用于就地户外柜安装的横向集成高压线路保护装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种用于就地户外柜安装的横向集成高压线路保护装置，包括模拟量采集AC模件、由高压线路保护CPU模件和环网分布式母线保护CPU模件组成的保护CPU模件、管理CPU模件、智能DIO模件、电源POWER模件以及母板模件；模拟量采集AC模件、保护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模件通过SPI总线与保护CPU模件连接，高压线路保护CPU模件集成的FPGA与环网分布式母线保护CPU模件集成的FPGA通过HSB高速总线连接，模拟量采集AC模件与保护CPU模件通过模拟量总线连接，管理CPU模件与保护CPU模件通过HDLC总线连接；电源POWER模件，为母板模件提供电源。
【专利说明】
用于就地户外柜安装的横向集成高压线路保护装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种用于就地户外柜安装的横向集成高压线路保护装置，属于继电保护技术领域。
【背景技术】
[0002]新一代智能变电站的总体思路是:将保护控制系统分层为就地级、站域级和广域级，母线保护和线路保护都是就地级保护，应满足就地户外柜安装的需求。由于就地户外柜安装空间有限，因此对继电保护设备提出了小型化、功能集成化、结构紧凑化等要求。现有的母线保护多为集中式保护，具有多间隔属性，难于实现就地化。因此，如何将母线保护的多间隔属性分解为多个单一间隔属性，形成分布式母线保护，是其实现自身就地户外柜安装的重要一步。同时，智能站的高压线路保护与母线保护的信息交互很大程度上依赖于网络，受交换机硬件、网络风暴等因素影响较大，可靠性低，当网络压力较大时，继电保护装置的可靠性和速动性将很难得到保证。另外，智能站继电保护装置采样及开关量的信息交互方式单一，基本固定为常规采样数字化跳闸或数字化采样数字化跳闸模式，灵活性较差，不利于变电站的改造及扩建，且由于增加了智能终端环节，跳闸的速度及可靠性均有降低。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种用于就地户外柜安装的横向集成高压线路保护装置，在实现环网分布式母线保护的同时，将其与高压线路保护横向集成。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于就地户外柜安装的横向集成高压线路保护装置，包括模拟量采集AC模件、由高压线路保护CPU模件和环网分布式母线保护CPU模件组成的保护CPU模件、管理CPU模件、智能D1模件、电源POWER模件以及母板模件;模拟量采集AC模件、高压线路保护CPU模件、环网分布式母线保护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模件通过SPI总线保护CPU模件连接，所述高压线路保护CPU模件集成的FPGA芯片与环网分布式母线保护CPU模件集成的FPGA芯片通过HSB高速总线连接，所述模拟量采集AC模件与保护CPU模件通过模拟量总线连接，管理CPU模件与保护(PU模件通过HDLC总线连接;电源POWER模件，为母板模件提供电源。
[0005]进一步，所述模拟量采集AC模件上设有用于高压线路保护的电压互感器和电流互感器、用于环网分布式母线保护的电流互感。
[0006]进一步，所述高压线路保护CPU模件和所述环网分布式母线保护CPU模件，均集成了FPGA芯片，所述FPGA芯片分别与100BASE-FX、1000BASE-X以太网光纤SFP接口和母板模件的HSB高速总线相连。
[0007]进一步，所述高压线路保护CPU模件上设有光纵通信接口、100BASE-FX以太网光纤SFP接口、100BASE-TX电调试以太网口 ；所述高压线路保护CPU模件通过光纵通信接口与外部线路保护装置的光纤通道连接、通过100BASE-FX以太网光纤SFP接口与外部的合并单元、智能终端或有信息交换关系的其它装置的光纤通道连接、通过100BASE-TX电调试以太网口与外部调试用PC机连接。
[0008]进一步，所述环网分布式母线保护CI3U模件上设有1000BASE-X以太网光纤SFP接口、100BASE-FX以太网光纤SFP接口、100BASE-TX电调试以太网口，所述环网分布式母线保护CPU模件通过1000BASE-X以太网光纤SFP接口与外部环网分布式母线保护装置的光纤通道连接、通过100BASE-FX以太网光纤SFP接口与外部的合并单元、智能终端或有信息交换关系的其它装置的光纤通道连接、通过100BASE-TX电调试以太网口与外部调试用PC机连接。
[0009]进一步，所述管理CPU模件上设有用于连接GPS对时装置的GPS对时回路、用于连接打印机的打印接口、用于接入站控层监控系统的100BASE-TX电调试以太网口。
[0010]进一步，所述智能D1模件包括开关量输入DI和开关量输出DO两个部分;其中，开关量输入DI部分用于测量电缆直接接入的外部开入量信号，并通过SPI总线传送给保护CPU模件;开关量输出DO部分通过SPI总线接收保护CPU模件发送的开出量信号，并驱动智能D1模件上的出口继电器;高压线路保护CHJ模件和环网分布式母线保护CPU模件通过母板模件的SPI总线分别驱动一块智能D1模件。
[00?1 ]进一步，所述智能D1模件上设有光親隔尚电路，开关量输入DI和开关量输出DO部分均通过光耦隔离电路与SPI接口模块进行连接。
[0012]本实用新型所达到的有益技术效果:(I)高压线路保护装置中集成环网分布式母线保护，形成横向集成的高压线路保护，二者的信息交互通过内部的HSB高速总线完成，提高了信息交互的可靠性；(2)实现了高压线路保护和母线保护一体化就地户外柜安装；(3)对外同时兼容常规与数字化的信息交互方式，解决一般智能站中继电保护装置采样及开关量的信息交互方式单一，配置灵活性差、跳闸可靠性低等问题，并便于变电站后期的改造及扩建。
【附图说明】
[0013]图1本实用新型组成框图；
[0014]图2本实用新型与外部设备连接示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0016]如图1-2所示，本实用新型提供一种用于就地户外柜安装的横向集成高压线路保护装置，包括模拟量采集AC模件、由高压线路保护CPU模件和环网分布式母线保护CPU模件组成的保护CPU模件、管理CPU模件、智能D1模件、电源POWER模件以及母板模件;模拟量采集AC模件、高压线路保护CPU模件、环网分布式母线保护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模件通过SPI总线与保护CPU模件连接，所述高压线路保护CPU模件集成的FPGA与环网分布式母线保护CPU模件集成的FPGA通过HSB高速总线连接，所述模拟量采集AC模件与保护CPU模件通过模拟量总线连接，管理CPU模件与保护CPU模件通过HDLC总线连接;电源POWER模件，为母板模件提供电源。
[0017]模拟量采集AC模件2，分别与外部线路保护和母线保护使用的一次常规互感器二次绕组I相连，其上设有用于高压线路保护的电压互感器和电流互感器、用于环网分布式母线保护的电流互感器;上述互感器按各自所属类型，即高压线路保护互感器或环网分布式母线保护互感器与各自的保护CPU模件的低通滤波回路的输入端相连，低通滤波回路的输出端与保护CPU模件的AD采样回路输入端相连，AD采样回路输出端与保护CPU相连，形成完整的采样回路。
[0018]所述高压线路保护CPU模件3和所述环网分布式母线保护CPU模件4，均集成了FPGA芯片，所述FPGA芯片分别与100BASE-FX、1000BASE-X以太网光纤SFP接口和母板模件的HSB高速总线相连。
[0019]所述高压线路保护CPU模件3上设有光纵通信接口、100BASE-FX以太网光纤SFP接口、100BASE-TX电调试以太网口 ；所述高压线路保护CPU模件通过光纵通信接口与外部线路保护装置的光纤通道连接、通过100BASE-FX以太网光纤SFP接口与外部的合并单元、智能终端或有信息交换关系的其它装置的光纤通道连接、通过100BASE-TX电调试以太网口与外部调试用PC机连接。
[0020]所述环网分布式母线保护CPU模件4上设有1000BASE-X以太网光纤SFP接口、100BASE-FX以太网光纤SFP接口、100BASE-TX电调试以太网口，所述环网分布式母线保护CPU模件通过1000BASE-X以太网光纤SFP接口与外部环网分布式母线保护装置的光纤通道连接、通过100BASE-FX以太网光纤SFP接口与外部的合并单元、智能终端或有信息交换关系的其它装置的光纤通道连接、通过100BASE-TX电调试以太网口与外部调试用PC机连接。[0021 ]所述管理CPU模件7上设有用于连接GPS对时装置的GPS对时回路、用于连接打印机的打印接口、用于接入站控层监控系统的100BASE-TX电调试以太网口。
[0022]所述智能D1模件包括开关量输入DI和开关量输出DO两个部分;其中，开关量输入DI部分用于测量电缆直接接入的外部开入量信号，并通过SPI总线传送给保护CPU模件;开关量输出DO部分通过SPI总线接收保护CPU模件发送的开出量信号，并驱动智能D1模件上的出口继电器;高压线路保护CPU模件和环网分布式母线保护CPU模件通过母板模件的SPI总线分别驱动一块智能D1模件，分别为线路保护智能D1模件5和环网分布式母线保护智能D1模件6。
[0023]所述智能D1模件上设有光親隔尚电路，开关量输入DI和开关量输出DO部分均通过光耦隔离电路与接口模块进行连接。
[0024]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.用于就地户外柜安装的横向集成高压线路保护装置，其特征在于:包括模拟量采集AC模件、由高压线路保护CPU模件和环网分布式母线保护CPU模件组成的保护CPU模件、管理CPU模件、智能D1模件、电源POWER模件以及母板模件；模拟量采集AC模件、高压线路保护CPU模件、环网分布式母线保护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模件通过SPI总线与保护CPU模件连接，所述高压线路保护CPU模件集成的FPGA芯片与环网分布式母线保护CPU模件集成的FPGA芯片通过HSB高速总线连接，所述模拟量采集AC模件与保护CPU模件通过模拟量总线连接，管理CPU模件与保护CPU模件通过HDLC总线连接;电源POWER模件，为母板模件提供电源。2.根据权利要求1所述的用于就地户外柜安装的横向集成高压线路保护装置，其特征在于:所述模拟量采集AC模件上设有用于高压线路保护的电压互感器和电流互感器、用于环网分布式母线保护的电流互感器。3.根据权利要求1所述的用于就地户外柜安装的横向集成高压线路保护装置，其特征在于:所述高压线路保护CPU模件和所述环网分布式母线保护CPU模件，均集成了 FPGA芯片，所述FPGA芯片分别与100BASE-FX、1000BASE-X以太网光纤SFP接口和母板模件的HSB高速总线相连。4.根据权利要求1所述的用于就地户外柜安装的横向集成高压线路保护装置，其特征在于:所述高压线路保护CPU模件上设有光纵通信接口、100BASE-FX以太网光纤SFP接口、100BASE-TX电调试以太网口；所述高压线路保护CPU模件通过光纵通信接口与对侧线路保护装置的光纤通道连接、通过100BASE-FX以太网光纤SFP接口与外部的合并单元、智能终端或有信息交换关系的其它装置的光纤通道连接、通过100BASE-TX电调试以太网口与外部调试用PC机连接。5.根据权利要求1所述的用于就地户外柜安装的横向集成高压线路保护装置，其特征在于:所述环网分布式母线保护CPU模件上设有1000BASE-X以太网光纤SFP接口、100BASE-FX 以太网光纤 SFP 接口、 100BASE-TX 电调试以太网 口，所述环网分布式母线保护CPU模件通过1000BASE-X以太网光纤SFP接口与外部环网分布式母线保护装置的光纤通道连接、通过100BASE-FX以太网光纤SFP接口与外部的合并单元、智能终端或有信息交换关系的其它装置的光纤通道连接、通过100BASE-TX电调试以太网口与外部调试用PC机连接。6.根据权利要求1所述的用于就地户外柜安装的横向集成高压线路保护装置，其特征在于:所述管理CHJ模件上设有用于连接GPS对时装置的GPS对时回路、用于连接打印机的打印接口、用于接入站控层监控系统的100BASE-TX电调试以太网口。7.根据权利要求1所述的用于就地户外柜安装的横向集成高压线路保护装置，其特征在于:所述智能D1模件包括开关量输入DI和开关量输出DO两个部分;其中，开关量输入DI部分用于测量电缆直接接入的外部开入量信号，并通过SPI总线传送给保护CPU模件;开关量输出DO部分通过SPI总线接收保护CPU模件发送的开出量信号，并驱动智能D1模件上的出口继电器;高压线路保护CPU模件和环网分布式母线保护CPU模件通过母板模件的SPI总线分别驱动一块智能D1模件。8.根据权利要求7所述的用于就地户外柜安装的横向集成高压线路保护装置，其特征在于:所述智能D1模件上设有光耦隔离电路，开关量输入DI和开关量输出DO部分均通过光耦隔离电路与SPI接口模块进行连接。
【文档编号】H02H7/22GK205724856SQ201620506244
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】邹磊, 赵谦, 薛明军, 陈琦, 姚亮, 王胜, 袁嘉玮, 韩志勇
【申请人】南京国电南自电网自动化有限公司