CN201717875U - 一种过程层智能接口单元 - Google Patents
一种过程层智能接口单元 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201717875U CN201717875U CN2010202174170U CN201020217417U CN201717875U CN 201717875 U CN201717875 U CN 201717875U CN 2010202174170 U CN2010202174170 U CN 2010202174170U CN 201020217417 U CN201020217417 U CN 201020217417U CN 201717875 U CN201717875 U CN 201717875U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unit
- plug
- process layer
- controller module
- interface unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 58
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Patch Boards (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种过程层智能接口单元，包括具有控制器模块插件的机箱，机箱内还设有与控制器模块插件控制相连的I/O插件和LED驱动装置，所述机箱内还设有以太网交换插件，所述以太网交换插件的输出端与控制器模块的输入端双向连接，以太网交换插件的输入端用于与主干网交换机、测控及保护装置双向连接。本实用新型的过程层智能接口单元扩展了以太网交换装置，硬件上共用一个机箱，对电磁干扰信号进行有效屏蔽，并有利于防尘防水，同时由于过程层智能接口单元和以太网交换装置的位置相对固定，提高了可靠性，也降低了设备硬件设计和加工成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种过程层智能接口单元，属于智能变电站过程层设备。
背景技术
智能变电站是变电站自动化技术的发展方向和必然趋势,也正是目前国内电力***大力推广的项目，一次设备智能化和二次设备网络化是智能变电站的核心技术之一。按照IEC 61850通信规范,智能变电站分为三层：过程层、间隔层及站控层，变电站整体建立在通信网络的基础之上，通信网络成为智能变电站的重中之重。
过程层包括智能接口单元和合并单元，交换机和过程层在智能变电站中扮演着重要的角色，是变电站重要的构成设备。过程层网络的核心设备就是交换机，交换机上面连接着间隔层的IED设备，包括继电保护、测控装置、电能计量装置等，下面连接着过程层的智能接口和合并单元。过程层中的智能接口单元主要实现传统一次电力设备的智能化、数字化接口功能，除满足对一次设备控制和监视的需求外，还利用CPU的智能性连接相关I/O插件和LED驱动装置，增加智能操作、智能防误等高级功能。智能接口单元对外接口为光纤以太网，通过光纤和以太网交换机连接，和过程层网络进行信息交互，取代了传统关键信息采用电缆接线传输实现方法。
和传统变电站不同，智能变电站中一次回路的数据采样和控制保护设备发出跳闸命令等均经过程层网络传输。过程层网络是间隔层设备和过程层设备之间交互信息的命脉通道，其可靠性和实时性直接决定了变电站***的可用性。目前工程实施时过程层网络通常采用多台交换机（Switch）链接而成，一般采用的网络架构是“间隔交换机+主干网交换机”构成星形拓扑或环形拓扑的过程层网络。具体做法如图1所示：按间隔配置交换机，即每个间隔配置一台交换机，再将间隔交换机通过一台或多台主干网交换机连接，构成主干网星形网络或环形网络，过程层的智能接口单元和合并单元与交换机均独立设置。
交换机作为通信网络的重要节点，其可靠性和故障率是智能变电站正常运行的重要指标，交换机设备工作异常轻者造成整个间隔的停运，严重的情况下如主干网交换机的损坏甚至会导致全站二次***功能的丧失。
目前，符合工业要求、适应变电站强电磁干扰运行环境、满足智能变电站高带宽、高实时性数据传输要求的工业交换机产品极少，市场上已有的交换机价格非常昂贵，一个中等规模的智能变电站仅交换机的投资就占到整个二次控制***投资的1/3。高昂的数据交换成本影响了智能变电站技术的进一步推广和发展。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种过程层智能接口单元，以解决现有过程层智能接口单元与交换机独立使用所带来的成本高，可靠性低等问题。
为实现上述目的，本实用新型提供的过程层智能接口单元的第一种技术方案如下：一种过程层智能接口单元，包括具有控制器模块插件的机箱，机箱内还设有与控制器模块插件控制相连的I/O插件和LED驱动装置，所述机箱内还设有以太网交换插件，所述以太网交换插件的输出端与控制器模块的输入端双向连接，以太网交换插件的输入端用于与主干网交换机、测控及保护装置双向连接。
所述控制器模块包括中央控制器及其内置接口，所述以太网交换插件包括至少两个网口和具有交换机处理器及交换机芯片的交换机模块，控制器模块通过其内置接口与以太网交换插件的一个网口双向连接，以太网交换插件的其余网口用于与主干网交换机、测控及保护装置双向连接。
所述机箱为全封闭机箱，整体面板，板间采用扣接方式。
本实用新型提供的过程层智能接口单元的第二种技术方案如下：一种过程层智能接口单元，包括具有控制器模块插件的机箱，机箱内还设有与控制器模块插件控制相连的I/O插件和LED驱动装置，控制器模块插件上集成有中央控制器及其内置接口，所述控制器模块插件的印制板上还扩展连接有交换机芯片，所述中央控制器与交换机芯片双向连接，所述内置接口用于与主干网交换机、测控及保护装置双向连接。
所述机箱为全封闭机箱，整体面板，板间采用扣接方式。
本实用新型的过程层智能接口单元扩展了以太网交换装置，硬件上共用一个机箱，对电磁干扰信号进行有效屏蔽，并有利于防尘防水，同时由于过程层智能接口单元和以太网交换装置的位置相对固定，提高了可靠性，设备可靠性>原两台设备的可靠性=过程层智能接口单元可靠性×交换机可靠性，也降低了设备硬件设计和加工成本；另一方面，使智能变电站过程层IED设备集成度得到提高，使智能变电站的施工和维护变得更加简单、便捷，大大减少设备之间电缆和连接器数量，降低施工工作量、技术难度，同时降低变电站建设成本；设备集成度提高的同时，可靠的硬件设计方案带来了整个过程层网络可靠性的提高。本实用新型的过程层智能接口单元在硬件元器件选择及结构设计上充分考虑户外安装的恶劣运行环境，一体化设计使硬件故障率大大降低；同时，高集成度的设计使过程层网络上的设备台数减少，有利于网络可靠性的提高。
附图说明
图1是现有智能变电站中网络***典型结构示意图；
图2是本实用新型在整个智能变电站中网络***结构示意图；
图3是本实用新型方式一的过程层智能接口单元***结构示意图；
图4是本实用新型方式二的过程层智能接口单元***结构示意图。
具体实施方式
如图2所示为本实用新型在整个智能变电站中的网络***结构示意图，由图可知，本装置将原过程层智能接口单元与间隔交换机相结合，集成为一种具有以太网交换机功能的新型过程层智能接口单元。
如图3所示为本实用新型第一种方式实施例的***结构示意图，由图可知，原过程层智能接口单元的机箱内的过程层设备以具有中央控制器CPU及其内置接口的控制器模块为核心，输入端与I/O插件的输出端双向连接，其输出端与LED驱动装置的输入端相连。在此基础上，该机箱内还设置了以太网交换插件印制板，该印制板的核心为交换机模块：由管理处理器CPU和交换机芯片构成，还提供了至少两个100M以太网口（本实施例为六个），其中一个网口作为内置网口与原过程层智能接口单元的内置接口相连，作为数据交换；其余网口作为与间隔其他设备如合并单元、保护装置、计量设备的相连网口。本过程层智能接口单元里拥有2个CPU芯片，中央控制器CPU完成IEC61850规约解析组帧、过程层智能接口的逻辑功能、驱动LED指示灯功能，是整个设备的核心器件；另一个在以太网交换插件的管理处理器CPU负责对交换机芯片的管理配置功能，支持IEEE 802.1p 优先级、支持802.1Q VLAN设置、支持802.1x 端口安全、支持802.1d生成树等。I/O插件根据一次设备对象的不同，有多种型号。针对断路器和开关主要完成对断路器和开关的分合控制、异常操作闭锁告警、防跳闭锁、位置监视、相互逻辑操作闭锁等功能；针对变压器主要完成档位调节、中性点刀闸操作、位置和状态量采集、变压器本体非电量保护功能。
如图4所示为本实用新型第二种方式实施例的***结构示意图，由图可知，本实施例的过程层智能接口单元在中央控制器的CPU板上集成工业级交换机芯片，实现功能与实施例1相同，区别在于本过程层智能接口单元里只有1个CPU芯片，即负责IEC61850规约解析组帧、数据合并的逻辑功能，同时实现对交换机芯片的管理配置功能。
过程层智能接口单元作为智能设备的智能组件之一，均要求随电子互感器安装，因此运行环境有可能处于屋外环境，硬件设计必须采用全封闭机箱，整体面板，板间采用扣接方式，牢固安全，元器件选型均采用工业标准低功耗，整个设备能够在温度－40℃～＋85℃，湿度5%～95%的环境中工作。设计时强弱电严格分开，装置的抗干扰能力、抗震动能力强，绝缘等级高，对外的电磁辐射也满足相关标准。
本实用新型的过程层智能接口单元扩展了以太网交换装置，硬件上共用一个机箱，即共用一个电源和一个机壳，对电磁干扰信号进行有效屏蔽，并有利于防尘防水，同时由于过程层智能接口单元和交换设备的位置相对固定，提高了可靠性。设备可靠性>原两台设备的可靠性=过程层智能接口单元可靠性×交换机可靠性，并且也降低设备硬件设计/加工的成本。另外，本装置使智能变电站过程层IED设备集成度得到提高，这样带来的最明显的效益是节约了安装空间。对于过程层装置和间隔交换机均在户外控制柜中安装的方式，由于户外控制柜内的安装空间本身非常有限，本实用新型的设备对安装空间的要求降低，便于工程实施；对于交换机在主控室安装的方式，本实用新型的设备直接节约保护屏上的空间，降低屏的数量，节约主控室的空间。同时，高集成度设备的应用使智能变电站的施工和维护变得更加简单、便捷，大大减少设备之间电缆和连接器数量，降低施工工作量、技术难度，同时降低变电站建设成本。设备集成度提高的同时，可靠的硬件设计方案带来了整个过程层网络可靠性的提高。
本实用新型的过程层合并装置在硬件元器件选择及结构设计上充分考虑户外安装的恶劣运行环境，一体化设计使硬件故障率大大降低；高集成度的设计使过程层网络上的设备台数减少，有利于网络可靠性的提高。
Claims (5)
1.一种过程层智能接口单元，包括具有控制器模块插件的机箱，机箱内还设有与控制器模块插件控制相连的I/O插件和LED驱动装置，其特征在于：所述机箱内还设有以太网交换插件，所述以太网交换插件的输出端与控制器模块的输入端双向连接，以太网交换插件的输入端用于与主干网交换机、测控及保护装置双向连接。
2.根据权利要求1所述的过程层智能接口单元，其特征在于：所述控制器模块包括中央控制器及其内置接口，所述以太网交换插件包括至少两个网口和具有交换机处理器及交换机芯片的交换机模块，控制器模块通过其内置接口与以太网交换插件的一个网口双向连接，以太网交换插件的其余网口用于与主干网交换机、测控及保护装置双向连接。
3.根据权利要求2所述的过程层智能接口单元，其特征在于：所述机箱为全封闭机箱，整体面板，板间采用扣接方式。
4.一种过程层智能接口单元，包括具有控制器模块插件的机箱，机箱内还设有与控制器模块插件控制相连的I/O插件和LED驱动装置，控制器模块插件上集成有中央控制器及其内置接口，其特征在于：所述控制器模块插件的印制板上还扩展连接有交换机芯片，所述中央控制器与交换机芯片双向连接，所述内置接口用于与主干网交换机、测控及保护装置双向连接。
5.根据权利要求4所述的过程层智能接口单元，其特征在于：所述机箱为全封闭机箱，整体面板，板间采用扣接方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010202174170U CN201717875U (zh) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | 一种过程层智能接口单元 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010202174170U CN201717875U (zh) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | 一种过程层智能接口单元 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201717875U true CN201717875U (zh) | 2011-01-19 |
Family
ID=43463883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010202174170U Expired - Fee Related CN201717875U (zh) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | 一种过程层智能接口单元 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201717875U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102332751A (zh) * | 2011-07-13 | 2012-01-25 | 国电南京自动化股份有限公司 | 智能变电站接入双套过程层设备的测控装置及其测控方法 |
| CN105223431A (zh) * | 2015-04-16 | 2016-01-06 | 深圳供电局有限公司 | 一种状态监测综合处理装置和状态监测*** |
-
2010
- 2010-06-07 CN CN2010202174170U patent/CN201717875U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102332751A (zh) * | 2011-07-13 | 2012-01-25 | 国电南京自动化股份有限公司 | 智能变电站接入双套过程层设备的测控装置及其测控方法 |
| CN105223431A (zh) * | 2015-04-16 | 2016-01-06 | 深圳供电局有限公司 | 一种状态监测综合处理装置和状态监测*** |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105811584B (zh) | 一种常规变电站智能化改造方法 | |
| CN104716743B (zh) | 一种保护测控通信及agc子站一体化实现方法和装置 | |
| CN102664465B (zh) | 具有双电源转换功能的断路器控制器、切换***及方法 | |
| CN103200280B (zh) | 智能变电站过程层接口设备 | |
| CN107681642A (zh) | 一种变电站就地化保护*** | |
| CN202940826U (zh) | 网络通讯管理机及网络通讯管理*** | |
| CN201590682U (zh) | 稳控***和直流控制保护***之间的通讯装置 | |
| CN105977923B (zh) | 一种实现即插即用的变电站继电保护装置及*** | |
| CN202997696U (zh) | 一种基于北斗卫星通信***的智能配网*** | |
| CN101478146A (zh) | 数字化变电站保护控制方法及其多功能保护控制器 | |
| CN110957810A (zh) | 基于采用就地模块的变电站“两层一网”自动化***架构 | |
| CN203352295U (zh) | 一种农网直配台区智能终端 | |
| CN201774313U (zh) | 一种过程层合并单元 | |
| CN202076849U (zh) | 一种变电站集中式保护测控装置 | |
| CN201805421U (zh) | 直流保护和直流控制***之间的通讯装置 | |
| CN109103859B (zh) | 一种支持4g通讯的配网差动保护测控装置 | |
| CN201717875U (zh) | 一种过程层智能接口单元 | |
| CN102991538A (zh) | 一路点对点通信的自动切换装置及方法 | |
| CN203014357U (zh) | 一种用于继电保护数字化改造的goose报文/开关量转换装置 | |
| CN206054186U (zh) | 一种用于光伏风力电站的保护测控装置 | |
| CN202749908U (zh) | 电网自动化测控终端装置 | |
| CN205247185U (zh) | 一种水冷却变压器的二次控制*** | |
| CN202353314U (zh) | 一种模块化智能开关控制器 | |
| CN202696279U (zh) | 具有双电源转换功能的断路器控制器及双电源切换*** | |
| CN201830018U (zh) | 一种新型过程层装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20131203 Address after: No. 1298 Xuchang City, Henan province 461000 XJ Avenue Patentee after: Xuji Electric Co., Ltd. Patentee after: Xuchang Xuji Software Technology Co., Ltd. Address before: No. 1298 Xuchang City, Henan province 461000 XJ Avenue Patentee before: Xuji Group Co., Ltd. Patentee before: Xuji Electric Co., Ltd. Patentee before: Xuchang Xuji Software Technology Co., Ltd. Effective date of registration: 20131203 Address after: No. 1298 Xuchang City, Henan province 461000 XJ Avenue Patentee after: Xuji Electric Co., Ltd. Patentee after: Xuchang Xuji Software Technology Co., Ltd. Address before: No. 1298 Xuchang City, Henan province 461000 XJ Avenue Patentee before: Xuji Group Co., Ltd. Patentee before: Xuji Electric Co., Ltd. Patentee before: Xuchang Xuji Software Technology Co., Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110119 Termination date: 20190607 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |