智能斷路器的設(shè)計方案

1、智能斷路器的設(shè)計方案一系統(tǒng)的整體框架分合閘控制信嚳狀態(tài)刀閘位置斷路器位合閘速度分閘速度火弧室真空度開關(guān)觸頭的溫升?剛線圈操作電分閘線圈操作電刀閘電機(jī)操作電儲能電機(jī)操作電測M電壓 保護(hù)電壓測M電流 保護(hù)電流二.智能斷路器各個模塊映射的通信協(xié)議棧及通信特點從圖中可以看出：MMS映射了全部的A協(xié)議集和T協(xié)議集，復(fù)雜程度最高。但是該模塊主要實現(xiàn)的是斷路器參數(shù)的在線檢測和遠(yuǎn)程控制，因此對通信的實時 性要求并不高，基本上是以人的反映時間為準(zhǔn)。GOOSE模塊直接映射到了以太網(wǎng)，其目的是保證分合閘GOOSE報文的快速傳遞，因此它的特點是：通信映射簡單，但是實時性要求高，GOOSE報文的時延必 須小于2msoS

2、MV也直接映射到了以太網(wǎng)，其特點是：實現(xiàn)簡單，但是實時性要求最高，SMV的時延必須控制在微秒級。三.具體的實現(xiàn)方案1.方案一圖中所示為南瑞的開關(guān)設(shè)備智能裝巻實現(xiàn)方案。CPU采用Freescale公司高性能32位微處理器，考慮到GOOSE和SMV的強(qiáng)實時性要求，在系統(tǒng)中嵌入Vxworks F業(yè)硬實時操作系統(tǒng)。MMS, GOOSE, SMV全部在嵌入式單系統(tǒng)中實現(xiàn)。 其優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)緊湊，硬件平臺比較簡單，實現(xiàn)起來相對容易：缺點是：采用專業(yè)的實時操作系統(tǒng)直接提高了研發(fā)經(jīng)費(fèi)，個人覺得僅僅為了滿足GOOSE和SMV的實時性而采用Vxworks有點浪費(fèi)；由于該系統(tǒng)只采用了 61850泄義的邏借節(jié)點進(jìn)行建模

3、，因此系統(tǒng)在線檢測的信息種類相對偏少。應(yīng)該按照62271-3標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建模，個別的檢測參數(shù)如果在標(biāo)準(zhǔn)中沒有對應(yīng)的數(shù)據(jù)對象，可以考慮擴(kuò)展建模。由于CPU的10 口有限，該方案中的電流互感器和電壓互感器采樣信號只能以QSPI （同步隊列串行接口）方式通過CPU的10 口送入CPU中。這種方式下將不可避免的會造成采樣值的巨大時延，產(chǎn)生很大的相位偏移。這種時延在電子式互感器的設(shè)訃規(guī)范中將不可容忍。2.方案二方案二是對方案一的改進(jìn)，采用雙系統(tǒng)實現(xiàn)智能斷路器的所有功能。 具有高實時性要求的GOOSE報文和SMV幀采用FPGA,用純硬件邏輯實現(xiàn)；由于FPGA具有豐富的10 口資源，可以實現(xiàn)電流電壓采樣信號的并行接入，減少時延。 使用嵌入系統(tǒng)實現(xiàn)復(fù)雜的MMS服務(wù)。由于不需要實現(xiàn)高實時性的任務(wù)，因此就沒有必要使用昂貴的專業(yè)硬實時操作系統(tǒng)，Linux或者WINCE都可以滿足MMS的設(shè)計要 求。研發(fā)費(fèi)用大幅度降低。 按照62271標(biāo)準(zhǔn)建模，擴(kuò)展在線檢測的信號種類，提高系統(tǒng)遙控和遙測的能力。方案二的缺點是：硬件電路比較復(fù)雜，研發(fā)的難度比方案一大。我在嵌入系統(tǒng)和