, включая обеспечение возможности передачи через указанную информационную шину как данных прямых измерений переменного тока/напряжения от периферийных модулей аналогового ввода прямых измерений переменного тока/напряжения, так и сигналов дискретного ввода от периферийных модулей дискретного ввода до МП устройства, так и сигналов дискретного вывода от МП устройства до периферийных модулей дискретного вывода и т.п.;a) information and communication interface with the processor module (MP) as part of the modular chassis of the interface device - based on the SPI ("Serial Peripheral Interface") bus, which provides the possibility of full-duplex data transfer in the direction both from individual peripheral modules to the MP as part of the modular chassis of the device , and in the opposite direction, including the provision of the possibility of transmitting through the specified information bus both data of direct measurements of alternating current / voltage from peripheral modules of analog input of direct measurements of alternating current / voltage, and discrete input signals from peripheral modules of discrete input to the MP device, so and discrete output signals from the MP device to peripheral discrete output modules, etc.;

б) сопряжение электропитающее, по меньшей мере, с одним модулем электропитания в составе модульного шасси устройства сопряжения;b) power supply interface with at least one power supply module in the modular chassis of the interface device;

с наличием в составе каждого периферийного модуля устройства (в т.ч., модулей аналогового ввода, дискретного ввода и дискретного вывода) блока информационного и электропитающего сопряжения с объединительной платой модульного шасси устройства сопряжения, связанного, с одной стороны, с блоком (преобразователем напряжения) электропитания данного периферийного модуля, а также: с блоком усилителей и аналого-цифровых преобразователей (АЦП) - для модуля аналогового ввода прямых измерений тока, с блоком изоляторов и мультиплексора выходных данных - для модуля аналогового ввода прямых измерений напряжения, с блоком регистра ввода - для модулей дискретного ввода, с блоком регистра вывода - для модулей дискретного вывода; и, с другой стороны, с аналогичным блоком информационного и электропитающего сопряжения с объединительной платой модульного шасси устройства сопряжения в составе МП модуля устройства и с общей шиной электропитания (связывающей, в том числе, отдельные периферийные и процессорный модули устройства сопряжения, по меньшей мере, с одним модулем электропитания в составе устройства сопряжения);with the presence in the structure of each peripheral module of the device (including modules of analog input, discrete input and discrete output) of an information and power supply interface unit with a backplane of the modular chassis of the interface device connected, on the one hand, with the unit (voltage converter) power supply for this peripheral module, as well as: with a block of amplifiers and analog-to-digital converters (ADC) - for the analog input module for direct current measurements, with an insulator block and an output data multiplexer - for the analog input module for direct voltage measurements, with an input register block - for discrete input modules, with output register block - for discrete output modules; and, on the other hand, with a similar block of information and power supply interface with the backplane of the modular chassis of the interface device as part of the MP module of the device and with a common power bus (connecting, among other things, individual peripheral and processor modules of the interface device, at least with one power supply module as part of the interface device);

с блоком (преобразователем напряжения) электропитания в каждом из периферийных модулей устройства сопряжения, обеспечивающим в составе каждого из периферийных модулей формирование, из единого питающего напряжения, получаемого из общей шины питания объединительной платы устройства (от, соответственно, модулей электропитания устройства), необходимых питающих напряжений для электропитания всех аппаратных компонентов данного периферийного модуля.with a power supply unit (voltage converter) in each of the peripheral modules of the interface device, providing, as part of each of the peripheral modules, the formation of the necessary supply voltages from a single supply voltage obtained from the common power bus of the device's backplane (from, respectively, the device's power supply modules). to power all hardware components of this peripheral module.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фиг. 1 приведена схема внутреннего устройства предлагаемого устройства сопряжения с шиной процесса ЦПС модульного.In FIG. 1 shows a diagram of the internal structure of the proposed device for interfacing with the bus of the DSP modular process.

На фиг. 2 показан вариант осуществления (описанный ниже) полезной модели в определенной комплектации состава периферийных модулей устройства сопряжения.In FIG. 2 shows an embodiment (described below) of the utility model in a certain configuration of the composition of the peripheral modules of the interface device.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИIMPLEMENTATION OF UTILITY MODEL

Устройство сопряжения (1) (см. фиг. 1) выполнено на базе модульного шасси (2), включающего в себя, по меньшей мере, один модуль электропитания (3), процессорный модуль (4), и периферийные модули в составе: блока модулей аналогового ввода прямых измерений переменного тока промышленной частоты (5), блока модулей аналогового ввода прямых измерений переменного напряжения промышленной частоты (6), блока модулей дискретного ввода (7) и блока модулей дискретного вывода (8).The interface device (1) (see Fig. 1) is made on the basis of a modular chassis (2), which includes at least one power supply module (3), a processor module (4), and peripheral modules consisting of: a block of modules analog input for direct measurements of AC power frequency (5), block of analog input modules for direct measurements of AC voltage of industrial frequency (6), block of discrete input modules (7) and block of discrete output modules (8).

При этом блок модулей аналогового ввода прямых измерений тока (5) может включать в себя модули аналогового ввода (9) различных типов, включая:In this case, the block of analog input modules for direct current measurements (5) may include analog input modules (9) of various types, including:

модули входов измерения тока - для целей релейной защиты и автоматики (РЗА);current measurement input modules - for the purposes of relay protection and automation (RPA);

модули входов измерения тока для целей измерений, учета и контроля качества электроэнергии.current measurement input modules for the purposes of measurement, accounting and power quality control.

Блок модулей аналогового ввода прямых измерений напряжения (6) может включать в себя модули аналогового ввода (10) различных типов, включая:The block of analog input modules for direct voltage measurements (6) may include analog input modules (10) of various types, including:

модули входов измерения напряжения - для целей релейной защиты и автоматики (РЗА);voltage measurement input modules - for the purposes of relay protection and automation (RPA);

модули входов измерения напряжения для целей измерений, учета и контроля качества электроэнергии.voltage measurement input modules for the purposes of measurement, accounting and power quality control.

Блок модулей дискретного ввода (6) может включать в себя модули дискретного ввода (11) различных типов, включая:Block of discrete input modules (6) may include discrete input modules (11) of various types, including:

модули ввода дискретных сигналов с номинальным уровнем напряжения 220 В постоянного тока;discrete signal input modules with a nominal voltage level of 220 V DC;

модули ввода дискретных сигналов с номинальным уровнем напряжения 24 В постоянного тока.discrete signal input modules with a nominal voltage level of 24 V DC.

Блок модулей дискретного вывода (7) может включать в себя модули дискретного вывода (12) различных типов, включая:Block of discrete output modules (7) may include discrete output modules (12) of various types, including:

модули дискретных выходов для управления силовым выключателем на подстанции;discrete output modules to control the circuit breaker at the substation;

модули дискретных выходов общего назначения.modules of discrete outputs of general purpose.

При этом каждый модуль аналогового ввода прямых измерений тока (8), независимо от типа модуля, включает в себя:In this case, each analog input module for direct current measurements (8), regardless of the module type, includes:

блок внешних интерфейсов подключения измерительных цепей (13);block of external interfaces for connecting measuring circuits (13);

блок (14) входных преобразователей сигналов (трансформаторов тока);block (14) of input signal converters (current transformers);

блок усилителей и аналого-цифровых преобразователей (АЦП) (15);block of amplifiers and analog-to-digital converters (ADC) (15);

блок (преобразователь напряжения) электропитания (16) модуля;power supply unit (voltage converter) (16) of the module;

блок (17) информационного и электропитающего сопряжения с объединительной платой модульного шасси устройства сопряжения;block (17) of information and power supply interfacing with the backplane of the modular chassis of the interfacing device;

где вышеуказанные блоки связаны друг с другом, как показано на фиг. 1.where the above blocks are connected to each other as shown in FIG. one.

Каждый модуль аналогового ввода прямых измерений напряжения (10), независимо от типа модуля, включает в себя:Each direct voltage analog input module (10), regardless of module type, includes:

блок внешних интерфейсов подключения измерительных цепей (18);block of external interfaces for connecting measuring circuits (18);

блок (19) входных преобразователей сигналов (делителей напряжения);block (19) of input signal converters (voltage dividers);

блок усилителей и аналого-цифровых преобразователей (АЦП) (20);block of amplifiers and analog-to-digital converters (ADC) (20);

блок изоляторов и мультиплексора выходных данных (21);block of insulators and output data multiplexer (21);

блок (преобразователь напряжения) электропитания (22) модуля;power supply unit (voltage converter) (22) of the module;

блок (23) информационного и электропитающего сопряжения с объединительной платой модульного шасси устройства сопряжения;block (23) of information and power supply interfacing with the backplane of the modular chassis of the interfacing device;

где вышеуказанные блоки связаны друг с другом, как показано на фиг. 1.where the above blocks are connected to each other as shown in FIG. one.

Каждый модуль дискретного ввода (11), независимо от типа модуля, включает в себя:Each discrete input module (11), regardless of module type, includes:

блок внешних интерфейсов подключения дискретных цепей (24);block of external interfaces for connecting discrete circuits (24);

блок схем формирования порогов срабатывания и компараторов (25);block diagrams for the formation of response thresholds and comparators (25);

блок регистра ввода (26);input register block (26);

блок (преобразователь напряжения) электропитания (27) модуля;power supply unit (voltage converter) (27) of the module;

блок (28) информационного и электропитающего сопряжения с объединительной платой модульного шасси устройства сопряжения;unit (28) for information and power supply interfacing with the backplane of the modular chassis of the interfacing device;

где вышеуказанные блоки связаны друг с другом, как показано на фиг. 1.where the above blocks are connected to each other as shown in FIG. one.

Каждый модуль дискретного вывода (12), независимо от типа модуля, включает в себя:Each discrete output module (12), regardless of module type, includes:

блок внешних интерфейсов подключения дискретных цепей (29);block of external interfaces for connecting discrete circuits (29);

блок регистра вывода (30);output register block (30);

блок (преобразователь напряжения) электропитания (31) модуля;power supply unit (voltage converter) (31) of the module;

блок (32) информационного и электропитающего сопряжения с объединительной платой модульного шасси устройства сопряжения;block (32) for information and power supply interfacing with the backplane of the modular chassis of the interfacing device;

где вышеуказанные блоки связаны друг с другом, как показано на фиг. 1.where the above blocks are connected to each other as shown in FIG. one.

При этом модуль процессорный (4) включает в себя:In this case, the processor module (4) includes:

блок цифровых интерфейсов подключения МП модуля к внешней коммуникационной сети (33);block of digital interfaces for connecting the MP module to an external communication network (33);

вычислительное ядро (34), включающее в себя, по меньшей мере, один процессор и память (оперативную и, возможно, энергонезависимую);a computing core (34) including at least one processor and memory (operational and possibly non-volatile);

блок (преобразователь напряжения) электропитания (35) модуля;power supply unit (voltage converter) (35) of the module;

блок (36) информационного и электропитающего сопряжения с объединительной платой;block (36) of information and power interface with the backplane;

где вышеуказанные блоки связаны друг с другом, как показано на фиг. 1.where the above blocks are connected to each other as shown in FIG. one.

При этом предлагаемое устройство сопряжения с шиной процесса «цифровой подстанции» модульное может быть выполнено на базе модульного шасси, например, в варианте исполнения, как показано на фиг. 2, включающее установленные периферийные модули следующих типов:At the same time, the proposed modular device for interfacing with the “digital substation” process bus can be made on the basis of a modular chassis, for example, in the embodiment, as shown in Fig. 2, including installed peripheral modules of the following types:

"VT-P" - модуль аналогового ввода входов измерения напряжения - для целей РЗА, "СТ-Р" - модуль аналогового ввода входов измерения тока - для целей РЗА; "DI-L" - модули ввода дискретных сигналов с номинальным уровнем напряжения 24 В постоянного тока; "DI-H" - модули ввода дискретных сигналов с номинальным уровнем напряжения 220 В постоянного тока; "DO-L" - модули дискретных выходов общего назначения; "DO-H" -модули дискретных выходов для управления силовым выключателем на подстанции; "VT-M" - модуль аналогового ввода входов измерения напряжения - для целей измерений, учета и контроля качества электроэнергии, "СТ-М" - модуль аналогового ввода входов измерения тока - для целей измерений, учета и контроля качества электроэнергии; "CPU" - модуль процессорный; "PWR" - модули электропитания устройства сопряжения. При этом (см. фиг. 2) периферийные модули типов "VT-P", "СТ-Р", "DI-L", "DI-H", "DO-L", "DO-H", "VT-M" и "СТ-М" выполнены унифицированными по форм-фактору, в частности по ширине, высоте и расположению крепежных винтов."VT-P" - analog input module for voltage measurement inputs - for relay protection and automation purposes, "ST-R" - analog input module for current measurement inputs - for relay protection and automation purposes; "DI-L" - discrete signal input modules with a nominal voltage level of 24 V DC; "DI-H" - discrete signal input modules with a nominal voltage level of 220 V DC; "DO-L" - general purpose digital output modules; "DO-H" -discrete output modules for power circuit breaker control at the substation; "VT-M" - analog input module for voltage measurement inputs - for the purposes of measurement, metering and power quality control, "ST-M" - analog input module for current measurement inputs - for the purposes of measurement, metering and power quality control; "CPU" - processor module; "PWR" - interface device power supply modules. In this case (see Fig. 2) peripheral modules of the types "VT-P", "CT-P", "DI-L", "DI-H", "DO-L", "DO-H", "VT -M" and "ST-M" are made unified in terms of form factor, in particular, in terms of width, height and arrangement of fixing screws.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION

[1] Интернет-сайт http://www.epsa-spb.ru/npt_rtu_and_npt_micro_rtu_/.[1] Website http://www.epsa-spb.ru/npt_rtu_and_npt_micro_rtu_/.

[2] «Контроллеры многофункциональные NPT-M. Описание типа средств измерений» (Приложение к св-ву №58949 об утв. типа средства измерений).[2] “Multifunction controllers NPT-M. Description of the type of measuring instruments ”(Appendix to St. No. 58949 on approval of the type of measuring instrument).

[3] Патент РФ на полезную модель №127966 («МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЛЕР СЕРИИ NPT»).[3] RF patent for utility model No. 127966 (“MULTIFUNCTIONAL CONTROLLER NPT SERIES”).

[4] ДПАВ.421457.501ТО «Устройства многофункциональные «depRTU». Техническое описание» (источник информации - Интернет-сайт http://dep.ru/catalog/100/deprtu/, http://dep.ru/upload/iblock/903/depRTU-_-DPAV.421457.501TO.pdf).[4] DPAV.421457.501TO “Multifunctional devices “depRTU”. Technical Description" (source of information - Internet site http://dep.ru/catalog/100/deprtu/, http://dep.ru/upload/iblock/903/depRTU-_-DPAV.421457.501TO.pdf) .

Claims (2)

1. Устройство сопряжения с шиной процесса цифровой подстанции модульное, состоящее из модульного шасси, оснащенного объединительной платой, содержащего слоты, выполненные с возможностью установки в любой из указанных слотов модуля электропитания, процессорного модуля, а также периферийных модулей в независимости от их типа, единую унифицированную коммуникационную и электропитающую шину, выполненную с возможностью информационно-коммуникационного сопряжения модулей для полнодуплексной передачи данных, а также электропитающего сопряжения модулей с объединительной платой.1. Modular digital substation process bus interface device, consisting of a modular chassis equipped with a backplane containing slots that can be installed in any of the indicated slots of the power supply module, processor module, and peripheral modules, regardless of their type, a single unified communication and power supply bus, configured to provide information and communication interface of modules for full duplex data transmission, as well as power supply interface of modules with the backplane. 2. Устройство сопряжения с шиной процесса цифровой подстанции модульное по п. 1, отличающееся тем, что единая унифицированная коммуникационная и электропитающая шина выполнена с возможностью обеспечения полнодуплексной передачи данных в направлении как от отдельных периферийных модулей к модулю процессорному в составе модульного шасси устройства, так и в обратном направлении, включая обеспечение возможности передачи через указанную информационную шину как данных прямых измерений переменного тока/напряжения от периферийных модулей, так и сигналов дискретного ввода от периферийных модулей до модуля процессорного устройства, так и сигналов дискретного вывода от модуля процессорного устройства до периферийных модулей дискретного вывода.2. The interface device with the process bus of the digital substation is modular according to claim 1, characterized in that a single unified communication and power bus is configured to provide full-duplex data transmission in the direction both from individual peripheral modules to the processor module as part of the modular chassis of the device, and in the opposite direction, including the provision of the possibility of transmitting through the specified information bus both data of direct measurements of alternating current/voltage from peripheral modules, and discrete input signals from peripheral modules to the processor device module, and discrete output signals from the processor device module to peripheral modules of the discrete output.
RU2021136936U 2021-12-14 Modular digital substation process bus coupler RU211411U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU211411U1 true RU211411U1 (en) 2022-06-03

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU37231U1 (en) * 2003-09-30 2004-04-10 Государственное унитарное предприятие нефтегазового направления "Авитрон-Ойл" COMPLEX MANAGING MEASURING AND COMPUTING
RU127966U1 (en) * 2013-01-10 2013-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Новые программные технологии" MULTIFUNCTIONAL CONTROLLER NPT SERIES
RU2699064C1 (en) * 2018-11-15 2019-09-03 Общество С Ограниченной Ответственностью "Коннект" (Ооо "Коннект") Control and monitoring controller
RU192293U1 (en) * 2019-05-22 2019-09-11 Общество с ограниченной ответственностью "Прософт-Системы" Relay protection and automation
RU2743506C2 (en) * 2016-05-31 2021-02-19 Бристоль, Инк., Д/Б/А Ремоут Аутомейшен Солюшенз Method and device for connection with possibility of field devices data transmission with remote terminal unit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU37231U1 (en) * 2003-09-30 2004-04-10 Государственное унитарное предприятие нефтегазового направления "Авитрон-Ойл" COMPLEX MANAGING MEASURING AND COMPUTING
RU127966U1 (en) * 2013-01-10 2013-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Новые программные технологии" MULTIFUNCTIONAL CONTROLLER NPT SERIES
RU2743506C2 (en) * 2016-05-31 2021-02-19 Бристоль, Инк., Д/Б/А Ремоут Аутомейшен Солюшенз Method and device for connection with possibility of field devices data transmission with remote terminal unit
RU2699064C1 (en) * 2018-11-15 2019-09-03 Общество С Ограниченной Ответственностью "Коннект" (Ооо "Коннект") Control and monitoring controller
RU192293U1 (en) * 2019-05-22 2019-09-11 Общество с ограниченной ответственностью "Прософт-Системы" Relay protection and automation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2519909C2 (en) Input/output module
JP2002315233A (en) Transforming equipment protective control system
RU2552842C2 (en) Digital transformer substation
KR20110066695A (en) Multi-functional gataway system for providing power information
CN102375428A (en) Analog input module for a programmable logic controller
RU211411U1 (en) Modular digital substation process bus coupler
EP2706419B1 (en) Method and system for bay typical based IEC 61850 engineering and integration
CN202826057U (en) Concrete mixing station control system and concrete mixing station
WO2016115659A1 (en) Power distribution unit of smart power distribution cabinet
Solomin et al. Integration of adaptive digital combined current and voltage transformer into digital substation Ethernet grid
CN206099356U (en) Smart power grids power control unit and system
CN101707333A (en) Novel field bus-based low-voltage switch cabinet
Ruhe et al. Approach of a DT based automatic grid operation for distribution grids
EP3681010A1 (en) Smart grid integration system and method of processing power information thereof
RU147247U1 (en) MEASUREMENT DIGITAL FLOWS UNIT OF MEASUREMENT DATA
CN209606534U (en) Distribution network terminal automatization test system
RU147290U1 (en) GROUP DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL PARAMETERS
CN107870595B (en) Intelligent processing device for low-voltage power distribution system based on IEC61850
Zavoda et al. The ideal IED for smart distribution applications
RU214351U1 (en) Digital Substation Process Bus Interface Processor Module
RU210953U1 (en) Controller of the controlled point of sectioning of medium voltage electric networks
RU114536U1 (en) INTELLIGENT CELL OF ELECTRICITY DISTRIBUTION
CN201515160U (en) Novel low-voltage switchgear based on fieldbus
CN216530513U (en) Distributed programmable relay protection and information acquisition device
RU207616U1 (en) Microprocessor-based relay protection and automation device with remote control of output relays