[实用新型]一种新型过程层装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种过程层装置，属于智能变电站过程层设备领域。

背景技术

智能变电站是变电站自动化技术的发展方向,也正是目前国内电力系统大力推广的项目，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。

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系统的可用性。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器。过程层装置的CPU与电子互感器接口、I/O插件及LED驱动相连，实现智能操作。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，其具体做法如图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。

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系统功能的丧失。

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系统投资的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新型过程层装置，同时具有交换机的功能，以解决现有过程层装置和以太网交换机独立使用带来的成本高、可靠性低等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供的新型过程层装置的第一种技术方案如下：一种新型过程层装置，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电子互感器接口、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。

本实用新型提供的新型过程层装置的第二种技术方案如下：一种新型过程层装置，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电子互感器接口、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装置扩展了以太网交换设备，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，同时由于过程层装置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=过程层装置可靠性×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；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系统典型结构示意图；

图2是本实用新型在整个智能变电站中的网络系统结构示意图；

图3是本实用新型方式一的过程层装置系统结构示意图；

图4是本实用新型方式二的过程层装置系统结构示意图。