一种用于智能变电站的网络报文监测及故障录波一体化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于智能变电站的网络报文监测及故障录波一体化装置，包括信号接入单元、信号处理分析单元和信息输出单元；所述信号接入单元用于接收智能变电站的含有一次系统信号和二次报文信号的综合信号传送给所述信号处理分析单元；所述信号处理分析单元用于对所述智能变电站的综合信号进行分析；所述信息输出单元用于将经过信号处理分析单元对综合信号分析后的包括告警信号在内的综合信号分析结果进行输出。本实用新型专利技术实现了对含有一次系统信号和二次报文信号的综合信号的综合分析，给运行、维护、调试和事故检修带来极大的便利，缩短了故障排除时间，提高了智能变电站的供电质量，并且本装置节省了传统设备所占用的空间，节省了投资。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力系统智能变电站信号数据监测记录
，具体涉及到一种基于智能变电站的网络报文监测记录及暂态故障录波装置。
技术介绍
智能电网是电力系统未来的发展方向，智能变电站是智能电网的关键节点。智能变电站的主要特点是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，是建立在IEC61850 标准的基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。IEC61850标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准，它是由国际电工委员会第57技术委员会(IECTC57)的3个工作组10，11，12 (WG10/11/12)负责制定的。此标准参考和吸收了已有的许多相关标准，其中主要有IEC870-5-101远动通信协议标准；IEC870-5-103继电保护信息接口标准；UCA2. 0 (Utility Communication Architecture2. 0)(由美国电科院制定的变电站和馈线设备通信协议体系)；IS0/IEC9506 制造商信息规范MMS (Manufacturing Message Specification)。变电站通信体系 IEC61850 将变电站通信体系分为3层变电站层、间隔层、过程层。在变电站层和间隔层之间的网络采用抽象通信服务接口映射到制造报文规范(MMS)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)以太网或光纤网。在间隔层和过程层之间的网络采用单点向多点的单向传输以太网。变电站内的智能电子设备(IED，测控单元和继电保护)均采用统一的协议，通过网络进行信息交换。IEC61850的特点是1)面向对象建模；2)抽象通信服务接口 ；3)面向实时的服务；4) 配置语言5)整个电力系统统一建模。IEC61850建模了大多数公共实际设备和设备组件。 这些模型定义了公共数据格式、标识符、行为和控制，例如变电站和馈线设备(诸如断路器、电压调节器和继电保护等)。自我描述能显著降低数据管理费用、简化数据维护、减少由于配置错误而引起的系统停机时间。IEC61850作为制定电力系统远动无缝通信系统基础能大幅度改善信息技术和自动化技术的设备数据集成，减少工程量、现场验收、运行、监视、诊断和维护等费用，节约大量时间，增加了自动化系统使用期间的灵活性。它解决了变电站自动化系统产品的互操作性和协议转换问题。采用该标准还可使变电站自动化设备具有自描述、自诊断和即插即用(Plug and Play)的特性，极大的方便了系统的集成，降低了变电站自动化系统的工程费用。在我国采用该标准系列将大大提高变电站自动化系统的技术水平、提高变电站自动化系统安全稳定运行水平、节约开发验收维护的人力物力、实现完全的互操作性。相对于传统变电站，智能变电站有着很大的优势。智能变电站采用电子式或光电式互感器实现信号测量，并在二次侧直接输出数字信号通过光纤传输至合并单元，数据按照IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、IEC60044-8协议打包后，再经光纤实现批量数据传输。智能变电站采用智能开关或智能终端，采用GOOSE报文和光纤以太网传输开关量信号。大大提高了信号的可用性和信号的抗干扰能力，更便于数据共享和高级应用功能的开发实现。目前，国内投入试运行的智能变电站，只有一部分配置了专用的故障录波装置或报文记录装置，故障录波装置只能监测一次系统的故障，报文记录装置只能监测二次网络系统的故障。而在智能变电站中，由于采样和控制信息的网络化，很多故障不再是像传统变电站那样有明显的界限，而是存在了复杂的关联性，采用上述的两种功能独立的装置来分析故障，运行人员常常需要花费很长时间和精力，从两个独立的装置中找到相关的数据，通过人工方式来整合才能进行综合分析，这不仅给运行、维护、调试和事故检修带来不便，还会延长故障排除时间，降低供电质量。另外采用两个独立的装置，在变电站建设时，需要为两个装置铺设专用的线缆，占用独立的屏柜空间，使变电站的接线复杂，投资增加。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种智能变电站网络报文监测记录及暂态故障录波一体化装置，以实现将一次系统的故障和二次网络系统的故障相结合进行综合分析。本技术解决上述技术问题的技术方案如下一种用于智能变电站的网络报文监测及故障录波一体化装置，包括信号接入单元、信号处理分析单元和信息输出单元；所述信号接入单元用于接收智能变电站的含有一次系统信号和二次报文信号的综合信号并传送给所述信号处理分析单元；所述信号处理分析单元用于对所述智能变电站的综合信号进行分析；所述信息输出单元用于将经过信号处理分析单元对综合信号分析后的包括告警信号在内的综合信号分析结果进行输出。本技术的有益效果是实现了对含有一次系统信号和二次报文信号的综合信号进行综合分析，给运行、维护、调试和事故检修带来极大的便利，缩短了故障排除时间，提高了智能变电站的供电质量，并且本装置节省了传统方法分别采用两套独立装置的占用空间，节省了投资。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步，所述信号处理分析单元(2)用于对所述智能变电站的综合信号进行分析， 包括对所述综合信号进行解析、标记、告警、存储、功能配置文件处理和通信处理，以及暂态录波启动判据计算、暂态录波数据存储和转换C0MTRADE格式、以及故障测距。采用上述进一步方案的有益效果是，实现了对综合信息的处理和判断。进一步，所述信号接入单元包括光以太网接入电路、IEC60044-8报文数据接入电路和支持电信号和光信号的对时信号接入电路；所述光以太网接入电路用于接收二次报文信号的IEC61850-9-1规约采样值报文、IEC61850-9-2规约采样值报文、GOOSE开关量报文和IEEE1588高精度时钟报文；所述对时信号接入电路用于接收GPS的IRIG-B码对时信号； 所述光以太网接入电路、IEC60044-8报文数据接入电路和对时信号接入电路分别与所述信号处理分析单元电连接。采用上述进一步方案的有益效果是，实现对多种信息的输入。进一步，所述光以太网接入电路带宽为100Mb/S。采用上述进一步方案的有益效果是，加快信息输入速度。进一步，所述信号处理分析单元包括相互电连接的第一 CPU系统和第二 CPU系统； 所述第一 CPU系统与所述信号接入单元电连接，用于对从所述信号接入单元接收的综合信号进行解析、标记、告警、存储、功能配置文件处理和通信处理；所述第二 CPU系统与第一 CPU系统用于暂态录波启动判据计算、暂态录波数据存储和转换C0MTRADE格式以及故障测距；所述第一 CPU系统和第二 CPU系统均与信息输出单元电连接并将数据处理结果发送给所述信息输出单元。采用上述进一步方案的有益效果是，实现了对综合信息的处理和判断。进一步，所述第一CPU系统包括第一FPGA电路、第一CPU、第一闪存、第一内存和第一 SATA电路；所述第一 FPGA电路用于对信号报文进行解码和逻辑处理并把处理结果发送至第一 CPU，并将第一 CPU的数据处理结果发送给信息输出单元；所述第一 CPU用于对接收的综合信号进行解析、标记、告警、存储、功能配置文件处理以及与第二 CPU系统之间进行通信；所述第一闪存用于存储程序代码；所述第一内存本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于智能变电站的网络报文监测及故障录波一体化装置，其特征在于：包括信号接入单元（１）、信号处理分析单元（２）和信息输出单元（３）；所述信号接入单元（１）用于接收智能变电站的含有一次系统信号和二次报文信号的综合信号并传送给所述信号处理分析单元（２）；所述信号处理分析单元（２）用于对所述智能变电站的综合信号进行分析；所述信息输出单元（３）用于将经过信号处理分析单元（２）对综合信号分析后的包括告警信号在内的综合信号分析结果进行输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯维纲，张晓明，刘天斌，李会新，柳焕章，冯勇，李勇，刘高，邓星星，黄超，赵银凤，
申请(专利权)人：华中电网有限公司，武汉中元华电科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：83