一種變電站內(nèi)二次接口裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種變電站內(nèi)二次接口裝置，包括：CPU通訊板卡、電流傳感器接口板卡，開入板卡，開出板卡，電源板卡；所述CPU通訊板卡采用光口以太網(wǎng)或電口以太網(wǎng)進行物理連接；所述電流傳感器板卡與穿芯式電流傳感器連接，用于采集跳圈、合圈、儲能電機的電流信號，并對所述電流信號進行定值整定后用于三相聯(lián)動開關(guān)機構(gòu)或分相開關(guān)機構(gòu)；所述開入板卡支持60路開入，所述開出板卡支持雙節(jié)點控制輸出；所述電源板卡支持110V、220V交直流輸入。實施本發(fā)明的變電站內(nèi)二次接口裝置，其替代傳統(tǒng)的電磁型繼電器，解決電磁型繼電器固有的使用缺點。
【專利說明】
一種變電站內(nèi)二次接口裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變電站內(nèi)二次接口裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有運行的變電站中，開關(guān)、刀閘等操作、聯(lián)鎖回路多使用電磁型繼電器，并經(jīng)過若干層重動，存在以下弊端:
電磁型繼電器受運行工況、年限影響，易造成接點卡頓、絕緣降低、燒損等，可靠性難以持續(xù)保證；
電磁型繼電器固有延時，可能隨著投運年限增加、機械應(yīng)力減弱造成固有延時增加，特別對于保護分、合閘可靠性影響不可控;經(jīng)過繼電器多層重動，增加了潛在故障點，任意一層繼電器出現(xiàn)故障都會影響回路正確導通；
另外，電磁型繼電器不具備對開關(guān)分/合閘電流、分/合閘時間、儲能打壓時間進行監(jiān)視、統(tǒng)計的功能，不利于發(fā)現(xiàn)開關(guān)潛在隱患；
對于刀閘、地刀控制回路斷線或中間繼電器損壞等情況，電磁型繼電器無法監(jiān)視及發(fā)報警信號，特別對于繼電器絕緣降低導致誤動的情況無法事先發(fā)現(xiàn)。
[0003]由于一次設(shè)備運行年限很長、部分戶外放置老化加快，在濕度大、鹽分高的地區(qū)以上弊端更為突出，嚴重影響了供電的可靠性。
[0004]目前數(shù)字化變電站中使用的智能終端只是將操作箱下移至一次設(shè)備匯控柜處，對一次設(shè)備的附屬二次回路，特別是開關(guān)、刀閘等由電磁繼電器組成的操作、閉鎖回路并沒有改進。由于附屬二次回路的種種問題會導致整個一次設(shè)備的可靠性和運行壽命降低，從而影響了設(shè)備資產(chǎn)全生命周期。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種變電站內(nèi)二次接口裝置，包括:CPU通訊板卡、電流傳感器接口板卡，開入板卡，開出板卡，電源板卡；
所述CPU通訊板卡采用光口以太網(wǎng)或電口以太網(wǎng)進行物理連接，用于實現(xiàn)IEC61850和IEC103規(guī)約的通信協(xié)議；
所述電流傳感器板卡與穿芯式電流傳感器連接，用于采集跳圈、合圈、儲能電機的電流信號，并對所述電流信號進行定值整定后用于三相聯(lián)動開關(guān)機構(gòu)或分相開關(guān)機構(gòu)；
所述開入板卡支持60路開入，所述開出板卡支持雙節(jié)點控制輸出；
所述電源板卡支持110V、220V交直流輸入，同時包含閉鎖、報警和備用開出模塊。
[0006]其中，所述裝置采用雙接點串聯(lián)的方式。
[0007]其中，所述開出板卡均經(jīng)過背板啟動、板卡啟動兩級電源啟動后，繼電器動作，所述繼電器設(shè)置在所述開出板卡上。
[0008]其中，在所述變電站內(nèi)二次接口裝置出現(xiàn)異常和掉電時，所述裝置通過硬件自動閉鎖開出板卡;在所述變電站內(nèi)二次接口裝置自檢異常時自行閉鎖，防止所述繼電器誤出□ O
[0009]其中，所述背板啟動和板卡啟動具體由應(yīng)用程序控制，在接收到控制命令時，判斷是否滿足聯(lián)鎖條件，在滿足條件的時，所述CHJ通訊板卡先進性背板啟動，開放所有開出板卡的電源，再發(fā)出命令給所述開出板卡進行板卡啟動。
[0010]實施本發(fā)明的變電站內(nèi)二次接口裝置，其替代傳統(tǒng)的電磁型繼電器，解決電磁型繼電器固有的使用缺點。同時變電站內(nèi)二次接口裝置中與穿心式電流傳感器相連，增加跳圈、合圈、儲能電機電流的監(jiān)測功能，本發(fā)明的變電站內(nèi)二次接口裝置集智能聯(lián)閉鎖功能與在線監(jiān)測功能為一體，可以有效克服傳統(tǒng)繼電器回路故障多、運行中故障不可檢測的缺點，并實現(xiàn)對開關(guān)等一次設(shè)備的實時狀態(tài)檢測，簡化回路，簡化安裝、提高對一次設(shè)備進行操作的效率，提尚一次設(shè)備運彳丁的可靠性。
【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1是本發(fā)明提供的變電站內(nèi)二次接口裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明提供的變電站內(nèi)二次接口裝置進行雙節(jié)點控制輸出的示意圖；
圖3是本發(fā)明提供的變電站內(nèi)二次接口裝置進行多級啟動控制接點輸出的示意圖；
圖4是本發(fā)明提供的變電站內(nèi)二次接口裝置的可編程邏輯的示意圖。
【具體實施方式】
[0013]參見圖1，本發(fā)明提供的一種變電站內(nèi)二次接口裝置，包括:CPU通訊板卡、電流傳感器接口板卡，開入板卡，開出板卡，電源板卡；圖1中，I為CPU通訊板卡，2、4、5為開入板卡，3為電流傳感器接口板卡，6、7、8為開出板卡，9為電源板卡。
[0014]所述CPU通訊板卡I采用光口以太網(wǎng)或電口以太網(wǎng)進行物理連接，用于實現(xiàn)IEC61850和IEC103規(guī)約的通信協(xié)議；
所述電流傳感器板卡3與穿芯式電流傳感器連接，用于采集跳圈、合圈、儲能電機的電流信號，并對所述電流信號進行定值整定后用于三相聯(lián)動開關(guān)機構(gòu)或分相開關(guān)機構(gòu)；
所述開入板卡2，開出板卡4、開出板卡5支持60路開入，所述開出板卡6、開出板卡7、開出板卡8支持雙節(jié)點控制輸出；
所述電源板卡9支持110V、220V交直流輸入，同時包含開出模塊。
[0015]參見圖2，本發(fā)明提供的變電站內(nèi)二次接口裝置接入穿芯式電流傳感器，在不破壞原來二次回路的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對跳圈、合圈、儲能電機的電流信號的監(jiān)測，具體檢測其電流信號的大小和時間。采用此技術(shù)方案的優(yōu)點是，即使電流傳感器出現(xiàn)損壞，也不會導致電流回路出現(xiàn)問題。且由于采用了霍爾原理進行穿芯式電流傳感器設(shè)計，穿芯式電流傳感器可以采集交流信號也可以采集直流信號，解決了現(xiàn)場可能是交流儲能電機也有可能是直流儲能電機的問題。本發(fā)明提供的裝置將跳圈電流、合圈電流、儲能電機電流模擬量進行錄波并將相關(guān)的一些特征參數(shù)以記錄保存在裝置掉電非易失的存儲空間中，并最終將判斷出的相關(guān)報警信息通過GOOSE或者MMS上送給后臺，提示相關(guān)運行人員進行檢查。
[0016]參加圖2，本發(fā)明裝置為了進一步提高安全性，對于其開出采用了雙接點串聯(lián)的方式，即采用兩級級聯(lián)動作的技術(shù)方案，以圖為例，對隔刀3控分的操作需要兩級繼電器同時動作，才能將命令執(zhí)行下去，即兩付隔刀3控分接點均動作。這樣的有益效果是當任何一付接點出現(xiàn)問題，最糟糕的情況是出現(xiàn)拒動，而不會出現(xiàn)誤動的情況。如果采用一付接點動作方案的話，接點出現(xiàn)粘連情況時，則很容易就出現(xiàn)誤動。雙接點串聯(lián)的方案大大降低了這種概率，提高了智能裝置的安全可靠性。
[0017]參加圖3，本發(fā)明裝置為防止裝置軟件、硬件極端情況下出現(xiàn)意外造成誤動，所述開出板卡6、開出板卡7、開出板卡8均經(jīng)過背板啟動、板卡啟動兩級電源啟動后，繼電器動作，在所述變電站內(nèi)二次接口裝置出現(xiàn)異常和掉電時，所述裝置通過硬件自動閉鎖開出板卡;在所述變電站內(nèi)二次接口裝置自檢異常時自行閉鎖，防止所述繼電器誤出口。所述的繼電器設(shè)置在開出板卡6、開出板卡7、開出板卡8上。
[0018]具體的，當變電站內(nèi)二次接口裝置異常和掉電的時候，變電站內(nèi)二次接口裝置還會通過硬件自動閉鎖開出板卡，即使背板啟動、板卡啟動也無法出口。當出現(xiàn)程序跑飛，硬件自檢異常的時候裝置會自行閉鎖，繼電器不會誤出口?！氨嘲鍐印焙汀鞍蹇▎印眲t是由應(yīng)用程序控制的兩個啟動信號。比如當接收到隔刀I分命令時，首先判斷是否滿足聯(lián)鎖條件，條件滿足的情況下，CPU通訊板卡先進行背板啟動(開放所有開出板的電源)，然后發(fā)命令給開出板進行板卡啟動，之后控制命令才能出口。由于開出板卡為智能插件，這種做法能夠帶來的好處是當開出板卡異常時(最糟糕的情況，開出板卡亂觸發(fā)繼電器)，由于(PU通訊板卡沒有開放背板啟動，所以裝置也不會誤出口。這樣逐層開放的方案，大大提高了 GIS智能裝置穩(wěn)定性。
[0019]參加圖4，本發(fā)明裝置支持可編程邏輯。為了滿足現(xiàn)場各種靈活多樣的應(yīng)用需求，本發(fā)明裝置支持開入、開出的靈活配置。如圖所示，對應(yīng)于隔刀2的控分(雙接點串聯(lián))，可以靈活指定現(xiàn)場的邏輯配置，此處的邏輯為:隔刀2的控分=斷路器分位η地刀I分位η地刀2分位η隔刀2分位(η:代表“與”門)。如果現(xiàn)場有著不同的需求，此邏輯可靈活變化，如變?yōu)?隔刀2的控分=地刀3分位η地刀4分位η隔刀I分位。通過此種配置實現(xiàn)本發(fā)明裝置的可編程邏輯，滿足現(xiàn)場的不同應(yīng)用需求。
[0020]實施本發(fā)明的變電站內(nèi)二次接口裝置，其替代傳統(tǒng)的電磁型繼電器，解決電磁型繼電器固有的使用缺點。同時變電站內(nèi)二次接口裝置中與穿心式電流傳感器相連，增加跳圈、合圈、儲能電機電流的監(jiān)測功能，本發(fā)明的變電站內(nèi)二次接口裝置集智能聯(lián)閉鎖功能與在線監(jiān)測功能為一體，可以有效克服傳統(tǒng)繼電器回路故障多、運行中故障不可檢測的缺點，并實現(xiàn)對開關(guān)等一次設(shè)備的實時狀態(tài)檢測，簡化回路，簡化安裝、提高對一次設(shè)備進行操作的效率，提尚一次設(shè)備運彳丁的可靠性。
[0021 ]另外，本裝置的在線監(jiān)測功能模塊對跳圈、合圈、儲能電機電流進行監(jiān)測，采用了穿芯式電流傳感器設(shè)計。通過前端安裝穿芯式電流傳感器，在不破壞原來二次回路的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對跳圈、合圈、儲能電機的電流大小和時間的監(jiān)測。此方案的優(yōu)點是，即使電流傳感器出現(xiàn)損壞，也不會導致電流回路出現(xiàn)問題。且由于采用了霍爾原理進行電流傳感器設(shè)計，該電流傳感器可以采集交流也可以采集直流信號，解決了現(xiàn)場可能是交流儲能電機也有可能是直流儲能電機的問題。
[0022]本發(fā)明變電站內(nèi)二次接口裝置的開入模塊均采用雙點信息采集;開出模塊采用雙接點控制輸出。為進一步提高裝置的安全性，對開出采用了兩級級聯(lián)動作的方案，對任一隔刀操作都需要兩級繼電器同時動作，才能將命令執(zhí)行下去。
[0023]本發(fā)明提供的變電站內(nèi)二次接口裝置支持可編程邏輯。為了滿足現(xiàn)場各種靈活多樣的應(yīng)用需求，本發(fā)明裝置支持開入、開出的靈活配置，滿足現(xiàn)場不同的應(yīng)用需求。
[0024]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種變電站內(nèi)二次接口裝置，其特征在于，包括:CHJ通訊板卡、電流傳感器接口板卡，開入板卡，開出板卡，電源板卡； 所述CPU通訊板卡采用光口以太網(wǎng)或電口以太網(wǎng)進行物理連接，用于實現(xiàn)IEC61850和IEC103規(guī)約的通信協(xié)議； 所述電流傳感器板卡與穿芯式電流傳感器連接，用于采集跳圈、合圈、儲能電機的電流信號，并對所述電流信號進行定值整定后用于三相聯(lián)動開關(guān)機構(gòu)或分相開關(guān)機構(gòu)； 所述開入板卡支持60路開入，所述開出板卡支持雙節(jié)點控制輸出； 所述電源板卡支持110V、220V交直流輸入，同時包含閉鎖、報警和備用開出模塊。2.如權(quán)利要求1所述的變電站內(nèi)二次接口裝置，其特征在于，所述裝置采用雙接點串聯(lián)的方式。3.如權(quán)利要求2所述的變電站內(nèi)二次接口裝置，其特征在于，所述開出板卡均經(jīng)過背板啟動、板卡啟動兩級電源啟動后，繼電器動作;所述繼電器設(shè)置在所述開出板卡上。4.如權(quán)利要求3所述的變電站內(nèi)二次接口裝置，其特征在于，變電站內(nèi)二次接口裝置，其特征在于，在所述變電站內(nèi)二次接口裝置出現(xiàn)異常和掉電時，所述裝置的電源板通過背板啟動信號自動閉鎖開出板卡;在所述變電站內(nèi)二次接口裝置自檢異常時自行閉鎖，防止所述繼電器誤出口。5.如權(quán)利要求4所述的變電站內(nèi)二次接口裝置，其特征在于，所述背板啟動和板卡啟動具體由應(yīng)用程序控制，在接收到控制命令時，判斷是否滿足聯(lián)鎖條件，在滿足條件的時，所述CPU通訊板卡先進性背板啟動，開放所有開出板卡的電源，再發(fā)出命令給所述開出板卡進行板卡啟動。
【文檔編號】H02J13/00GK105914874SQ201510787706
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年11月17日
【發(fā)明人】姜云峰, 馬鎮(zhèn)威, 董雋, 王其林, 王哲, 張瑞, 黃國強, 魯浩, 張坤, 張文, 張勝寶, 鞏俊強, 朱繼紅, 程立
【申請人】深圳供電局有限公司, 南京南瑞繼保電氣有限公司