[发明专利]一种保护测控一体化装置

说明书

技术领域

本发明涉及变电站继电保护和自动化测控技术领域，具体涉及一种110kV及以上电压等级保护测控一体化装置。

背景技术

传统的变电站继电保护中，出于运行安全的考虑，110kV及以上电压等级保护与测控功能分别采用独立的装置完成，35kV及以下电压等级的保护装置则集成了测控功能，其测控功能通常与保护功能采用同一个CPU完成逻辑运算。随着智能变电站技术的发展及二次设备集成度的提高，迫切需要可以满足110kV及以上电压等级技术要求的保护测控一体化装置。

目前在运行的高电压等级保护测控一体化装置是在高压微机保护装置的基础上研发形成，保护与测控功能并非是由完全独立的CPU插件完成，因保护启动CPU负荷率相对较低，将测控与保护启动计算放在同一CPU中是常见设计，并且对于定值存储区通常也未明确是否按保护与测控分开插件设计。因保护或测控两功能未能独立设计，其中任一功能的定值及参数修改时，必然会因参数的重载造成另一功能同时短时中断，若因软件出错或CPU板硬件故障则两功能会同时中断，设备的可靠性不能完全满足运行要求。

微机保护测控装置的开发模式一般经历需求分析、功能设定、硬件选型、结构设计、硬件设计和调试、软件编程、装置测试、系统联调等过程。随着装置多样性的增加，如果每个装置研发都经历上述全部环节，必然造成开发周期长、质量不易控制、人为因素影响大等问题。而由普通微机保护装置或测控装置改型而成的保护测控一体化装置，又存在保护与测控不能相互独立问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种保护测控一体化装置，该装置采用高速串行总线技术及通用CPU插件设计，在高速串行总线背板上通过相互独立的保护、测控插件及通信、管理、IO、电源等辅助插件，完成保护测控功能，满足110kV及以上电压等级对保护测控装置的高可靠性要求。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种保护测控一体化装置，其改进之处在于，所述装置包括：

高速串行总线背板1；

用于完成所述装置的保护及测控逻辑功能计算的保护、保护启动及测控CPU插件2；

作为所述装置IO数据接口的I/O插件3；

用于实现人机界面和站级数据通信的管理插件4；

用于网络通信处理的通信插件5；

为所述装置供电的电源插件6；

所述CPU插件2、I/O插件3、管理插件4、通信插件5和电源插件6均插在所述高速串行总线背板1上。

其中，所述装置包括液晶板和键盘，所述液晶板和键盘与所述管理插件4连接。

其中，所述高速串行总线背板1采用低压差分总线技术；所述高速串行总线背板1采用XILINX 3S系列FPGA芯片。

其中，所述FPGA芯片自带低压差分总线的驱动器。

其中，所述高速串行总线背板1包括四条高速串行总线。

其中，所述保护、保护启动及测控CPU插件2采用TI公司DM6446芯片构建，包括FLASH存储器、EEPROM、DM6446芯片和高速串行总线接口21；

在所述DM6446芯片内包含DSP核和ARM核两个处理器；

所述FLASH存储器和EEPROM均与DM6446芯片连接；所述DM6446芯片与高速串行总线接口21连接；

所述高速总线接口21与所述高速串行总线背板的高速串行总线连接。

其中，所述IO插件3作为装置的IO数据接口具备开入和开出功能，完成保护压板及开关信号采集、控制开出；所述IO插件3支持双路高速串行总线接口。

其中，所述IO插件3包括接口电路、隔离电路、逻辑电路和双路高速串行总线接口31；

所述高速串行总线接口31与所述高速串行总线背板的高速串行总线连接。

其中，所述管理插件4采用POWERPC芯片MPC8247构建，包括高速串行总线接口41；

所述高速串行总线接口41与所述高速串行总线背板的高速串行总线连接。

其中，所述通信插件5采用POWERPC芯片MPC8247构建，包括网络接口、调试接口、MPC8247处理器和高速串行总线接口51；

所述网络接口和调试接口分别与MPC8247处理器连接；所述MPC8247处理器与所述高速串行总线接口51连接；

所述高速串行总线接口51与所述高速串行总线背板的高速串行总线连接。

其中，所述电源插件6支持交直流输入，采用双电源模块。