[實用新型]一種基于快速報文幀聚合技術的斷路器在線監測裝置

無效

• 申請號: 201020655484.0
• 申請日: 2010-12-13
• 公開（公告）號: CN201877891U
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 梅軍;鄭建勇;黃燦
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H04L12/56;H04L12/28
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本實用新型涉及電力系統保護設備，尤其涉及一種基于快速報文幀聚合技術的斷路器在線監測裝置。

背景技術

斷路器作為電力系統中實現保護與控制功能的重要一次設備，其動作可靠性直接關系到電力系統的安全與穩定，一旦發生故障將帶來嚴重后果。常規變電站多采用離線例行試驗對斷路器運行狀態進行判斷，預防性試驗及計劃檢修存在盲目性大、費用高等缺點，并且頻繁的操作及過度的拆卸會降低斷路器動作的可靠性。近年來，隨著智能電網和數字化變電站技術的發展，一種集檢測、控制、通信等功能于一體的智能斷路器受到廣泛關注與研究。智能斷路器要求一次開關設備除了具有智能控制功能外，還應具有實時在線監測功能，代表了電網數字化、網絡化和智能化的發展方向。

IEC?61850《變電站通信網絡和系統》是目前世界范圍內變電站自動化系統統一國際標準，標準中為斷路器狀態量的檢測定義了通用面向對象的變電站事件(簡稱GOOSE)模型，通過基于交換式以太網的串行通信網絡實現GOOSE報文在保護、測控、計量等智能電子設備間的信息共享。GOOSE報文通信成功的重要指標取決于報文傳輸的實時性。為改善數據通信的實時性，IEC?61850根據變電站數據需求的緊急程度將報文分為7個優先級(快速報文、中速報文、低速報文、原始數據報文、文件傳輸報文、時間同步報文和具有訪問控制的命令報文)。GOOSE報文屬于快速報文，額定傳輸延時限定在毫秒級以下。

工程中GOOSE報文要負責斷路器中機械行程、振動信號、分合閘線圈電流、開斷電流、主回路電流、主回路電壓、導電接觸部位的溫度、絕緣狀態、GIS氣體密度、SF6氣體微水、分合閘狀態監測等眾多數字量和狀態量的傳輸，報文長度長、對報文傳輸的實時性有一定的影響，目前主要通過提高以太網處理器的數據處理速度、擴大以太網交換機帶寬和合理配置虛擬LAN等外圍技術減小GOOSE報文的傳輸延時，都未能從根本上提高報文的傳輸速度。

基于IEEE?802.11n標準的幀聚合技術是近年來國際上新興的一種提高WLAN吞吐能力的方法，目前主要應用在無線局域網中。幀聚合技術通過改進報文的物理層和MAC層，降低協議開銷，減小報文長度，可有效提高物理層的傳輸速率。鑒于GOOSE報文在過程總線中采用多播尋址的傳播模式，多幀報文存在共同目的地址的特點，利用幀聚合技術可有效減小多幀報文的總長度，減少報文在以太網交換機中的存儲轉發延時和光線中的傳播延時，提高報文傳輸實時性。

實用新型內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本實用新型提供一種基于快速報文幀聚合技術的斷路器在線監測裝置，采用雙核處理器快速處理數據，運用幀聚合技術壓縮GOOSE報文，是一種具有超強實時性的高壓斷路器在線監測裝置，其通信模式與互操作性符合IEC?61850標準。

技術方案：為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種基于快速報文幀聚合技術的斷路器在線監測裝置，包括開關狀態監測回路、調理電路、第一A/D轉換電路、FPGA和DSP/ARM雙核操作系統，所述開關狀態監測回路依次通過調理電路、A/D轉換電路與FPGA的輸入端相連，所述FPGA的輸出端通過數據總線地址總線與DSP/ARM雙核操作系統的輸入端相連，所述DSP/ARM雙核操作系統包括SDARM、FLASH、串行接口、JTAG調試口、光纖以太網口(簡稱光纖口)、以太網口、復位看門狗、第二A/D轉換電路、晶振和電源。