智能变电站开关柜综合状态监测IED设计

doi:10.11930/j.issn.1004-9649.2014.2.84.5

中国电力 ›› 2014, Vol. 47 ›› Issue (2): 84-89.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.2.84.5

智能变电站开关柜综合状态监测IED设计

黄新波, 王列华, 唐书霞, 周柯宏

西安工程大学电子信息学院,陕西西安 710048

收稿日期:2013-10-12 出版日期:2014-02-28 发布日期:2015-12-18
作者简介:黄新波（1975-）,男,山东海阳人,教授,从事智能电网在线监测理论与技术研究。E-mail: hxb1998@163.com
基金资助:
教育部“新世纪优秀人才支持计划”资助项目（NCET-11-1043）; 陕西省科学技术研究发展计划资助项目（2011KJ XX09）; 国家重点基础研究发展计划资助项目（973计划,2009CB724507_3）; 中国实用新型专利（201120428729）

Design of IED for Switch Cabinets’ Comprehensive Status Monitoring in Smart Substations

HUANG Xin-bo, WANG Lie-hua, TANG Shu-xia, ZHOU Ke-hong

College of Electronic Information, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710048, China

Received:2013-10-12 Online:2014-02-28 Published:2015-12-18
Supported by:
This work is supported by Program for New Century Excellent Talents in University (NCET-11-1043)Science &Technology Research and Development Programs of Shanxi Provincial Committee(2011KJXX09)National Basic Research Program(973 Program, 2009CB 724507_3), and is authorized by China Utility Model Patent (201120428729)

摘要/Abstract

摘要： 针对现代电力开关柜设计了一种基于物联网技术并符合变电站IEC61850标准的应用于变电站间隔层的新型开关柜综合状态监测智能电子设备（IED）。该IED采用ARM+DSP双CPU架构为硬件核心,以VxWorks实时操作系统和C语言为软件开发平台,嵌入符合IEC61850标准的IED性能描述文件（ICD）,解析IRIG-B码进行同步对时,通过ZigBee无线网络和RS485/RFID/CAN总线实现与开关柜在线监测装置（过程层）的数据传输,按照IEC61850标准规约用光纤与综合应用服务器（站控层）进行通信。此外,还完成了开关柜综合状态监测系统结构设计、IED硬件电路设计、软件平台的构建以及IEC61850的信息建模。实际运行结果表明,该开关柜综合状态监测系统能够远程对所有开关柜状态进行综合采集、分析、传输与监测,并将这些功能融合到一体化信息平台诊断中。

关键词: 智能变电站, 高压开关柜, IEC61850标准, 综合在线监测, 智能电子设备（IED）, 物联网

Abstract: A new intelligent electronic device(IED) for switch cabinet comprehensive on-line condition monitoring based on Internet of Things and IEC 61850 standard is designed for the substation spacer layer. The device adopts double cpu structure of ARM+DSP as hardware core with VxWorks and C language for its software development platform; embedded with ICD files meeting the IEC 61850 standard, the IRIG-B code is used for synchronous clock. Through the Zigbee and RS485/RFID/CAN, the data transmission from the sensors to the monitoring units (the process layer) is realized, and the communication with the monitoring center (the substation control layer) by the optical fiber is conformed with IEC 61850. Moreover, the monitoring system framework, the IED’s hardware, software platform and IEC 61850 information modeling are designed. The practical operation shows that the IED can fulfill the functions of signal remote- collection, analysis, transmission and monitoring in all status and integrate them into the synthetical diagnosis on the information platform.

Key words: smart substation, high-voltage switch cabinet, IEC 61850, comprehensive on-line monitoring, intelligent electronic device

中图分类号:

TM403

黄新波, 王列华, 唐书霞, 周柯宏. 智能变电站开关柜综合状态监测IED设计[J]. 中国电力, 2014, 47(2): 84-89.

HUANG Xin-bo, WANG Lie-hua, TANG Shu-xia, ZHOU Ke-hong. Design of IED for Switch Cabinets’ Comprehensive Status Monitoring in Smart Substations[J]. Electric Power, 2014, 47(2): 84-89.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://www.electricpower.com.cn/CN/10.11930/j.issn.1004-9649.2014.2.84.5

https://www.electricpower.com.cn/CN/Y2014/V47/I2/84

参考文献

[1] Q/GDW 383—2009 智能变电站技术导则[S].
[2] Q/GDW/Z410—2010 高压设备智能化技术导则[S].
[3] 王德文,邸剑,张长明. 变电站状态监测IED的IEC61850信息建模与实现[J]. 电力系统自动化,2012,36（3）：81-84.
WANG De-wen, DI Jian, ZHANG Chang-ming. Information modeling and implementation for status monitoring IED in substation based on IEC61850 [J]. Automation of Electeic Power Systems, 2012, 36(3): 81-84
[4] 刘有为,周华. 智能高压开关设备信息流方案设计[J]. 高压电器,2011,47（1）：1-4.
LIU You-wei, ZHOU Hua. Information flow scheme designed for smart HV switchgear [J]. High Voltage Apparatus, 2011, 47(1): 1-4.
[5] 刘益青,高厚磊,魏欣. 智能变电站中过程层和间隔层功能一体化IED的设计[J]. 电力系统自动化,2011,35（21）：58-61.
LIU Yi-qing, GAO Hou-lei, WEI Xin. Design of IED with integrated functions of process level and bay level in intelligent substation[J]. Automation of Electeic Power Systems, 2011, 35(21): 58-61.
[6] 王小华,苏彪,荣命哲,等. 中压开关柜在线监测装置的研制[J]. 高压电器,2009,45（3）：52-55.
WANG Xiao-hua, SU Biao, RONG Ming-zhe, et al . Development of on-line monitoring system of medium voltage switchgear [J]. High Voltage Apparatus, 2009, 45(3): 52-55.
[7] DLT 860—2008 变电站通信网络和系统[S].
[8] 黄新波,王宵宽,方寿贤,等. 智能变电站断路器状态监测IED设计[J]. 电力系统自动化,2012,36（22）：95-99.
HUANG Xin-bo, WANG Xiao-kuan, FANG Shou-xian, et al .Design on circuit breaker mechanical characteristics monitoring IED for smart substation[J]. Automation of Electric Power Systems, 2012, 36(22): 95-99.
[9] 刘浩,苏理,丁敏. B 码对时在保护测控装置中的实现[J]. 电网技术,2006,30（增刊）：63-65.
LIU Hao, SU LI, DING Min. Time synchronization with IRIG-bin digital protection and monitor devices[J]. Power System Technology, 2006, 30(Supplement): 63-65.
[10] 韩本帅,孙中尉,崔海鹏,等. 智能变电站过程层时间同步方式研究[J]. 中国电力,2012,45（11）：86-90.
HAN Ben-shuai, SUN Zhong-wei, CUI Hai-peng, et al . Research on time synchronization mode in process level of smart substation [J]. Electric Power, 2012, 45(11): 86-90.
[11] 李小博,黄新波,陈绍英,等. 基于ZigBee网络的智能变电站设备温度综合监测系统[J]. 高压电器,2011,47（8）：19-21.
LI Xiao-bo, HUANG Xin-bo, CHEN Shao-ying, et al . ZigBee network-based intelligent substation temperature monitoring system [J]. High Voltage Apparatus, 2011, 47(8): 19-21.
[12] 赵煦,成永红,孟永鹏,等.变压器多参量在线监测集成系统的开发和应用[J]. 中国电力,2011,44（7）：31-35.
ZHAO Xu, CHENG Yong-hong, MENG Yong-peng, et al .Development and application of integrated multi-parameter on- line monitoring system for power transformer[J]. Electric Power, 2011, 44(7): 31-35.
[13] 黄新波. 智能变电站原理与应用[M]. 北京：中国电力出版社,2012.
[14] 韩国政,徐丙垠. 基于IEC61850标准的智能配电终端建模[J].电力系统自动化,2011,35（2）：104-106.
HAN Guo-zheng, XU Bing-yin. Modeling of intelligent distribution terminal according to IEC61850 [J]. Automation of Electeic Power Systems, 2011, 35(2): 104-106.
[15] 温东旭,陈延昌,许沛丰. IEC61850 配置的工程应用探讨[J]. 电力系统保护与控制,2009,37（5）：27-30.
WEN Dong-xu, CHEN Yan-chang, XU Pei-feng. Engineering application research of IEC61850 configuration[J]. Power System Protection and Control, 2009, 37(5): 27-30.
[16] 王红亮,黄新波,王宏,等. 智能变电站电容型设备介质损耗在线监测IED设计[J]. 高压电器,2012,48（1）：2-6.
WANG Hong-liang, HUANG Xin-bo, WANG Hong, et al . Design of an on-line monitoring IED of dielectric loss in capacitive equipment in intelligent substation[J]. High Voltage Apparatus,2012, 48(1): 2-6.

智能变电站开关柜综合状态监测IED设计

Design of IED for Switch Cabinets’ Comprehensive Status Monitoring in Smart Substations

PDF (PC)

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

[1]	陈伟铭, 陈金玉, 范元亮, 吴涵, 李泽文, 王光达, 李怡然. 基于智能融合终端云边协同的智能台区实用化设计及应用[J]. 中国电力, 2024, 57(4): 190-199.
[2]	吕华辉, 杨航, 林志达, 李慧娟, 付志博. 物联网技术下电网标识信息未授权窃取风险预测[J]. 中国电力, 2024, 57(12): 206-212.
[3]	吴赞红. 面向强干扰电力物联网的低功耗数据回传方法[J]. 中国电力, 2024, 57(11): 191-198.
[4]	叶远波, 王吉文, 汪伟, 毛玉荣, 王志华. 基于哈希和编辑距离算法的SCD双层向量化与变更校验技术[J]. 中国电力, 2024, 57(1): 255-262.
[5]	皮志勇, 朱益, 廖玄, 李振兴, 方豪, 吴沛. 智能变电站多信息融合建模的通信链路故障定位方法[J]. 中国电力, 2023, 56(8): 207-215.
[6]	皮志勇, 朱益, 廖玄, 李振兴, 方豪, 吴沛. 基于深度学习的智能变电站通信链路故障定位方法[J]. 中国电力, 2023, 56(7): 136-145.
[7]	钟鸣, 陶军, 刘洵宇, 杨逸, 杨炳元. 智能变电站光纤虚实回路映射及故障诊断技术[J]. 中国电力, 2023, 56(10): 171-178.
[8]	赵保华, 王志皓, 陈连栋, 任春卉, 余发江, 徐庆. 电力物联网可信树形批量认证机制[J]. 中国电力, 2022, 55(5): 149-157.
[9]	翟峰, 冯云, 程凯, 蔡绍堂, 于丽莹, 杨挺. 基于信息熵的多源电力物联终端设备信任度评价方法[J]. 中国电力, 2022, 55(5): 158-165.
[10]	吕昊, 何益鸣, 田浩, 王铁强, 邱小洪, 马瑞. 基于物联网的园区综合能源系统快速通信网络建模与仿真[J]. 中国电力, 2022, 55(5): 166-173.
[11]	李肖博, 于杨, 姚浩, 习伟, 蔡田田. 新一代智能变电站采控装置[J]. 中国电力, 2022, 55(4): 85-92.
[12]	赵丙镇, 王栋, 钱雪, 李军. 基于区块链的电力物联网信任网关设计与实现[J]. 中国电力, 2021, 54(7): 192-197.
[13]	刘世栋, 卜宪德, 刘川, 田峰. 基于计算卸载的电力物联网能效优化研究[J]. 中国电力, 2021, 54(5): 28-34,45.
[14]	佘蕊, 张宁池, 王艳茹, 郭丹丹, 马文洁, 刘卉, 张洁. 面向电力物联网的5G通信认知无线电NOMA系统研究[J]. 中国电力, 2021, 54(5): 35-45.
[15]	赵永良, 付鑫, 郭阳, 边迎迎, 王思宁. 基于深度学习和图像识别的电力配件智能出入库[J]. 中国电力, 2021, 54(3): 55-60.

模态框（Modal）标题

智能变电站开关柜综合状态监测IED设计

Design of IED for Switch Cabinets’ Comprehensive Status Monitoring in Smart Substations

PDF (PC)

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics