一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括通過以太網(wǎng)連接的監(jiān)控中心和智能電子設(shè)備，智能電子設(shè)備還分別連接有PT電壓采集終端、電容性設(shè)備監(jiān)測終端，智能電子設(shè)備上安裝有通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a，PT電壓采集終端上安裝有通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c，電容性設(shè)備監(jiān)測終端上安裝有通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b，通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a通過時(shí)鐘及數(shù)據(jù)總線分別與通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b連接。本發(fā)明還公開了上述在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，將時(shí)間及數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用，實(shí)現(xiàn)了使用一根RS485總線即可傳輸時(shí)間及數(shù)據(jù)信號(hào)，且兩種信號(hào)互不干擾。本發(fā)明的一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)簡單、導(dǎo)線利用率高、現(xiàn)場電纜使用量小、施工強(qiáng)度小。
【專利說明】一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于變電站設(shè)備監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法。

【背景技術(shù)】
[0002]變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測需要同步采集被測裝置的接地線電流(泄露電流)和同一母線下的電壓互感器(PT) 二次側(cè)電壓信號(hào)，根據(jù)測量值計(jì)算出電容性設(shè)備的全電流、阻性電流、容性電流等特征量的大小，最后依據(jù)測量值分析出被測試品的劣化狀態(tài)。電容性設(shè)備在線監(jiān)測對(duì)泄露電流和PT電壓的采樣同步性要求很高，采樣的時(shí)間差決定了在線監(jiān)測系統(tǒng)的測量精度。為了提高采樣的同步精度，保證電容性設(shè)備在線監(jiān)測的測量精度，設(shè)備制造廠家提出了 GPS對(duì)時(shí)、脈沖對(duì)時(shí)、B碼對(duì)時(shí)(IRIG-B)等多種方案。其中B碼對(duì)時(shí)精度高、成本低、抗干擾性能好，廣泛用于變電站電容型設(shè)備在線監(jiān)測中。
[0003]而目前變電站容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)既包含通訊總線又包含B碼總線，構(gòu)架比較復(fù)雜、導(dǎo)線利用率低、現(xiàn)場電纜使用量大、施工強(qiáng)度大，并且需要使用大量的總線集線器；同時(shí)目前變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)使用的B碼信號(hào)都來自于B碼時(shí)鐘源，隨著監(jiān)測終端的增加，B碼時(shí)鐘源掛載的負(fù)載數(shù)量也相應(yīng)增加，這給B碼時(shí)鐘源的帶負(fù)載能力和阻抗匹配提出了挑戰(zhàn)，可能引起B(yǎng)碼時(shí)鐘總線崩潰，導(dǎo)致全站時(shí)間一致性問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的在線監(jiān)測導(dǎo)線利用率低、現(xiàn)場電纜使用量大的問題。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法。
[0006]本發(fā)明所采用的第一種技術(shù)方案是，一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括通過以太網(wǎng)連接的監(jiān)控中心和智能電子設(shè)備，智能電子設(shè)備還分別連接有PT電壓采集終端、電容性設(shè)備監(jiān)測終端，智能電子設(shè)備上安裝有通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a，PT電壓采集終端上安裝有通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置C，電容性設(shè)備監(jiān)測終端上安裝有通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b，通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a通過時(shí)鐘及數(shù)據(jù)總線分別與通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置C、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b連接。
[0007]本發(fā)明第一種技術(shù)方案的特點(diǎn)還在于:
[0008]時(shí)鐘及數(shù)據(jù)總線為RS485總線。
[0009]通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c的結(jié)構(gòu)為:包括CPLD芯片，CPLD芯片上分別連接有電平轉(zhuǎn)換芯片a、電平轉(zhuǎn)換芯片b、晶振、電源。
[0010]CPLD 芯片為 EPM570。
[0011]電平轉(zhuǎn)換芯片a、電平轉(zhuǎn)換芯片b均為MAX485。
[0012]本發(fā)明所采用的第二種技術(shù)方案是，一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測方法，具體實(shí)施步驟如下:
[0013]步驟1、監(jiān)控中心接收GPS衛(wèi)星的帶有時(shí)間信息的信號(hào)；
[0014]步驟2、監(jiān)控中心將步驟I中接收到的帶有時(shí)間信息的信號(hào)傳送給智能電子設(shè)備，智能電子設(shè)備根據(jù)實(shí)時(shí)讀取的時(shí)間信息選擇時(shí)間及數(shù)據(jù)總線上傳送B碼碼元或者數(shù)據(jù)。
[0015]本發(fā)明第二種技術(shù)方案的特點(diǎn)還在于:
[0016]步驟2中，讀取的時(shí)間信息為10分鐘的整數(shù)倍時(shí)為采樣時(shí)刻；如果實(shí)時(shí)讀取的時(shí)間信息為采用之前的3分鐘和采用之后的3分鐘，時(shí)間及數(shù)據(jù)總線上傳送的是B碼碼元；如果實(shí)時(shí)讀取的時(shí)間信息為采用之后的第4-7分鐘，時(shí)間及數(shù)據(jù)總線上傳送的是數(shù)據(jù)；
[0017]步驟2中時(shí)間及數(shù)據(jù)總線上傳送B碼碼元的具體實(shí)施步驟為:
[0018]步驟a、智能電子設(shè)備將從監(jiān)控中心接收到的帶有時(shí)間信息的信號(hào)傳送給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a ；
[0019]步驟b、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a中的CPLD芯片的IED數(shù)據(jù)解析模塊將步驟a中的帶有時(shí)間信息的信號(hào)自動(dòng)解析為為時(shí)間信息，時(shí)間信息發(fā)送給時(shí)間產(chǎn)生模塊產(chǎn)生時(shí)間，產(chǎn)生的時(shí)間再發(fā)送給B碼編碼模塊編碼為B碼碼元，再將B碼碼元發(fā)送給通訊接口選擇模塊，同時(shí)通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a中的晶振自動(dòng)產(chǎn)生脈沖傳給CPLD芯片中的時(shí)間產(chǎn)生模塊；
[0020]步驟C、步驟b中的B碼碼元通過通訊接口選擇模塊輸出到電平轉(zhuǎn)換芯片a，電平轉(zhuǎn)換芯片a通過時(shí)間及數(shù)據(jù)總線傳送給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置C、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b的電平轉(zhuǎn)換芯片b ；
[0021]步驟d、步驟c中電平轉(zhuǎn)換芯片b中的B碼碼元傳送給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置C、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b的CPLD芯片的通訊數(shù)據(jù)識(shí)別模塊中，再通過傳送給B碼解碼模塊解碼，將B碼碼元解碼為PT電壓采集終端、電容性設(shè)備監(jiān)測終端可用時(shí)間的時(shí)間信息，供PT電壓采集終端、電容性設(shè)備監(jiān)測終端對(duì)時(shí)。
[0022]步驟2中時(shí)間及數(shù)據(jù)總線上傳送數(shù)據(jù)的具體實(shí)施步驟為:
[0023]步驟a、智能電子設(shè)備給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a傳送的信息被CPLD芯片的IED數(shù)據(jù)解析模塊自動(dòng)解析為數(shù)據(jù)上傳命令幀，數(shù)據(jù)上傳命令幀被直接通過通訊接口選擇模塊輸出；
[0024]步驟b、步驟a中從通訊接口模塊輸出的數(shù)據(jù)上傳命令幀傳給電平轉(zhuǎn)換芯片a，電平轉(zhuǎn)換芯片a通過時(shí)間及數(shù)據(jù)總線將數(shù)據(jù)上傳命令幀傳送給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置C、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b的電平轉(zhuǎn)換芯片b ;
[0025]步驟C、步驟b中的電平轉(zhuǎn)換芯片b中的數(shù)據(jù)上傳命令幀傳送給CPLD芯片中的通訊數(shù)據(jù)識(shí)別模塊，通訊數(shù)據(jù)識(shí)別模塊將數(shù)據(jù)上傳命令幀傳送給PT電壓采集終端、電容性設(shè)備監(jiān)測終端，PT電壓采集終端、電容性設(shè)備監(jiān)測終端將采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括電容性電壓互感器、電容性電流互感器末屏電流信號(hào)的基波幅值、相位、頻率、諧波幅值，將采集到的數(shù)據(jù)通過通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置C、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b的電平轉(zhuǎn)換芯片b發(fā)送給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a的電平轉(zhuǎn)換芯片a，再發(fā)送給智能電子設(shè)備中，最后由智能電子設(shè)備按照協(xié)議IEC61850將數(shù)據(jù)打包通過以太網(wǎng)發(fā)送給監(jiān)控中心。
[0026]本發(fā)明的有益效果是:
[0027]I).本發(fā)明一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)通過使用通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置有效的簡化了總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使在線監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加簡單。
[0028]2).本發(fā)明一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)通過使用通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置后，通訊總線與B碼總線合并為一條時(shí)鐘及數(shù)據(jù)總線，增加了總線的利用率，有效減小了現(xiàn)場電纜的使用量以及施工強(qiáng)度。
[0029]3).本發(fā)明一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)通過使用通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置，避免了從B碼時(shí)鐘源直接取信號(hào)，消除了 B碼時(shí)鐘源帶負(fù)載能力和阻抗匹配問題。
[0030]4).本發(fā)明一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)通過使用通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置，不再需要RS485總線集線器，有效節(jié)約了成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是現(xiàn)有變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是本發(fā)明一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3是本發(fā)明在線監(jiān)測系統(tǒng)中電容性設(shè)備與智能電子設(shè)備的連接示意圖；
[0034]圖4是本發(fā)明在線監(jiān)測系統(tǒng)中通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5是本發(fā)明在線監(jiān)測系統(tǒng)中時(shí)間及數(shù)據(jù)總線上B碼及數(shù)據(jù)的分時(shí)復(fù)用示意圖；
[0036]圖6是本發(fā)明在線監(jiān)測系統(tǒng)中智能電子設(shè)備與通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a的信息傳輸過程示意圖；
[0037]圖7是本發(fā)明在線監(jiān)測系統(tǒng)中電容性設(shè)備監(jiān)測終端與通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b的信息傳輸過程不意圖；
[0038]圖8是本發(fā)明在線監(jiān)測系統(tǒng)中PT電壓采集終端與通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c的信息傳輸過程示意圖。
[0039]圖中，1.智能電子設(shè)備，2.PT電壓采集終端，3.電容性設(shè)備監(jiān)測終端，4.通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c，5.通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b，6.通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a，7.監(jiān)控中心，8.CPLD芯片，9.電平轉(zhuǎn)換芯片a，10.電平轉(zhuǎn)換芯片b，11.晶振，12.電源。

【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0041]現(xiàn)有的基于B碼對(duì)時(shí)的變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括B碼時(shí)鐘源13，B碼時(shí)鐘源13通過B碼總線(采用RS485總線)分別連接智能電子設(shè)備1、PT電壓采集終端2和電容性設(shè)備監(jiān)測終端3，智能電子設(shè)備I通過通訊總線(采用RS485總線)分別連接PT電壓采集終端2和電容性設(shè)備監(jiān)測終端3，智能電子設(shè)備I通過以太網(wǎng)與監(jiān)控中心7連接。B碼時(shí)鐘源接收GPS衛(wèi)星的時(shí)間信息，并將時(shí)間信息編碼成為IRIG-B碼元，最后通過B碼總線發(fā)送給PT電壓采集終端2和電容性設(shè)備監(jiān)測終端3，PT電壓采集終端2和電容性設(shè)備監(jiān)測終端3接收到B碼碼元后立即由B碼解碼模塊進(jìn)行解碼，如果B碼時(shí)間與設(shè)置的采集時(shí)間相同，PT電壓采集終端2和電容性設(shè)備監(jiān)測終端3立即分別對(duì)PT電壓或泄露電流進(jìn)行采樣；PT電壓采集終端2和電容性設(shè)備監(jiān)測終端3采樣完成后，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算并打包，待接收到智能電子設(shè)備I通過通訊總線發(fā)送來的數(shù)據(jù)請(qǐng)求后，將打包好的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過通訊總線發(fā)送到智能電子設(shè)備1，智能電子設(shè)備I對(duì)所有測量值進(jìn)行最終的計(jì)算和建模，使其符合IEC61850規(guī)約，最終通過以太網(wǎng)發(fā)送到監(jiān)控中心7，進(jìn)行后期的數(shù)據(jù)分析、故障判斷、展示、預(yù)報(bào)警、存儲(chǔ)等。
[0042]本發(fā)明一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括通過以太網(wǎng)連接的監(jiān)控中心7和智能電子設(shè)備1，智能電子設(shè)備I還分別連接有PT電壓采集終端2、電容性設(shè)備監(jiān)測終端3，如圖3所示，智能電子設(shè)備I上安裝有通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a6，PT電壓采集終端2上安裝有通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c4，電容性設(shè)備監(jiān)測終端3上安裝有通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b5，通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a6通過時(shí)鐘及數(shù)據(jù)總線(采用RS485總線)分別與通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c4、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b5連接。通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a6、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b5、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c4的結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括CPLD芯片8 (CPLD芯片8為EPM570)，CPLD芯片8上分別連接有電平轉(zhuǎn)換芯片a9 (電平轉(zhuǎn)換芯片a9為MAX485)、電平轉(zhuǎn)換芯片blO(電平轉(zhuǎn)換芯片blO為MAX485)、晶振11、電源12。
[0043]本發(fā)明一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測方法，具體實(shí)施步驟如下:
[0044]步驟1、監(jiān)控中心7接收GPS衛(wèi)星的帶有時(shí)間信息的信號(hào)；
[0045]步驟2、監(jiān)控中心7將步驟I中接收到的帶有時(shí)間信息的信號(hào)傳送給智能電子設(shè)備1，智能電子設(shè)備I根據(jù)實(shí)時(shí)讀取的時(shí)間信息選擇時(shí)間及數(shù)據(jù)總線上傳送的是B碼碼元或者數(shù)據(jù)；讀取的時(shí)間信息為10分鐘的整數(shù)倍時(shí)為采樣時(shí)刻；如果實(shí)時(shí)讀取的時(shí)間信息為采用之前的3分鐘和采用之后的3分鐘，時(shí)間及數(shù)據(jù)總線上傳送的是B碼碼元；如果實(shí)時(shí)讀取的時(shí)間信息為采用之后的第4-7分鐘，時(shí)間及數(shù)據(jù)總線上傳送的是數(shù)據(jù)；
[0046]步驟2中時(shí)間及數(shù)據(jù)總線上傳送B碼碼元的具體實(shí)施步驟為:
[0047]步驟a、智能電子設(shè)備I將從監(jiān)控中心7接收到的帶有時(shí)間信息的信號(hào)傳送給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a6 ；
[0048]步驟b、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a6中的CPLD芯片8的IED數(shù)據(jù)解析模塊將步驟a中的帶有時(shí)間信息的信號(hào)自動(dòng)解析為時(shí)間信息，時(shí)間信息發(fā)送給時(shí)間產(chǎn)生模塊產(chǎn)生時(shí)間，產(chǎn)生的時(shí)間再發(fā)送給B碼編碼模塊編碼為B碼碼元，再將B碼碼元發(fā)送給通訊接口選擇模塊，同時(shí)通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a6中的晶振11自動(dòng)產(chǎn)生脈沖傳給CPLD芯片8中的時(shí)間產(chǎn)生模塊；
[0049]步驟C、步驟b中的B碼碼元通過通訊接口選擇模塊輸出到電平轉(zhuǎn)換芯片a9，電平轉(zhuǎn)換芯片a9通過時(shí)間及數(shù)據(jù)總線傳送給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c4、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b5的電平轉(zhuǎn)換芯片blO ；
[0050]步驟d、步驟c中電平轉(zhuǎn)換芯片blO中的B碼碼元傳送給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c4、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b5的CPLD芯片8的通訊數(shù)據(jù)識(shí)別模塊中，再通過傳送給B碼解碼模塊解碼，將B碼碼元解碼為PT電壓采集終端2、電容性設(shè)備監(jiān)測終端3可用時(shí)間的時(shí)間信息，供PT電壓采集終端2、電容性設(shè)備監(jiān)測終端3對(duì)時(shí)；
[0051]步驟2中時(shí)間及數(shù)據(jù)總線上傳送數(shù)據(jù)的具體實(shí)施步驟為:
[0052]步驟a、智能電子設(shè)備I給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a6傳送的信息被CPLD芯片8的IED數(shù)據(jù)解析模塊自動(dòng)解析為數(shù)據(jù)上傳命令幀，數(shù)據(jù)上傳命令幀被直接通過通訊接口選擇模塊輸出；
[0053]步驟b、步驟a中從通訊接口模塊輸出的數(shù)據(jù)上傳命令幀傳給電平轉(zhuǎn)換芯片a9，電平轉(zhuǎn)換芯片a9通過時(shí)間及數(shù)據(jù)總線將數(shù)據(jù)上傳命令幀傳送給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c4、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b5的電平轉(zhuǎn)換芯片blO ；
[0054]步驟C、步驟b中的電平轉(zhuǎn)換芯片blO中的數(shù)據(jù)上傳命令幀傳送給CPLD芯片8中的通訊數(shù)據(jù)識(shí)別模塊，通訊數(shù)據(jù)識(shí)別模塊將數(shù)據(jù)上傳命令幀傳送給PT電壓采集終端2、電容性設(shè)備監(jiān)測終端3，PT電壓采集終端2、電容性設(shè)備監(jiān)測終端3將采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括電容性電壓互感器、電容性電流互感器末屏電流信號(hào)的基波幅值、相位、頻率、諧波幅值，將采集到的數(shù)據(jù)通過通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c4、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b5的電平轉(zhuǎn)換芯片blO發(fā)送給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a6的電平轉(zhuǎn)換芯片a9，再發(fā)送給智能電子設(shè)備I中，最后由智能電子設(shè)備I按照協(xié)議IEC61850將數(shù)據(jù)打包通過以太網(wǎng)發(fā)送給監(jiān)控中心7。
[0055]其中IED數(shù)據(jù)解析模塊、時(shí)間產(chǎn)生模塊、B碼編碼模塊、通訊接口選擇模塊、通訊數(shù)據(jù)識(shí)別模塊、B碼解碼模塊均為CPLD芯片8通過編程產(chǎn)生的功能模塊。
[0056]電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)采樣時(shí)間以8:10分為例，如圖5、6、7、8所示，過程為:
[0057]將GPS衛(wèi)星I中帶時(shí)間信息的信號(hào)(以下簡稱時(shí)間信號(hào))發(fā)送給監(jiān)控中心7，監(jiān)控中心7將時(shí)間信號(hào)發(fā)送給智能電子設(shè)備1，智能電子設(shè)備I根據(jù)讀取到的時(shí)間信息與采樣時(shí)間(PT電壓采集終端2、電容性設(shè)備監(jiān)測終端3在時(shí)間信息為10分鐘的整數(shù)倍時(shí)對(duì)被測信號(hào)進(jìn)行采樣，本例以8:10分為采樣時(shí)刻分析)進(jìn)行比較，如果時(shí)間信息為8:07-8:13，智能電子設(shè)備I的CSl為高，CS2為低，PT電壓采集終端2、電容性設(shè)備監(jiān)測終端3的CS3為低，時(shí)間及數(shù)據(jù)總線用于傳輸B碼時(shí)鐘(時(shí)間信息從智能電子設(shè)備I中傳送到通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a6被編碼為B碼時(shí)鐘，B碼時(shí)鐘通過時(shí)間及數(shù)據(jù)傳輸總線傳送到通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c4及通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b5被解碼為PT電壓采集終端2、電容性設(shè)備監(jiān)測終端3可用的時(shí)間信息)供PT電壓采集終端2、電容性設(shè)備監(jiān)測終端3對(duì)時(shí)；如果時(shí)間信息為8:14-8:17，CSl為低，CS2為低，CS3為低，時(shí)間及數(shù)據(jù)總線用于傳輸數(shù)據(jù)，智能電子設(shè)備I通過通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a6，再分別通過通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c4、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b5對(duì)PT電壓采集終端2、電容性設(shè)備監(jiān)測終端3發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令，CS2變?yōu)楦?，智能電子設(shè)備I變?yōu)榻邮漳Ｊ剑琍T電壓采集終端2、電容性設(shè)備監(jiān)測終端3接收到數(shù)據(jù)采集命令后，CS3變?yōu)楦?，將采集到的?shù)據(jù)分別通過通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c4、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b5，再通過通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a6發(fā)送給智能電子設(shè)備1，智能電子設(shè)備I再按照協(xié)議IEC61850將數(shù)據(jù)打包通過以太網(wǎng)發(fā)送給監(jiān)控中心7，監(jiān)控中心7對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷等。
[0058]本發(fā)明一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過時(shí)間及數(shù)據(jù)總線(采用RS485總線)上時(shí)間、數(shù)據(jù)的分時(shí)復(fù)用就實(shí)現(xiàn)了僅通過一根RS485總線傳送時(shí)間和數(shù)據(jù)，且兩種信號(hào)互不干擾。
【權(quán)利要求】
1.一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括通過以太網(wǎng)連接的監(jiān)控中心(7)和智能電子設(shè)備(I)，智能電子設(shè)備(I)上還分別連接有PT電壓采集終端(2)、電容性設(shè)備監(jiān)測終端(3)，其特征在于，所述智能電子設(shè)備(I)上安裝有通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a￠)，所述PT電壓采集終端(2)上安裝有通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c (4)，所述電容性設(shè)備監(jiān)測終端(3)上安裝有通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b (5)，通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a (6)通過時(shí)鐘及數(shù)據(jù)總線分別與通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c (4)、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b (5)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述時(shí)鐘及數(shù)據(jù)總線為RS485總線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a(6)、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b(5)、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c(4)的結(jié)構(gòu)為:CPLD芯片(8)，CPLD芯片(8)上分別連接有電平轉(zhuǎn)換芯片a (9)、電平轉(zhuǎn)換芯片b (10)、晶振(11)、電源(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述CPLD 芯片(8)為 EPM570。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電平轉(zhuǎn)換芯片a (9)、電平轉(zhuǎn)換芯片b (10)均為MAX485。
6.一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測方法，其特征在于，采用監(jiān)測系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)為: 包括通過以太網(wǎng)連接的監(jiān)控中心(7)和智能電子設(shè)備(I)，智能電子設(shè)備(I)還分別連接有PT電壓采集終端(2)、電容性設(shè)備監(jiān)測終端(3)，其特征在于，所述智能電子設(shè)備(I)上安裝有通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置W6)，所述PT電壓采集終端(2)上安裝有通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c (4)，所述電容性設(shè)備監(jiān)測終端(3)上安裝有通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b (5)，通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a(6)通過時(shí)鐘及數(shù)據(jù)總線分別與通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c (4)、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b (5)連接； 所述時(shí)鐘及數(shù)據(jù)總線為RS485總線； 所述通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a (6)、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b (5)、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c (4)的結(jié)構(gòu)為:CPLD芯片(8)，CPLD芯片(8)上分別連接有電平轉(zhuǎn)換芯片a (9)、電平轉(zhuǎn)換芯片b(10)、晶振(11)、電源(12)； 所述CPLD芯片(8)為EPM570 ； 所述電平轉(zhuǎn)換芯片a (9)、電平轉(zhuǎn)換芯片b (10)均為MAX485 ； 具體實(shí)施步驟如下: 步驟1、監(jiān)控中心(7)接收GPS衛(wèi)星的帶有時(shí)間信息的信號(hào)； 步驟2、監(jiān)控中心(7)將步驟I中接收到的帶有時(shí)間信息的信號(hào)傳送給智能電子設(shè)備(I)，智能電子設(shè)備(I)根據(jù)實(shí)時(shí)讀取的時(shí)間信息選擇時(shí)間及數(shù)據(jù)總線上傳送B碼碼元或者數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟2中，讀取的時(shí)間信息為10分鐘的整數(shù)倍時(shí)為采樣時(shí)刻；如果實(shí)時(shí)讀取的時(shí)間信息為采樣之前的3分鐘和采樣之后的3分鐘，時(shí)間及數(shù)據(jù)總線上傳送的是B碼碼元；如果實(shí)時(shí)讀取的時(shí)間信息為采樣之后的第4-7分鐘，時(shí)間及數(shù)據(jù)總線上傳送的是數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟2中時(shí)間及數(shù)據(jù)總線上傳送B碼碼元的具體實(shí)施步驟為: 步驟a、智能電子設(shè)備(I)將從監(jiān)控中心(7)接收到的帶有時(shí)間信息的信號(hào)傳送給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a (6)； 步驟b、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a(6)中的CPLD芯片(8)的IED數(shù)據(jù)解析模塊將步驟a中的帶有時(shí)間信息的信號(hào)自動(dòng)解析為時(shí)間信息，時(shí)間信息發(fā)送給時(shí)間產(chǎn)生模塊產(chǎn)生時(shí)間，產(chǎn)生的時(shí)間再發(fā)送給B碼編碼模塊編碼為B碼碼元，再將B碼碼元發(fā)送給通訊接口選擇模塊，同時(shí)通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a(6)中的晶振(11)自動(dòng)產(chǎn)生脈沖傳給CPLD芯片(8)中的時(shí)間產(chǎn)生模塊； 步驟c、步驟b中的B碼碼元通過通訊接口選擇模塊輸出到電平轉(zhuǎn)換芯片a (9)，電平轉(zhuǎn)換芯片a(9)通過時(shí)間及數(shù)據(jù)總線傳送給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c (4)、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b(5)的電平轉(zhuǎn)換芯片b (10)； 步驟d、步驟c中電平轉(zhuǎn)換芯片b (10)中的B碼碼元傳送給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c (4)、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b (5)的CPLD芯片(8)的通訊數(shù)據(jù)識(shí)別模塊中，再通過傳送給B碼解碼模塊解碼，將B碼碼元解碼為PT電壓采集終端(2)、電容性設(shè)備監(jiān)測終端(3)可用時(shí)間的時(shí)間信息，供PT電壓采集終端(2)、電容性設(shè)備監(jiān)測終端(3)對(duì)時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種變電站電容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟2中時(shí)間及數(shù)據(jù)總線傳送數(shù)據(jù)的具體實(shí)施步驟為: 步驟a、智能電子設(shè)備(I)給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a (6)傳送的信息被CPLD芯片(8)的IED數(shù)據(jù)解析模塊自動(dòng)解析為數(shù)據(jù)上傳命令幀，數(shù)據(jù)上傳命令幀被直接通過通訊接口選擇模塊輸出； 步驟b、步驟a中從通訊接口模塊輸出的數(shù)據(jù)上傳命令幀傳給電平轉(zhuǎn)換芯片a(9)，電平轉(zhuǎn)換芯片a(9)通過時(shí)間及數(shù)據(jù)總線將數(shù)據(jù)上傳命令幀傳送給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c (4)、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b (5)的電平轉(zhuǎn)換芯片b (10)； 步驟C、步驟b中的電平轉(zhuǎn)換芯片b(10)中的數(shù)據(jù)上傳命令幀傳送給CPLD芯片(8)中的通訊數(shù)據(jù)識(shí)別模塊，通訊數(shù)據(jù)識(shí)別模塊將數(shù)據(jù)上傳命令幀傳送給PT電壓采集終端(2)、電容性設(shè)備監(jiān)測終端(3)，PT電壓采集終端(2)、電容性設(shè)備監(jiān)測終端(3)將采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括電容性電壓互感器、電容性電流互感器末屏電流信號(hào)的基波幅值、相位、頻率、諧波幅值，將采集到的數(shù)據(jù)通過通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置c (4)、通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置b (5)的電平轉(zhuǎn)換芯片b(10)發(fā)送給通訊及對(duì)時(shí)復(fù)用裝置a (6)的電平轉(zhuǎn)換芯片a(9)，再發(fā)送給智能電子設(shè)備(I)中，最后由智能電子設(shè)備(I)按照協(xié)議IEC61850將數(shù)據(jù)打包通過以太網(wǎng)發(fā)送給監(jiān)控中心(7) ο
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104280634SQ201410512731
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】黃新波, 朱永燦, 郭劍鋒, 鄧凸, 石杰, 張 浩 申請(qǐng)人:西安工程大學(xué)