一種基於iec-61850標準的智能斷路器控制系統的製作方法
2023-06-23 21:13:56 2
一種基於iec-61850標準的智能斷路器控制系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於IEC-61850標準的智能斷路器控制系統，屬於電力控制、電力保護領域。本發明控制系統包括主控板和開入開出電源板；主控板包括MMS處理器、保護任務處理器、GOOSE/SMV處理器、模擬量採集單元、通訊單元，實現模擬量的採集，保護測控功能邏輯運算；開入開出電源板包括IO處理器、開入量輸入單元、開出量輸出單元以及電源模塊，實現對斷路器位置信號以及手車行程開關位置信號採集和斷路器分合閘輸出控制。該控制系統安裝在斷路器機箱內部，使斷路器成為集開斷、測量、保護、控制和通信為一體的智能斷路器。
【專利說明】一種基於I EC-61850標準的智能斷路器控制系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於電力控制、電力保護領域，具體涉及一種斷路器控制系統。
【背景技術】
[0002]目前，中低壓斷路器廣泛用於保護配網架空、電纜饋線和配電變電站系統，斷路器要求除了能正常分合系統額定電流外，還要求在系統故障時快速切斷系統短路故障電流，並具備速動性和選擇性，並且不能出現越級跳閘現象。
[0003]隨著電力系統控制技術的智能化發展，許多斷路器保護設備的智能化程度越來越高，但其終宄是與斷路器分開，是一種智能二次設備；很少有智能設備和斷路器機構合二為一，使斷路器本身智能化。如今，智能變電站的一個重要目標就是要實現智能化的一次設備，斷路器一次設備智能化成為了當前一個重要發展方向。
【發明內容】
[0004]本發明提供了一種智能斷路控制系統的主控板和一種智能斷路器控制系統。該控制系統集測量、保護、監視、控制、通訊與一體，並支持IEC61850-8-1和IEC 61850-9-2通信協議的網絡通信功能。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:
[0006]一種用於智能斷路控制系統的主控板，包括MMS處理器、保護任務處理器、GOOSE/SMV處理器、模擬量採集單元、通訊單元；
[0007]所述MMS處理器，能夠與站控層MMS報文交互，與人機界面設備進行通訊；
[0008]所述保護任務處理器，用於實現保護、測控的邏輯運算以及管理功能；
[0009]所述GOOSE/SMV處理器，能夠實現智能斷路器控制系統互操作與水平通信；
[0010]所述模擬量採集單元，實現對斷路器模擬量信息的轉換和採樣功能，並且將採集數據傳輸給所述保護任務處理器；
[0011]所述通訊單元與保護任務處理器相連，採用MODBUS規約。
[0012]優選地，所述保護任務處理器實現的保護功能包括:瞬時保護、過流保護、接地保護、負序電流、低電壓、過電壓、負序過壓、熱過載保護、堵轉、電機啟動監視。
[0013]優選地，所述保護任務處理器實現的測控功能包括:遙信、遙測、遙控；，所述保護任務處理器實現的管理功能包括:定值參數管理、事件報告管理。
[0014]優選地，所述模擬量採集單元包含羅氏線圈積分電路、AD轉換和FPGA模塊，所述FPGA模塊實現採樣功能和B碼對時功能。
[0015]優選地，所述通訊單元通過RS485方式或WIFI方式對外進行數據傳輸。
[0016]本發明另一個目的，提供一種智能斷路器控制系統，包括以上方案所述的主控板和開入開出電源板；所述主控板通過內部總線與開入開出電源板連接。
[0017]優選地，所述開入開出電源板包括1處理器、開入量輸入單元、開出量輸出單元以及電源模塊，所述開入量輸入單元與斷路器各類輔助開關節點相連，採集斷路器位置信號以及手車行程開關位置信號傳遞給1處理器，所述開出量輸出單元用於斷路器分合閘輸出控制；所述1處理器和主控板上保護任務處理器通過內部總線方式相連，為保護任務處理器提供開入信號，並且發出保護任務處理器的分合閘指令。
[0018]優選地，所述主控板還包括MMS通訊接口，所述MMS處理器與MMS通訊接口相連。
[0019]優選地，所述主控板還包括HMI通訊接口，所述MMS處理器與HMI通訊接口相連。
[0020]優選地，所述主控板還包括G00SE/SMV通訊接口，所述G00SE/SMV處理器與GOOSE/SMV通訊接口相連。
[0021]本發明為一種基於IEC-61850標準的智能斷路器控制系統，該系統安裝在斷路器操作箱內，接收斷路器內部羅氏線圈採集的模擬量信號，採集斷路器位置信號、手車行程開關等位置信號，並提供繼電器出口控制斷路器分合閘操作，使斷路器成為集開斷、測量、保護、控制和通信為一體的智能斷路器。該系統集成IEC-61850通信協議，無需附加任何通信規約轉換設備即可將斷路器直接與變電站管理系統相連，也具備站內智能斷路器設備互操作與水平通信等特性。
[0022]本發明的有益效果:
[0023]採用本發明智能控制系統的斷路器具備以下特徵:
[0024]I)全面的狀態監測功能，監測對象包括斷路器控制系統軟硬體、通信、斷路器跳閘迴路以及斷路器本身的觸頭磨損情況、彈簧儲能時間、斷路器操作時間和斷路器操作次數，並提供斷路器日常維護所需的基本數據。
[0025]2)豐富的保護功能配置，滿足配網架空、電纜饋線和配電變電站內斷路器使用。
[0026]3)提供B碼同步對時信號，具備獨立的對時接口。
[0027]4)該系統內嵌於斷路器機構中，用戶在開箱後進行簡單設定即可快速安裝與測試驗收並投入使用。
[0028]5)基於IEC-61850標準，支持智能斷路器控制系統與變電站管理系統之間MMS通信，利用GOOSE的水平通信可使智能設備間通過乙太網點對點通信實現高速保護和控制系統的互操作。
[0029]6)通過WIFI網絡，實現對智能斷路器控制系統無線數據傳輸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1是本發明中智能斷路器控制系統的整體結構框圖。
[0031]圖2是本發明中智能斷路器控制系統的主控板結構框圖。
[0032]圖3是本發明中智能斷路器控制系統的開入開出電源板結構框圖。
【具體實施方式】
[0033]以下結合附圖通過具體實施例對本發明的技術方案做進一步的說明。
[0034]如圖1所示，本實施例一種基於IEC-61850標準智能斷路器控制系統，該控制系統包括:包括主控板和開入開出電源板。其中:
[0035]如圖2所示，主控板是智能斷路器控制系統的核心部件，包括MMS處理器、保護任務處理器、G00SE/SMV處理器、模擬量採集單元、通訊單元。該部件實現模擬量的採集，保護測控功能邏輯運算，並通過乙太網接口，實現智能斷路器控制系統與變電站管理系統通信，或智能斷路器控制系統之間互操作和水平通信，還可通過光纖接口實現B碼同步對時功會K。
[0036]所述麗S處理器，通過和麗S通訊接口相連，實現與站控層麗S報文交互；通過和HMI通訊接口相連，實現和人機界面設備進行通訊；
[0037]所述保護任務處理器，實現保護測控邏輯運算以及管理功能，實現的保護功能包括:瞬時保護、過流保護、接地保護、負序電流、低電壓、過電壓、負序過壓、熱過載保護、堵轉、電機啟動監視；實現的測控功能包括:遙信、遙測、遙控；實現的管理功能包括:定值參數管理、事件報告管理等等。
[0038]所述GOOSE/SMV處理器，和GOOSE/SMV通訊接口相連，實現智能斷路器控制系統互操作與水平通信。
[0039]所述模擬量採集單元包含羅氏線圈積分電路、AD轉換和FPGA模塊，實現對斷路器羅氏線圈模擬量信息A/D轉換和採樣功能，通過並行總線傳遞給保護任務處理器；FPGA模塊實現採樣功能和B碼對時功能。
[0040]所述通訊單元和保護任務處理器相連，採用MODBUS規約，通過RS485方式或WIFI方式對外進行數據傳輸。
[0041]如圖3所不，所述開入開出電源板，包括1處理器、開入量輸入單兀、開出量輸出單元以及電源模塊，開入量輸入單元與斷路器各類輔助開關節點相連，採集斷路器位置信號以及手車行程開關位置信號傳遞給1處理器，開出量輸出單元用於發出1處理器給出的斷路器分合閘輸出控制信號。1處理器和主控板上保護任務處理器通過內部總線方式相連，1處理器提供開入信號給保護任務處理器，並給發出保護任務處理器的分合閘指令。
[0042]至此，完成了智能斷路器控制系統的實現方法的說明。
【權利要求】
1.一種用於智能斷路控制系統的主控板，其特徵在於，包括MMS處理器、保護任務處理器、GOOSE/SMV處理器、模擬量採集單元、通訊單元； 所述MMS處理器，能夠與站控層MMS報文交互，與人機界面設備進行通訊； 所述保護任務處理器，用於實現保護、測控的邏輯運算以及管理功能； 所述GOOSE/SMV處理器，能夠實現智能斷路器控制系統互操作與水平通信； 所述模擬量採集單元，實現對斷路器模擬量信息的轉換和採樣功能，並且將採集數據傳輸給所述保護任務處理器； 所述通訊單元與保護任務處理器相連，採用MODBUS規約。
2.根據權利要求1所述主控板，其特徵在於，所述保護任務處理器實現的保護功能包括:瞬時保護、過流保護、接地保護、負序電流、低電壓、過電壓、負序過壓、熱過載保護、堵轉、電機啟動監視。
3.根據權利要求1所述主控板，其特徵在於，所述保護任務處理器實現的測控功能包括:遙信、遙測、遙控；，所述保護任務處理器實現的管理功能包括:定值參數管理、事件報告管理。
4.根據權利要求1所述主控板，其特徵在於，所述模擬量採集單元包含羅氏線圈積分電路、AD轉換和FPGA模塊，所述FPGA模塊實現採樣功能和B碼對時功能。
5.根據權利要求1所述主控板，其特徵在於，所述通訊單元通過RS485方式或WIFI方式對外進行數據傳輸。
6.一種包含要求I所述主控板的智能斷路器控制系統，其特徵在於，包括權利要求1所述主控板和開入開出電源板；所述主控板通過內部總線與開入開出電源板連接。
7.根據權利要求6所述智能斷路器控制系統，其特徵在於，所述開入開出電源板包括1處理器、開入量輸入單元、開出量輸出單元以及電源模塊； 所述開入量輸入單元與斷路器各類輔助開關節點相連，採集斷路器位置信號以及手車行程開關位置信號傳遞給1處理器； 所述開出量輸出單元用於斷路器分合閘輸出控制； 所述1處理器和主控板上保護任務處理器通過內部總線方式相連，為保護任務處理器提供開入信號，並且發出保護任務處理器的分合閘指令。
8.根據權利要求6所述智能斷路器控制系統，其特徵在於，所述主控板還包括MMS通訊接口，所述麗S處理器與麗S通訊接口相連。
9.根據權利要求6所述智能斷路器控制系統，其特徵在於，所述主控板還包括HMI通訊接口，所述麗S處理器與HMI通訊接口相連。
10.根據權利要求6所述智能斷路器控制系統，其特徵在於，所述主控板還包括GOOSE/SMV通訊接口，所述G00SE/SMV處理器與G00SE/SMV通訊接口相連。
【文檔編號】H02J13/00GK104505945SQ201410821291
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月25日 優先權日:2014年12月25日
【發明者】張杭, 陳軍 申請人:南京因泰萊電器股份有限公司