[发明专利]一种适用于智能变电站的智能终端装置

说明书

技术领域

本发明属于电力自动化技术领域，涉及一种新型智能变电站的智能终端设备。

背景技术

目前中国正在大力发展智能电网，而对于智能变电站的研究与建设是智能电网建设的核心目标之一。智能变电站中提出的一次设备的智能化指的就是使用电子互感器代替传统互感器，使用智能断路器代替传统高压断路器以实现变电站系统中高压电路与低压电路的有效隔离，省却大量电力信号电缆和控制电缆，防止通过控制电缆耦合而造成的变电站运行电磁干扰，保证变电站系统工作的稳定性和维护的简便性。

但是由于智能断路器技术的不成熟，并没有工程化应用的产品，因此在基于DL/T 860标准的智能变电站内，为了保证智能变电站一次设备智能化的实现，都采用智能终端的方式实现网络跳闸操作。一方面，智能终端是智能变电站系统中断路器、接地刀闸等一次开关设备与继电保护、测控装置等二次设备的结合面，重要性与保护装置等同；另一方面，智能元件下放后对设备稳定性、可靠性提出了更高要求。《Q/GDW 428-2010智能变电站智能终端技术规范》对智能终端的技术要求进行了规定，国内各大厂家也推出了若干产品，但鉴于其自身的技术所限，其产品与一次设备的集成度与融合度远远不够。

专利CN201010193462.1阐述了一种数字化变电站开关接口设备，但该控制器的以太网通信接口考虑不足，没有加入（全球定位系统）GPS同步时间，不能完成事件记录功能，开出、操作箱关系不明晰，不能较好保证跳、合闸的可靠性。

专利CN201010034266.X提出了一种用于数字化变电站的传统开关智能接口装置，其中，开出控制电路与断路器跳闸线圈、合闸线圈之间通过就地电缆连接，没有考虑开关跳、合闸线圈的控制和闭锁，不能满足跳、合闸操作的可靠性。

因此，为实现对传统一次设备的智能化改造，研发一种适用于智能变电站的高可靠性智能终端是目前智能变电站解决与传统开关接口的最优方案，将对智能变电站的推进起到重大的作用，具有较好的现实意义和实际应用价值。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是解决已有技术存在的问题，提供一种适用于智能变电站的智能终端装置，将传统一次设备和二次继电保护、测控等装置通过光纤网络连接，完成对断路器、接地刀闸的分合操作，实现断路器跳合闸电流自保持、防跳以及压力闭锁等功能，同时就地采集断路器、接地刀闸等一次设备的开关量状态，并通过面向通用对象的变电站事件（GOOSE）网络上送给保护和测控装置。通过所述技术方案，智能终端解决了传统一次设备和数字化网络的接口问题，能够满足配电网智能变电站的实现开关的智能化、数字化改造。

本发明提供的一种适用于智能变电站的智能终端装置，包括：主控板，用于实现装置的逻辑判断、对外通信、输入/输出（I/O）控制等功能；开入板，用于传统的开关量和状态量的接入；开出板，具有跳、合闸节点，实现装置对外控制操作；操作回路板，为开关或者断路器的控制电源，实现对断路器跳合闸回路的跳合闸自保持、跳合位监视、跳合闸压力闭锁、防跳等功能；联锁板，实现对接地刀闸等开关回路进行闭锁；模拟输入板，具有采集状态传感器信息功能；显示板，实现装置情况和开关状态的显示；电源板，用于为提供智能终端装置提供电源。

在所述技术方案中，所述主控板包括：核心控制模块、通信模块、同步时间模块、事件记录模块，其中：

所述通信模块，具有以太网通信子模块、串行通信子模块和控制器局域网络（CAN）通信子模块。所述以太网通信子模块用于装置与间隔层保护、测控装置的GOOSE报文通信；串行通信子模块用于与所述模拟输入模块的通信；CAN通信子模块用于与所述开入板作扩展备用通信接口。

所述同步时间模块，接收来自GPS时钟同步装置的对时信号和串行时间信号，用于提供GPS同步时间。

所述事件记录模块，记录来自所述通信模块的GOOSE命令时刻、GOOSE命令来源及出口动作时刻等内容，并能提供便捷的查看方法。

所述核心控制模块，连接于所述开入板、开出板和联锁板，驱动所述开出板、联锁板对开关进行控制，读取所述开入板的状态信号，并控制所述通信模块、所述时间同步模块、所述事件记录模块，以及实现对所述的内部地址总线和数据总线的译码。

在所述技术方案中，开入板可配置多块板卡（通常2-5块，可灵活配置），每块板卡包括开入采集电路和开入模拟开关，其中：

所述开入采集电路连接于所述开入模拟开关，并通过就地电缆和开关跳合闸位置触点连接，具备合理的抗电磁干扰设计。