[实用新型]基于统一断面数据采集的断路器智能组件

说明书

技术领域  

本实用新型属电工技术领域，更准确地说本实用新型涉及一种面向35KV及以下电压等级的断路器的保护、测控、状态监测及断路器数字化输入输出的综合一体化装置。

背景技术  

随着国家电网公司对智能电网的重点投资和建设，及十二五规划对一次设备智能化提出的“测量数字化、 控制网络化、 状态可视化、 功能一体化和信息互动化”的要求，智能变电站对断路器运行工况数据需要全面的收集和分析，达到断路器设备从停电检修过渡到实时在线监测和故障检修。

传统的面向断路器的微机保护测控一体化装置已广泛使用，但面向的对象主要是电网的工频信号；传统的断路器的状态监测装置也逐步在推广使用，其功能受限于断路器本体信息；目前工程应用基本上是两种类型的装置各自独立运行，信息不交互，且采集的信号量时标不统一，为断路器的全景数据获取及分析、运行监控及事故分析带来不便。同时传统装置考虑更多的是基本功能应用，对断路器控制器的网络通信、IEC61850信息建模、数字化功能等方面考虑欠缺。

文献一《智能式断路器控制器》（中国专利申请号200920227462.1）披露了一种智能式断路器控制器的硬件系统框架，采用了ARM＋DSP的系统构架，系统框设计基本上还是传统的微机保护测控装置的设计思想，AD采样＋开入开出信号＋液晶＋通讯管理，没有涉及到数据的外同步采样统一断面数据，装置的设计也没有考虑到智能变电站对设备的数字化输出和网络GOOSE跳闸解决方案。

文献二《基于DSP的高压断路器综合在线监测装置》（易慧等《高压电气》2007.2）介绍了一种基于TMS320F206为主控器的信号采集装置，通过采集断路器的动触头的行程位移、分合闸线圈电流电压、振动信号、绝缘介质特性，来综合评估断路器的工作状态和计算电寿命估计。这类装置功能较单一，只做断路器状态监测，在高电压等级变电站内的断路器设备上可以使用，但低压领域尤其10KV开关柜内由于柜内空间及经济成本因素不会得到广泛使用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种断路器智能组件，具备在6U、1/2机箱结构内实现多种功能应用的综合装置，统一断面数据采集，为变电站全景数据库提供数据集，为断路器的安全运行提供齐备的单装置解决方案。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于统一断面数据采集的断路器智能组件， 包括机箱，在机箱内设置有总线式背板，其特征在于：在总线式背板上插接有核心插件CPUS、电源插件、工频信号采集插件、操作回路插件、状态监测采集插件、合并单元插件，所述核心插件CPUS分别与电源插件、工频信号采集插件、操作回路插件、状态监测采集插件、合并单元插件相通信。

前述的基于统一断面数据采集的断路器智能组件，其特征在于：所述核心插件CPUS包括通讯管理单元PPC、与通讯管理单元相通信的FPGA采集单元、与FPGA采集单元相通信的DSP运算单元。

前述的基于统一断面数据采集的断路器智能组件，其特征在于：通讯管理单元PPC包含2个百兆以太光口，3个百兆电口，所述两个电口为MMS通信以太网口，以IEC61850通信协议与上位管理机通信；两个光口为GOOSE通信以太网口，负责GOOOSE实时报文处理，实现装置联锁及跳合闸操作，完成智能终端功能，还包括一个内部以太电口用于和液晶CPU通讯。

前述的基于统一断面数据采集的断路器智能组件，其特征在于：所述DSP分别与电源插件中的开入开出模块及操作回路插件相相通信。

前述的基于统一断面数据采集的断路器智能组件，其特征在于：所述FPGA采集单元接受工频信号采集插件的采样及数据，同时接受DSP运算单元采集的32路外部开入信号，接收外部B码对时信号，并通过本地解码提取秒脉冲、同步采样脉冲，同时FPGA每半个周波计算所有通道的基波向量，联同生数据（采样值）带时标一起存入4个周波存储深度的缓冲区，通过本地16位数据总线方式把AD数据发布给通讯管理单元PPC和DSP运算单元。

前述的基于统一断面数据采集的断路器智能组件，其特征在于：所述机箱为标准6U、1/2机箱。

前述的基于统一断面数据采集的断路器智能组件，其特征在于：所述通讯管理单元PPC和DSP运算单元之间的数据交互通道为双口RAM形式。