[发明专利]一种集成型智能组件

说明书

 

技术领域

本发明涉及电力继电保护技术领域，具体是一种集成型智能组件。

背景技术

智能变电站的一个重要目标就是要实现智能化的一次设备，现阶段属于一次设备初步智能化。在过渡阶段，在线检测设备融入高压设备中，主要是传感器的嵌入，反映高压设备的诊断信息，其余的组件独立于高压设备外部。总体的要求就是要求将二次测量、控制部分尽可能就地化，以达到缩短电缆、延长光缆，简化设计的目的。而现状是设备层间隔智能组件的集成度不够高，主要表现在：大多都独立设计为合并单元、智能单元和保护测控单元；SV报文、GOOSE报文、MMS报文和IEC 1588报文单独组网。这种情况导致电缆虽然减少了，交换机和光缆却大幅增加，施工、测试依然困难。因此在智能变电站的建设中，进一步实现间隔功能自治、提高设备集成度、简化组网方案、降低投资、方便建设就具有显著的现实意义。

智能变电站的另一个重要目标是实现状态检修，状态检修的基础是二次回路在线监测。在智能变电站中，过程层设备、间隔层设备和站控层设备自身都具有自检功能，而且都通过光纤连接，天然具有了虚回路自检的能力。但是，就地化的智能终端与一次设备之间依然采用电缆连接，不具备在线监测的条件。跳合闸动作接点由于长时间运行或其它原因，有可能出现接点粘连或拒动的异常情况。这种异常情况的及时诊断，对于断路器操作而言是极为重要的。然而，据了解目前国内的智能微机型操作箱，大多都不具备动作接点自动检测的能力。

因此设计一种集保护测控、合并单元、智能终端功能于一体，具有跳合闸接点自检功能，支持SV、GOOSE、IEEE1588和MMS报文共缆传输技术，可就地化安装的智能组件是国家电网公司《智能变电站技术导则》精神明确的要求，也是当前智能变电站建设的客观需求。

经过对现有技术的检索发现：目前国内记载的各种智能变电站智能组件从不同方面满足了上述要求，但是还没有一种型号的产品将功能集成、报文共网传输、跳合闸接点自检以及就地安装全部实现。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种集保护测控、合并单元、智能终端功能于一体，具有跳合闸接点自检功能，支持SV、GOOSE、IEEE1588和MMS报文共缆传输技术，可就地化安装的智能组件及其实现方法。该方法可简化组网方案、实现间隔功能自治、解决电气二次回路状态检修问题，从而也为实现保护系统完整的状态监测，继电保护实行状态检修创造了必要的条件。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本智能组件，主要包括：PLC处理模块、通信处理模块、AI处理模块和各种终端IO模块。其中：

PLC处理模块是智能组件的核心部件，实现主要的保护测控功能逻辑运算，与通信处理模块相连实现各种实时数据和管理数据的交互。

通信处理模块是智能组件的关键部件，实现简单逻辑运算、通信报文处理、数据汇聚与发送；通信处理模块对外提供光纤通信接口实现与过程层数据交互，实现SV、GOOSE报文传输和IEC 1588对时；通信处理模块与AI处理模块相连获取本地交流模拟量采样点信息，与各种终端IO模块相连以获取各种终端处理模块采集开关量输入信息，并转发各种控制命令到对应的终端处理模块去具体执行控制；通信处理模块与PLC处理模块相连实现实时数据交互。

AI处理模块实现本地模拟量信息的A/D转换与采集功能，与通信处理模块相连接将转换后为数字信号的本地交流模拟量信息送到通信处理模块。

各种终端IO模块是智能组件的外围设备，直接面向过程层一次设备，实现一次设备信息采集和控制；各种终端IO模块都与通信处理模块相连实现数据交互。

所述的PLC处理模块包括：PLC控制器、采样点通信接口、状态量通信接口、对时通信接口、MMS通信子模块、以及大容量的内存和可读写的静态存储器。其中：

PLC控制器采用32位高性能微处理器，实现保护测控逻辑运算和管理功能。实现的保护功能包括：两段充电保护、三段过流保护以及三段零序过流保护；实现的测控功能包括：遥测、遥信、遥控、同期合闸检测以及一体化五防；实现的管理功能包括：定值参数管理、事件报告管理、日志管理以及保护逻辑标志集管理。

PLC控制器与采样点通信接口相连，实时获取通信处理模块送来的规整后、带精确时标的交流模拟量采样点信息。

PLC控制器与状态量通信接口相连实现与通信处理模块之间的状态量信息交互。

PLC控制器与对时通信接口相连，每个整秒获取一次通信处理模块送来的当前绝对时间。