智能变电站的多功能一体化测控装置和系统

1.一种智能变电站的多功能一体化测控装置，其特征在于：所述智能变电站的多功能一体化测控装置设有测控功能电路，动态、暂态数据监测以及网络报文分析和电能质量分析的多功能电路，过程层功能电路和用于数据交换的智能管理器；所述智能管理器连接测控功能电路，动态、暂态数据监测以及网络报文分析和电能质量分析的多功能电路和过程层功能电路；
所述过程层功能电路处理常规互感器的交流采样和具有电子式互感器的数字采样，进行常规继电器控制的输入和输出，进行基于面向通用对象的变电站事件GOOSE的数字化输入和输出；
所述智能管理器负责对时，与测控功能电路，动态、暂态数据监测以及网络报文分析和电能质量分析的多功能电路和过程层功能电路之间的通信；
所述测控功能电路由智能管理器上取得原始采样数据并进行计算；
所述动态、暂态数据监测以及网络报文分析和电能质量分析的多功能电路用于完成动态数据、暂态录波数据、电能质量数据、网络报文分析的工作，再传输到用户电脑上，同时通过智能管理器传输到液晶面板管理电路提供数据显示。
2.根据权利要求1所述的智能变电站的多功能一体化测控装置，其特征在于：所述智能管理器连接有液晶面板管理电路；
所述液晶面板管理电路负责完成人机交互，将用户命令通过智能管理器下发到各个电路；使用者通过按键下达控制指令，通过智能管理器下发给测控功能电路，动态、暂态数据监测以及网络报文分析和电能质量分析的多功能电路，过程层功能电路；
所述测控功能电路由智能管理器上取得原始采样数据并进行计算，再将计算结果传输给液晶面板管理电路供用户使用；
所述动态、暂态数据监测以及网络报文分析和电能质量分析的多功能电路将完成的动态数据、暂态录波数据、电能质量数据、网络报文分析通过智能管理器传输到液晶面板管理电路提供数据显示。
3.根据权利要求2所述的智能变电站的多功能一体化测控装置，其特征在于：所述智能管理器采用高速现场可编程门阵列（FPGA）；所述智能管理器内设有智能管理系统，所述智能管理系统实现的功能电路为：管理总线电路、数据总线电路、对时总线电路。
4.根据权利要求3所述的智能变电站的多功能一体化测控装置，其特征在于：所述过程层功能电路设有第一CPU，第一CPU分别连接有内存、闪存（FLASH）、时钟电路、BOOTROM插座以及模拟信号转换为数字信号的电路；第一CPU经以太网PHY网卡连接调试网口；第一CPU通过第一现场可编程门阵列FPGA连接介质访问控制层（MAC）接口，所述第一FPGA还连接光串口校时输入，第一FPGA连接有FPGA配置芯片；过程层功能电路经第一FPGA与板卡的输入输出IO总线、数据总线、校时总线、秒脉冲输出口连接。
5.根据权利要求4所述的智能变电站的多功能一体化测控装置，其特征在于：所述液晶面板管理电路设有第二CPU,第二CPU分别连接有同步动态随机存储器（SDRAM）、闪存（FLASH）、时钟电路、薄膜场效应晶体管（TFT）、按键以及网络控制器，网络控制器连接5口交换芯片，所述5口交换芯片分别连接调试网口、网口1、网口2和网口3，所述液晶面板管理电路经网口1、网口2和网口3与板卡的总线板连接。
6.根据权利要求5所述的智能变电站的多功能一体化测控装置，其特征在于：所述测控功能电路设有第三CPU，第三CPU分别连接有内存、闪存（FLASH）、时钟电路以及BOOTROM插座；第三CPU经以太网PHY网卡连接光/电接口和调试接口或电接口，第三CPU连接还连接有串口、经16V554串并转换口连接的串口、两路全球定位系统GPS校时；第三CPU经第三FPGA与板卡的IO总线、校时总线连接；第三CPU还经板卡的介质访问控制层（MAC）、以太网PHY网卡分别连接对外光/电接口或对恩数据总线、对外光/电接口。
7.根据权利要求6所述的智能变电站的多功能一体化测控装置，其特征在于：所述动态、暂态数据监测以及网络报文分析和电能质量分析的多功能电路设有第四CPU，第四CPU连接有内存、闪存（FLASH）、时钟电路和BOOTROM插座；第四CPU经以太网PHY网卡连接光/电接口和调试接口或电接口，第四CPU连接串口、经16V554串并转换口连接的串口、两路GPS校时，或用第2、3网口进行IEEE1588网络对时；第四CPU经第四FPGA与板卡的输入输出IO总线、数据总线、校时总线、FPGA配置芯片连接，第四CPU经板卡的介质访问控制层（MAC）、以太网PHY网卡分别连接对外光/电接口。
8.根据权利要求7所述的智能变电站的多功能一体化测控装置，其特征在于：所述测控功能电路，动态、暂态数据监测以及网络报文分析和电能质量分析的多功能电路，过程层功能电路和液晶面板管理电路分别以板卡的结构独立设置。
9.根据权利要求8所述的智能变电站的多功能一体化测控装置，其特征在于：所述智能变电站的多功能一体化测控装置设有机箱，所述机箱采用半层4U插箱结构，过程层功能电路，动态、暂态数据监测以及网络报文分析和电能质量分析的多功能电路，测控功能电路插接在机箱的插槽上；液晶面板管理电路安装在机箱的前面板上，智能管理器安装在机箱的背板上，在机箱的插槽上还插接有电源电路，所述电源电路分别为过程层功能电路、多功能电路、测控功能电路、液晶面板管理电路和智能管理器供电。
10.一种智能变电站的多功能一体化测控系统，其特征在于：所述一体化测控系统设有设置在测控功能电路中的测控功能模块，设置在动态、暂态数据监测以及网络报文分析和电能质量分析的多功能电路中的同步相量测量模块、电能质量功能模块、暂态扰动监测模块，设置在液晶面板管理电路中的液晶面板管理模块，设置在过程层管理电路中的过程层功能模块和智能管理器模块；所述测控功能模块、同步相量测量模块、电能质量功能模块、暂态扰动监测模块、液晶面板管理模块和过程层功能模块通过智能管理器模块实现相互通信；
所述测控功能模块接收到智能管理器模块传输过来的原始采样数据后，进行测量和控制方面的处理；
所述同步相量测量模块接收过程层功能模块上送的原始采样数据，利用GPS卫星同步时钟实现对电网母线电压和线路电流相量的同步测量，通过通信系统传送到电网的控制中心或保护、控制器中，用于实现全网运行监测控制或实现区域保护和控制；
所述电能质量功能模块电能质量功能模块接收过程层功能电路上送的原始采样数据，进行电能质量的计算并将结果通过智能管理器模块传输到液晶面板管理模块进行实时显示；
所述暂态扰动监测模块暂态扰动监测模块接收过程层功能电路上送的原始采样数据，进行暂态扰动监测的计算并将结果通过智能管理器模块传输到液晶面板管理模块进行实时显示；
所述液晶面板管理模块接收智能管理器模块发来的数据并通过液晶显示器进行实时显示；
所述过程层功能模块从变电站电压、电流互感器获取电压、电流原始采样值，从变电站的开关设备获得开入量的采样值，将获取的电压、电流及开入量的采样值后将这些原始采样数据传送给智能管理器模块；
所述智能管理器模块收到过程层功能模块发送来的原始采样数据后将这些原始数据分别传输到测控功能模块、同步相量测量功能模块、电能质量功能模块以及暂态扰动监测功能模块；将测控功能模块、同步相量测量功能模块、电能质量功能模块以及暂态扰动监测功能模块发送来的结果传输到液晶面板管理模块进行实时显示。

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