用于就地戶外柜安裝的橫向集成高壓線路保護裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用于就地戶外柜安裝的橫向集成高壓線路保護裝置，包括模擬量采集AC模件、由高壓線路保護CPU模件和環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件組成的保護CPU模件、管理CPU模件、智能DIO模件、電源POWER模件以及母板模件；模擬量采集AC模件、保護CPU模件、管理CPU模件、智能DIO模件均插接在母板模件上，智能DIO模件通過SPI總線與保護CPU模件連接，高壓線路保護CPU模件集成的FPGA與環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件集成的FPGA通過HSB高速總線連接，模擬量采集AC模件與保護CPU模件通過模擬量總線連接，管理CPU模件與保護CPU模件通過HDLC總線連接；電源POWER模件，為母板模件提供電源。
【專利說明】
用于就地戶外柜安裝的橫向集成高壓線路保護裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種用于就地戶外柜安裝的橫向集成高壓線路保護裝置，屬于繼電保護技術領域。
【背景技術】
[0002]新一代智能變電站的總體思路是:將保護控制系統(tǒng)分層為就地級、站域級和廣域級，母線保護和線路保護都是就地級保護，應滿足就地戶外柜安裝的需求。由于就地戶外柜安裝空間有限，因此對繼電保護設備提出了小型化、功能集成化、結構緊湊化等要求。現(xiàn)有的母線保護多為集中式保護，具有多間隔屬性，難于實現(xiàn)就地化。因此，如何將母線保護的多間隔屬性分解為多個單一間隔屬性，形成分布式母線保護，是其實現(xiàn)自身就地戶外柜安裝的重要一步。同時，智能站的高壓線路保護與母線保護的信息交互很大程度上依賴于網(wǎng)絡，受交換機硬件、網(wǎng)絡風暴等因素影響較大，可靠性低，當網(wǎng)絡壓力較大時，繼電保護裝置的可靠性和速動性將很難得到保證。另外，智能站繼電保護裝置采樣及開關量的信息交互方式單一，基本固定為常規(guī)采樣數(shù)字化跳閘或數(shù)字化采樣數(shù)字化跳閘模式，靈活性較差，不利于變電站的改造及擴建，且由于增加了智能終端環(huán)節(jié)，跳閘的速度及可靠性均有降低。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述缺陷和不足，提供了一種用于就地戶外柜安裝的橫向集成高壓線路保護裝置，在實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)分布式母線保護的同時，將其與高壓線路保護橫向集成。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種用于就地戶外柜安裝的橫向集成高壓線路保護裝置，包括模擬量采集AC模件、由高壓線路保護CPU模件和環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件組成的保護CPU模件、管理CPU模件、智能D1模件、電源POWER模件以及母板模件;模擬量采集AC模件、高壓線路保護CPU模件、環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件、管理CPU模件、智能D1模件均插接在所述母板模件上，所述智能D1模件通過SPI總線保護CPU模件連接，所述高壓線路保護CPU模件集成的FPGA芯片與環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件集成的FPGA芯片通過HSB高速總線連接，所述模擬量采集AC模件與保護CPU模件通過模擬量總線連接，管理CPU模件與保護(PU模件通過HDLC總線連接;電源POWER模件，為母板模件提供電源。
[0005]進一步，所述模擬量采集AC模件上設有用于高壓線路保護的電壓互感器和電流互感器、用于環(huán)網(wǎng)分布式母線保護的電流互感。
[0006]進一步，所述高壓線路保護CPU模件和所述環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件，均集成了FPGA芯片，所述FPGA芯片分別與100BASE-FX、1000BASE-X以太網(wǎng)光纖SFP接口和母板模件的HSB高速總線相連。
[0007]進一步，所述高壓線路保護CPU模件上設有光縱通信接口、100BASE-FX以太網(wǎng)光纖SFP接口、100BASE-TX電調試以太網(wǎng)口 ；所述高壓線路保護CPU模件通過光縱通信接口與外部線路保護裝置的光纖通道連接、通過100BASE-FX以太網(wǎng)光纖SFP接口與外部的合并單元、智能終端或有信息交換關系的其它裝置的光纖通道連接、通過100BASE-TX電調試以太網(wǎng)口與外部調試用PC機連接。
[0008]進一步，所述環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CI3U模件上設有1000BASE-X以太網(wǎng)光纖SFP接口、100BASE-FX以太網(wǎng)光纖SFP接口、100BASE-TX電調試以太網(wǎng)口，所述環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件通過1000BASE-X以太網(wǎng)光纖SFP接口與外部環(huán)網(wǎng)分布式母線保護裝置的光纖通道連接、通過100BASE-FX以太網(wǎng)光纖SFP接口與外部的合并單元、智能終端或有信息交換關系的其它裝置的光纖通道連接、通過100BASE-TX電調試以太網(wǎng)口與外部調試用PC機連接。
[0009]進一步，所述管理CPU模件上設有用于連接GPS對時裝置的GPS對時回路、用于連接打印機的打印接口、用于接入站控層監(jiān)控系統(tǒng)的100BASE-TX電調試以太網(wǎng)口。
[0010]進一步，所述智能D1模件包括開關量輸入DI和開關量輸出DO兩個部分;其中，開關量輸入DI部分用于測量電纜直接接入的外部開入量信號，并通過SPI總線傳送給保護CPU模件;開關量輸出DO部分通過SPI總線接收保護CPU模件發(fā)送的開出量信號，并驅動智能D1模件上的出口繼電器;高壓線路保護CHJ模件和環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件通過母板模件的SPI總線分別驅動一塊智能D1模件。
[00?1 ]進一步，所述智能D1模件上設有光親隔尚電路，開關量輸入DI和開關量輸出DO部分均通過光耦隔離電路與SPI接口模塊進行連接。
[0012]本實用新型所達到的有益技術效果:(I)高壓線路保護裝置中集成環(huán)網(wǎng)分布式母線保護，形成橫向集成的高壓線路保護，二者的信息交互通過內部的HSB高速總線完成，提高了信息交互的可靠性；(2)實現(xiàn)了高壓線路保護和母線保護一體化就地戶外柜安裝；(3)對外同時兼容常規(guī)與數(shù)字化的信息交互方式，解決一般智能站中繼電保護裝置采樣及開關量的信息交互方式單一，配置靈活性差、跳閘可靠性低等問題，并便于變電站后期的改造及擴建。
【附圖說明】

[0013]圖1本實用新型組成框圖；
[0014]圖2本實用新型與外部設備連接示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0016]如圖1-2所示，本實用新型提供一種用于就地戶外柜安裝的橫向集成高壓線路保護裝置，包括模擬量采集AC模件、由高壓線路保護CPU模件和環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件組成的保護CPU模件、管理CPU模件、智能D1模件、電源POWER模件以及母板模件;模擬量采集AC模件、高壓線路保護CPU模件、環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件、管理CPU模件、智能D1模件均插接在所述母板模件上，所述智能D1模件通過SPI總線與保護CPU模件連接，所述高壓線路保護CPU模件集成的FPGA與環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件集成的FPGA通過HSB高速總線連接，所述模擬量采集AC模件與保護CPU模件通過模擬量總線連接，管理CPU模件與保護CPU模件通過HDLC總線連接;電源POWER模件，為母板模件提供電源。
[0017]模擬量采集AC模件2，分別與外部線路保護和母線保護使用的一次常規(guī)互感器二次繞組I相連，其上設有用于高壓線路保護的電壓互感器和電流互感器、用于環(huán)網(wǎng)分布式母線保護的電流互感器;上述互感器按各自所屬類型，即高壓線路保護互感器或環(huán)網(wǎng)分布式母線保護互感器與各自的保護CPU模件的低通濾波回路的輸入端相連，低通濾波回路的輸出端與保護CPU模件的AD采樣回路輸入端相連，AD采樣回路輸出端與保護CPU相連，形成完整的采樣回路。
[0018]所述高壓線路保護CPU模件3和所述環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件4，均集成了FPGA芯片，所述FPGA芯片分別與100BASE-FX、1000BASE-X以太網(wǎng)光纖SFP接口和母板模件的HSB高速總線相連。
[0019]所述高壓線路保護CPU模件3上設有光縱通信接口、100BASE-FX以太網(wǎng)光纖SFP接口、100BASE-TX電調試以太網(wǎng)口 ；所述高壓線路保護CPU模件通過光縱通信接口與外部線路保護裝置的光纖通道連接、通過100BASE-FX以太網(wǎng)光纖SFP接口與外部的合并單元、智能終端或有信息交換關系的其它裝置的光纖通道連接、通過100BASE-TX電調試以太網(wǎng)口與外部調試用PC機連接。
[0020]所述環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件4上設有1000BASE-X以太網(wǎng)光纖SFP接口、100BASE-FX以太網(wǎng)光纖SFP接口、100BASE-TX電調試以太網(wǎng)口，所述環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件通過1000BASE-X以太網(wǎng)光纖SFP接口與外部環(huán)網(wǎng)分布式母線保護裝置的光纖通道連接、通過100BASE-FX以太網(wǎng)光纖SFP接口與外部的合并單元、智能終端或有信息交換關系的其它裝置的光纖通道連接、通過100BASE-TX電調試以太網(wǎng)口與外部調試用PC機連接。[0021 ]所述管理CPU模件7上設有用于連接GPS對時裝置的GPS對時回路、用于連接打印機的打印接口、用于接入站控層監(jiān)控系統(tǒng)的100BASE-TX電調試以太網(wǎng)口。
[0022]所述智能D1模件包括開關量輸入DI和開關量輸出DO兩個部分;其中，開關量輸入DI部分用于測量電纜直接接入的外部開入量信號，并通過SPI總線傳送給保護CPU模件;開關量輸出DO部分通過SPI總線接收保護CPU模件發(fā)送的開出量信號，并驅動智能D1模件上的出口繼電器;高壓線路保護CPU模件和環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件通過母板模件的SPI總線分別驅動一塊智能D1模件，分別為線路保護智能D1模件5和環(huán)網(wǎng)分布式母線保護智能D1模件6。
[0023]所述智能D1模件上設有光親隔尚電路，開關量輸入DI和開關量輸出DO部分均通過光耦隔離電路與接口模塊進行連接。
[0024]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.用于就地戶外柜安裝的橫向集成高壓線路保護裝置，其特征在于:包括模擬量采集AC模件、由高壓線路保護CPU模件和環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件組成的保護CPU模件、管理CPU模件、智能D1模件、電源POWER模件以及母板模件；模擬量采集AC模件、高壓線路保護CPU模件、環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件、管理CPU模件、智能D1模件均插接在所述母板模件上，所述智能D1模件通過SPI總線與保護CPU模件連接，所述高壓線路保護CPU模件集成的FPGA芯片與環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件集成的FPGA芯片通過HSB高速總線連接，所述模擬量采集AC模件與保護CPU模件通過模擬量總線連接，管理CPU模件與保護CPU模件通過HDLC總線連接;電源POWER模件，為母板模件提供電源。2.根據(jù)權利要求1所述的用于就地戶外柜安裝的橫向集成高壓線路保護裝置，其特征在于:所述模擬量采集AC模件上設有用于高壓線路保護的電壓互感器和電流互感器、用于環(huán)網(wǎng)分布式母線保護的電流互感器。3.根據(jù)權利要求1所述的用于就地戶外柜安裝的橫向集成高壓線路保護裝置，其特征在于:所述高壓線路保護CPU模件和所述環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件，均集成了 FPGA芯片，所述FPGA芯片分別與100BASE-FX、1000BASE-X以太網(wǎng)光纖SFP接口和母板模件的HSB高速總線相連。4.根據(jù)權利要求1所述的用于就地戶外柜安裝的橫向集成高壓線路保護裝置，其特征在于:所述高壓線路保護CPU模件上設有光縱通信接口、100BASE-FX以太網(wǎng)光纖SFP接口、100BASE-TX電調試以太網(wǎng)口；所述高壓線路保護CPU模件通過光縱通信接口與對側線路保護裝置的光纖通道連接、通過100BASE-FX以太網(wǎng)光纖SFP接口與外部的合并單元、智能終端或有信息交換關系的其它裝置的光纖通道連接、通過100BASE-TX電調試以太網(wǎng)口與外部調試用PC機連接。5.根據(jù)權利要求1所述的用于就地戶外柜安裝的橫向集成高壓線路保護裝置，其特征在于:所述環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件上設有1000BASE-X以太網(wǎng)光纖SFP接口、100BASE-FX 以太網(wǎng)光纖 SFP 接口、 100BASE-TX 電調試以太網(wǎng) 口，所述環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件通過1000BASE-X以太網(wǎng)光纖SFP接口與外部環(huán)網(wǎng)分布式母線保護裝置的光纖通道連接、通過100BASE-FX以太網(wǎng)光纖SFP接口與外部的合并單元、智能終端或有信息交換關系的其它裝置的光纖通道連接、通過100BASE-TX電調試以太網(wǎng)口與外部調試用PC機連接。6.根據(jù)權利要求1所述的用于就地戶外柜安裝的橫向集成高壓線路保護裝置，其特征在于:所述管理CHJ模件上設有用于連接GPS對時裝置的GPS對時回路、用于連接打印機的打印接口、用于接入站控層監(jiān)控系統(tǒng)的100BASE-TX電調試以太網(wǎng)口。7.根據(jù)權利要求1所述的用于就地戶外柜安裝的橫向集成高壓線路保護裝置，其特征在于:所述智能D1模件包括開關量輸入DI和開關量輸出DO兩個部分;其中，開關量輸入DI部分用于測量電纜直接接入的外部開入量信號，并通過SPI總線傳送給保護CPU模件;開關量輸出DO部分通過SPI總線接收保護CPU模件發(fā)送的開出量信號，并驅動智能D1模件上的出口繼電器;高壓線路保護CPU模件和環(huán)網(wǎng)分布式母線保護CPU模件通過母板模件的SPI總線分別驅動一塊智能D1模件。8.根據(jù)權利要求7所述的用于就地戶外柜安裝的橫向集成高壓線路保護裝置，其特征在于:所述智能D1模件上設有光耦隔離電路，開關量輸入DI和開關量輸出DO部分均通過光耦隔離電路與SPI接口模塊進行連接。
【文檔編號】H02H7/22GK205724856SQ201620506244
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】鄒磊, 趙謙, 薛明軍, 陳琦, 姚亮, 王勝, 袁嘉瑋, 韓志勇
【申請人】南京國電南自電網(wǎng)自動化有限公司