用于连接常规互感器的数字化变电站多功能合并单元制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于连接常规互感器的数字化变电站多功能合并单元，包括主控制模块、显示及人机交互模块、以太网交换模块、模拟量输入模块、Ａ／Ｄ转换模块和开关量输入模块、信息传输网口／光口。本实用新型专利技术可以将常规互感器输出的模拟信号和变电站设备开关状态、报警信号等开关量信号转换为６１８５０标准格式的ＳＭＶ和ＧＯＯＳＥ报文，并具有以太网信息交换功能。应用于数字化变电站，可大幅减少设备数量和造价，特别适合于１０－６６ｋＶ中压电网的数字化改造。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

用于连接常规互感器的数字化变电站多功能合并单元
本技术涉及电力系统领域，特别是一种数字化变电站的多功能合并单元。技术背景随着电力系统的发展，数字化变电站代替传统变电站的技术也日益成熟，然而 数字化变电站中数据信号均是通过光纤进行传输，并且由于合并单元只能接收数字信 号，因此线路中信号的采集只能通过电子互感器进行采集，然后通过合并单元处理后经 光纤传输给控制器，由于在66kV以下的中低电网系统中电子互感器的成本远远大于常规 的互感器，因此改造为数字化站时必将大大增加建设成本。并且目前数字化变电站的合 并单元其功能比较单一，无法处理开关量，也无数据交换功能，当接入设备较多时须使 用专用交换机，系统结构复杂，造价较高。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题是提供一种能够应用于数字化变电站连接常规 互感器的多功能合并单元。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是用于连接常规互感器的数字化变电站多功能合并单元，包括主控制模块、模拟 量输入模块、A/D转换模块、开关量输入模块以及信息传输网口 /光口，各模块间通过 数据总线进行信息传输。传递模拟信号的模拟量输入模块、A/D转换模块、主控制模 块、信息传输网口 /光口依次连接；传递开关量信号的开关量输入模块、主控制模块、 以太网交换模块、信息传输网口/光口依次连接。其中主控制模块对其他模块进行控制管理，用于将模拟量输入模块采集经 AD转换模块转换的数据转换为SMV报文、将开关量输入模块的开关量状态信号转换为 GOOSE报文等；模拟量输入模块直接与变电站常规电压电流互感器连接，用于将采集到 的常规互感器电压电流信号进行隔离、调理后输出给A/D转换模块，A/D转换模块将其 转换为数字信号经主控制模块处理后通过经指定的信息传输网口/光口输出；开关量输 入模块用于将变电站开关状态、报警信号等开关量信号调理后传输给主控制模块处理， 然后经指定的信息传输网口/光口输出。所述信息传输网口 /光口的改进在于信息传输网口 /光口包括采样值输出网口 /光口禾口 GOOSE出网口 /光口。本技术所生成的采样值SMV信号和GOOSE信号可以共用一个信息传输网 口/光口输出，也可以分别使用单独的光口/网口输出。可以由一个采样值输出光口/ 网口输出单一采样速率的采样值信号，也可以由两个采样值输出光口/网口分别输出两 个不同采样速率的采样值信号。本技术的改进在于所述主控制模块与输出网口 /光口之间设置有用于调 配信息流向的以太网交换模块。以太网交换模块用于扩展连接的网口或光口数量，支持IEEE802.1Q标准的优先级和虚拟局域网，可将各3个及以上网口 /光口的SMV和GOOSE 报文信息进行调度分配，实现交换机功能。本技术的进一步改进在于多功能合并单元还设置有标准对时接口，完成 与变电站其它设备的同步采样功能，所述标准对时接口连接主控制模块。本技术的还改进在于多功能合并单元还设置有RS232/485/422串行接 口，用于连接变电站非61850标准的其它设备，串行接口连接主控制模块。本技术的改进还在于多功能合并单元还设置有与主控制模块连接的显示 及人机交互模块。显示及人机交互模块用于对多功能合并单元内的数据进行显示，并通 过显示界面进行人机对话，使其操作更加灵活。本技术的改进还在于多功能合并单元还设置有与主控制模块连接的开关 量输出模块。对于多功能合并单元及系统中的故障报警信号经主控制模块处理后以开关 量的方式输出。由于采用了上述技术方案，本技术取得的技术进步是本技术除具有标准合并单元的功能外，通过设置的模拟量输入模块和A/D 转换模块可将常规互感器输出的模拟量采样值转换为数字信号，再经过主控制模块转换 为符合61850标准的采样值数据，并以SMV报文的形式通过指定的光口或网口输出其它 测控装置使用，解决了常规互感器不能用于数字化变电站的缺陷，大大降低了数字化变 电站建设或改造的成本。本技术通过设置的开关量输入模块，能够实现将变电站内的断路器、隔离 开关以及其他开关量信号通过开关量输入模块调理后，再经过主控制模块转换为符合 61850标准格式的数字信号，并以GOOSE报文的形式通过指定的光口或网口输出给其他 测控装置。标准对时接口的设置能够将变电站内的各个智能单元进行统一校时，解除因 时差产生的采样误差。RS232/485/422串行接口作为与其它非61850标准的设备连接， 方便使用。显示及人机交互模块的设置提供了人与装置间信息交换的平台，使工作人员 的操作过程变得方便快捷。开关量输出模块的设置，可是使装置及系统中的故障报警信 号以开关量的方式输出给站内各设备。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术做进一步详细说明用于连接常规互感器的数字化变电站多功能合并单元如图1所示，包括主控制 模块、显示及人机交互模块、模拟量输入模块、A/D转换器、开关量输入模块、开关量 输出模块、以太网交换模块、标准对时接口、RS232/485/422串行接口以及采样值输出 网口 /光口、GOOSE输出网口 /光口，各模块间通过数据总线进行信息传输。主控制模块对其他模块进行控制管理，用于将模拟量输入模块采集的数据转换 为SMV报文、将开关量输入模块的开关量状态信号转换为GOOSE报文等。显示及人机 交互模块用于对多功能合并单元内的数据进行显示，并通过显示界面进行人机对话。模拟量输入模块直接与变电站常规电压电流互感器连接，用于将采集到的常规 互感器电压电流信号进行隔离、调理后输出给A/D转换模块，A/D转换模块将其转换为 数字信号经主控制模块和以太网交换模块处理调配后通过采样值输出网口/光口输出。开关量输入模块连接一路及以上的站内断路器等设备，用于将变电站开关状 态、报警信号等开关量信号调理后传输给主控制模块和以太网交换模块进行处理，然后 通过GOOSE输出网口 /光口输出。开关量输出模块用于对经主控制模块处理后的多功 能合并单元及系统中的故障报警信号以开关量的方式输出，方便控制站内各层设备。连接在主控制模块与采样值输出网口 /光口之间的以太网交换模块，支持 IEEE802.1Q标准的优先级和虚拟局域网，可将各3个及以上网口 /光口的SMV和GOOSE 报文信息进行调度分配，实现交换机功能。因此经过主控制模块生成的采样值SMV信号 和GOOSE信号可以共用一个信息传输网口 /光口输出，也可以分别使用单独的光口 /网 口输出。可以由一个采样值输出光口/网口输出单一采样速率的采样值信号，也可以由 两个采样值输出光口/网口分别输出两个不同采样速率的采样值信号。标准对时接口连接主控制模块，完成与变电站其它设备的同步采样功能； RS232/485/422串行接口连接主控制模块，用于连接变电站非61850标准的其它设备，将 站内各种信号数字化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于连接常规互感器的数字化变电站多功能合并单元，其特征在于：包括主控制模块、模拟量输入模块、Ａ／Ｄ转换模块、开关量输入模块以及信息传输网口／光口，各模块之间通过数据总线进行信息传输；传递模拟信号的模拟量输入模块、Ａ／Ｄ转换模块、主控制模块、信息传输网口／光口依次连接；传递开关量信号的开关量输入模块、主控制模块、以太网交换模块、信息传输网口／光口依次连接。

【技术特征摘要】
1.用于连接常规互感器的数字化变电站多功能合并单元，其特征在于包括主控制 模块、模拟量输入模块、A/D转换模块、开关量输入模块以及信息传输网口 /光口，各 模块之间通过数据总线进行信息传输；传递模拟信号的模拟量输入模块、A/D转换模 块、主控制模块、信息传输网口 /光口依次连接；传递开关量信号的开关量输入模块、 主控制模块、以太网交换模块、信息传输网口 /光口依次连接。2.根据权利要求1所述的用于连接常规互感器的数字化变电站多功能合并单元，其特征在于所述信息传输网口 /光口包括采样值输出网口 /光口和GOOSE输出网口 /光□。3.根据权利要求1所述的用于连接常规互感器的数字化变电站多功能合并单元，其特 征在于所述主控制模块与信息传输网口/光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭辉，张绍娟，潘霄鹏，杨兴雷，
申请(专利权)人：河北旭辉电气股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]