高可靠電站多功能自動控制裝置的製作方法

2023-04-24 03:42:11 4

專利名稱：高可靠電站多功能自動控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種用於變電站自動控制的高可靠電站多功能自動控制裝置，屬於電力控制設備技術領域。
目前國內電力變電站二次設備大致可劃分為三種模式。一是常規方式，即變電站二次設備採用常規電磁式繼電保護、儀表屏、操作屏、無功補償低周減載等設備，這種分立式設備配置不能實現變電站控制自動化。二是在常規二次設備基礎上配置計算機功能，屬於常規方式下的計算機輔助管理系統，遠不能滿足變電站無人值班的自動化要求。三是全微機化的電站綜合自動化系統，採用新型的二次設備代替常規的電磁式設備，儘量做到硬體資源共享，用不同的軟體實現常規設備的功能，用計算機局部網絡通信代替大量的信號電纜，配上遠動裝置可以實現變電站無人值守的自動化要求，通過調製解調與總調聯網以實現遙控、遙測、遙調、遙信；由於現有設備通常採用不同的設備分別完成測量、信號、控制、遠動和保護等功能，因而系統的功能體積、成本和可靠性等方面都受到了一定的限制。
本實用新型的目的在於針對現有技術的不足，提供一種高可靠電站多功能自動控制裝置，它可以集測量、信號、控制、遠動和保護於一體，並且有容錯、糾錯和自診斷的功能，有利於滿足電力工業現代化、集成化、小型化和無人化的要求。
本實用新型採用冗餘設計的模板式結構，實現其多功能和自動化，它可由主控裝置和從控裝置組成，主控裝置可由一個測控器和監控器構成，從控裝置可由兩個測控器和一個監控器構成，主控裝置與從控裝置通過一個公共數據區連接，採用表決(三取二)的方案確定正確工作狀態的測控器。在設備正常工作時，主控裝置負責把保護、測量及其動作信號送入公共數據區，從控裝置通過公共數據區來監視主控裝置的工作，同時擔任一些其它任務，如接收脈衝表屏發來的數據，通過調製解調電路向總調度室傳達現場信息、接收總調度室發來各種測控信號等。當設備某部分發生故障時，主控裝置和從控裝置在測試、控制中產生不相同的結論，此時自動啟動供核查用的測控器進行採樣、測量，並把所產生的結論與另外兩個測控器的結論比較，根據少數服從多數原則，將其結論三中取二，這就是人們常說的表決方式。這樣，即使設備某部分發生故障，也不影響整個設備的正常工作，並能糾正錯誤數據和信息，發出正確動作或信號。同時，本裝置還能提示裝置中什麼部件發生什麼樣的故障，當主控裝置發生硬體故障時，從控裝置發出預告信號後，自動投入接替主控裝置工作，並提示硬體故障的性質；當從控裝置發生故障時，則主控裝置發出預告信號，提示硬體故障性質，以便工作人員及時維修。
本實用新型與現有技術相比，具有可靠性高，成本低、功能多和自動化程度高等優點。本裝置的軟體冗餘大於硬體冗餘，主控、從控裝置都有一套完整的功能相同的監控程序，以便在主控裝置出現故障時從控裝置能接替主控裝置的工作，不僅使裝置集測量、信號、控制、遠動和保護於一體，而且提高裝置的可靠性，並使裝置在幾乎不增加硬體成本的情況下具有容錯、糾錯和自診斷等功能。本裝置對某些垂要動作、處理、校驗等程序適當冗餘，數據區的冗餘設置用於程序跑飛、幹擾等因素引起數據區的破壞時的修復。本裝置採用多CPU集中式結構，採用性能穩定的STD工業控制總線，各功能板採用模塊化設計，使得各接口擴展容易、維修方便、通用性強。中央處理單元與輸入、輸出、A/D等電路全部採用光電隔離，提高了裝置的可靠性。本裝置通過設計一個公共數據區連接主控裝置與從控裝置，實現測量中央信號與遠動間的數據共享，避免了通訊速度低、易受幹擾的缺點。本裝置由於具有綜合造價低、佔地面積小、可靠性和自動化程度高，故可以滿足電力工業現代化、集成化、小型化和無人化的要求，適用於電力系統35KV、110KV、220KV等供變電站的自動控制。


圖1為本實用新型方框結構示意圖；圖2為實施方案的結構示意圖。
本實用新型可採用附圖所示的方案實現。圖1中的監控器(1)和測控器(2)構成主控裝置，監控器(3)和測控器(4)、測控器(5)構成從控裝置，主控裝置與從控裝置之間通過公共數據區(6)連接，遠動裝置(7)、變送器(8)和控制開在(9)均可採用常規的方案實現。一種集測量、信號、控制、遠動和保護功能為一體的實施方案如圖2所示。主控裝置的測控器(2)可由64路帶光隔模擬輸入擴展板(64A/D A)STD 5498、通用高速光隔12位32路A/D板(32A/D B)STD 5488、兩塊32路光隔開關量功放輸出板(320UTA)和(320UT B)STD 5373、兩塊32路光隔開關量並行輸入板(32IN A)和(32IN B)STD 5372-2構成，擴展板與A/D板相連接，其輸入端與變送器(8)的輸出端連接，兩塊輸出板的輸出端與控制開關(9)的輸入端相連接，兩塊輸入板的輸入端與控制開關(9)的輸出端連接，各板均直接與監控器(1)的STD工業控制總線相連接；主控裝置的監控器(1)可由系統II V40 CPU板(V40-II)STD5086、V40系統II系統支持板(SYSTEM)STD 5796、二級漢字庫板(漢卡STD5719)、系統II彩色圖形顯示/標準鍵盤接口板(STD 5788)構成，彩色監視器或標準鍵盤可與接口板相連接，CPU板與支持板、漢字庫板和接口板均與STD控制總線相連接。從控裝置的監控器(3)可由系統II V40 CPU板(V40-II)STD 5086、V40系統支持板(SYSTEM)STD5796、二級漢字庫板(漢卡STD5719)、系統II彩色圖形顯示/標準鍵盤接口板(STD 5788)、雙軟盤驅動器板(磁碟驅動器STD5186)構成、各板均與STD工業控制總線直接相連接，也可將語言放音板(STD 5740)和印表機板(LQ1600K)直接接在STD工業控制總線上，彩色監視器和標準鍵盤(101)可以通過接口板與STD工業控制總線相連接；測控器(4)可由64路帶光隔模擬輸入擴展板(64A/D C)STD5498、通用高速光隔12位32路A/D板(32A/D D)STD5488、兩塊32路光隔開關量功放輸出板(320UT C)和(320UT D)STD 5373、兩塊32路光隔開關量並行輸入板(32IN C)和(32IN D)STD5372-2構成，擴展板與A/D板相連接，其輸入端與變送器(8)的輸出端連接，兩塊輸出板的輸出端與控制開關(9)的輸入端相連接，兩塊輸入板的輸入端與控制開關(9)的輸出端連接，各板直接與監控器(3)的STD控制總線相連接；測控器(5)可由64路帶光隔模擬輸入擴展板(64A/D E)STD5498、通用高速光隔12位32路A/D板(32A/D F)STD5488、兩塊32路光隔開關量並行輸入板(32IN E)和(32IN F)STD5372-2構成，擴展板與A/D板相連接，其輸入端與變送器(8)的輸出端連接，兩塊輸入板的輸入端與控制開關(9)的輸出端連接，各板均直接與監控器(3)的STD工業控制總線相連接。公共數據區(公共RAM區)採用雙埠靜態寄存器(RAM)，其左端地址線(LA)和數據線(LD)分別與主控裝置的監控器(1)的CPU板的地址接口(A)和數據線接口(D)相連接，右端地址線(RA)和數據線(RD)分別與從控裝置的監控器(3)的CPU板的地址線接口(A)和數據線接口(D)相連接，監控器(3)的CPU板的RS232接口與遠動裝置(7)相連接。本裝置可通過遠動裝置(7)與總調度聯網，這樣就可在總調度室監視變電站的工作情況，按需要顯示或列印各種報表，並可實行遙控、遙測、遙調和遙信。當在變電站就地操作時，彩色高解析度監視器可顯示變電站主接線圖及各種參數，並可就地列印各種報表數據。中央信號在事故跳閘時可顯示跳閘設備的編號，自動重合閘和速斷器動作等情況。異常運行時可顯示變壓器油溫過高和輕、重瓦斯信號、直流電源系統有無失電或電壓過高過低情況。印表機可記錄每天0～24時運行數據或列印所需報表，如各出線電壓、電流、有功、無功以及用電量等，也可記錄繼電保護、自動重合閘、斷路器的工作情況和事故跳閘時間與性質等。語言放音板可通過喇叭發出語言報警信號。
權利要求1.一種用於變電站自動控制的高可靠電站多功能自動控制裝置，由主控裝置和從控裝置組成，其特徵在於主控裝置由一個測控器和監控器構成，從控裝置由兩個測控器和一個監控器構成，主控裝置與從控裝置通過一個公共數據區相連接。
2.根據權利要求1所述的高可靠電站多功能自動控制裝置，其特徵在於主控裝置的測控器(2)由64路光隔模擬輸入擴展板，通用高速光隔12位32路A/D板、兩塊32路光隔開關量功放輸出板、兩塊32路光隔開關量並行輸入板構成，擴展板與A/D板相連接，其輸入端與變送器(8)的輸出端連接，兩塊輸出板的輸出端與控制開關(9)的輸入端連接，各板均直接與監控器(1)的STD工業控制總線相連接；主控裝置的監控器(1)由系統置IIV40CPU板、V40系統II支持板、二級漢字庫板、系統II彩色圖形顯示/標準鍵盤接口板構成，CPU板、支持板、漢字庫板和接口板均與STD工業控制總線相連接。
3.根據權利要求1或2所述的高可靠電站多功能自動控制裝置，其特徵在於從控裝置的監控器(3)由系統IVV40CPU板、V40系統II系統支持板、二級漢字庫板、系統II彩色圖形顯示/標準鍵盤接口板、雙軟盤驅動器板構成，各板均與STD工業控制總線直接相連接；測控器(4)由64路帶光隔模擬輸入擴展板、通用高速光隔12位32路A/D板、兩塊32路光隔開關量功放輸出板、兩塊32路光隔開關量並行輸入板構成，擴展板與A/D板相連接，其輸入端與變送器(8)的輸出端連接，兩塊輸出板的輸出端與控制開關(9)的輸入端相連接，兩塊輸入板的輸入端與控制開關(9)的輸出端連接，各板直接與監控器(3)STD工業控制總線相連接；測控器(5)由64路帶光隔模擬輸入擴展板、通用高速光隔12位32路A/D板、兩塊32路光隔開關量並行輸入板構成，擴展板與A/D板相連接，其輸入端與變送器(8)的輸出端連接，兩塊輸入板的輸入端與控制開關(9)輸出端連接，各板直接與監控器(3)的STD工業控制總線相連接。
4.根據權利要求3所述的高可靠電站多功能自動控制裝置，其特徵在於公共數據區公共RAM區採用雙埠靜態寄存器(RAM)，其左端地址線(LA)和數據線(LD)分別與主控裝置的監控器(1)的CPU板的地址線接口(A)和數據線接口(D)相連接，右端地址線(RA)和數據線(RD)分別與從控裝置的監控器(3)的CPU板的地址線接口(A)和數據線接口(D)相連接，監控器(3)的CPU板的RS232接口與運動裝置(7)相連接。
專利摘要高可靠電站多功能自動控制裝置由主控裝置和從控裝置組成，主控裝置由一個監控器和測控器構成，從控裝置由兩個測控器和一個監控器構成，主控裝置與從控裝置通過公共數據區連接，當主控裝置發生故障時，從控裝置可自動投入接替主控裝置工作，集測量、信號、控制、遠動和保護於一體，有容錯、糾錯、自診斷功能，採用冗餘設計方式的三取二表決電路，裝置具有可靠性高、成本低、多功能等優點，適用於供變電站的自動控制。
文檔編號G05B15/02GK2252358SQ9524063
公開日1997年4月16日 申請日期1995年10月11日 優先權日1995年10月11日
發明者屠錫瑜, 陶成穩 申請人:屠錫瑜, 陶成穩