智能斷路器的設(shè)計(jì)方案樣本

智能斷路器設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)整體框架GOOSE報(bào)文解析GOOSE報(bào)文解析GOOSE報(bào)文編碼以太網(wǎng)控制器開關(guān)量采集斷路器位置刀閘位置。。。彈簧狀態(tài)繼電器分合閘控制信號(hào)開關(guān)位置信息分合閘命令GOOSE模塊ACSI數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)集模型模仿量采集。。。報(bào)告控制塊斷路器參數(shù)遙測(cè)遙控（在線設(shè)立）報(bào)告儲(chǔ)能電機(jī)操作電流刀閘電機(jī)操作電流分閘線圈操作電流合閘線圈操作電流開關(guān)觸頭溫升滅弧室真空度分閘速度合閘速度。。。MMS模塊以太網(wǎng)控制器合并單元（按照SMV9-2編碼）一次回路電流電壓采集保護(hù)電流測(cè)量電流保護(hù)電壓測(cè)量電壓SMV采樣包SMV模塊（任選）智能斷路器各個(gè)模塊映射通信合同棧及通信特點(diǎn)MMSMMSA合同集TCP/IP(T合同集)ISO/IEC8802-3ISO/IEC8802-3EthertypeGOOSESMV從圖中可以看出：MMS映射了所有A合同集和T合同集，復(fù)雜限度最高。但是該模塊重要實(shí)現(xiàn)是斷路器參數(shù)在線檢測(cè)和遠(yuǎn)程控制，因而對(duì)通信實(shí)時(shí)性規(guī)定并不高，基本上是以人反映時(shí)間為準(zhǔn)。GOOSE模塊直接映射到了以太網(wǎng)，其目是保證分合閘GOOSE報(bào)文迅速傳遞，因而它特點(diǎn)是：通信映射簡(jiǎn)樸，但是實(shí)時(shí)性規(guī)定高，GOOSE報(bào)文時(shí)延必要不大于2ms。SMV也直接映射到了以太網(wǎng)，其特點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)樸，但是實(shí)時(shí)性規(guī)定最高，SMV時(shí)延必要控制在微秒級(jí)。詳細(xì)實(shí)現(xiàn)方案方案一圖中所示為南瑞開關(guān)設(shè)備智能裝置實(shí)現(xiàn)方案。CPU采用Freescale公司高性能32位微解決器，考慮到GOOSE和SMV強(qiáng)實(shí)時(shí)性規(guī)定，在系統(tǒng)中嵌入Vxworks專業(yè)硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。MMS,GOOSE,SMV所有在嵌入式單系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。其長(zhǎng)處是：構(gòu)造緊湊，硬件平臺(tái)比較簡(jiǎn)樸，實(shí)現(xiàn)起來相對(duì)容易；缺陷是：=1\*GB3①采用專業(yè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)直接提高了研發(fā)經(jīng)費(fèi)，個(gè)人覺得僅僅為了滿足GOOSE和SMV實(shí)時(shí)性而采用Vxworks有點(diǎn)揮霍；=2\*GB3②由于該系統(tǒng)只采用了61850定義邏輯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行建模，因而系統(tǒng)在線檢測(cè)信息種類相對(duì)偏少。應(yīng)當(dāng)按照62271-3原則進(jìn)行建模，個(gè)別檢測(cè)參數(shù)如果在原則中沒有相應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)象，可以考慮擴(kuò)展建模。=3\*GB3③由于CPUIO口有限，該方案中電流互感器和電壓互感器采樣信號(hào)只能以QSPI（同步隊(duì)列串行接口）方式通過CPUIO口送入CPU中。這種方式下將不可避免會(huì)導(dǎo)致采樣值巨大時(shí)延，產(chǎn)生很大相位偏移。這種時(shí)延在電子式互感器設(shè)計(jì)規(guī)范中將不可容忍。方案二CPUCPU以太網(wǎng)控制器MMS服務(wù)幀模仿信號(hào)調(diào)理1—N路FlashSDRAM實(shí)時(shí)時(shí)鐘。。。在線檢模仿量輸入RJ45/光纖嵌入系統(tǒng)AD轉(zhuǎn)換FPGA以太網(wǎng)控制器GOOSE編碼SMV編碼GOOSE報(bào)文SMV幀系統(tǒng)間信息互換光電隔離+繼電器光電隔離.。。模仿信號(hào)調(diào)理AD轉(zhuǎn)換.。。FIFORJ45/光纖分合閘控制信號(hào)開關(guān)量輸入一次電流電壓輸入FPGA系統(tǒng)方案二是對(duì)方案一改進(jìn)，采用雙系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能斷路器所有功能。=1\*GB3①具備高實(shí)時(shí)性規(guī)定GOOSE報(bào)文和SMV幀采用FPGA，用純硬件邏輯實(shí)現(xiàn)；由于FPGA具備豐富IO口資源，可以實(shí)現(xiàn)電流電壓采樣信號(hào)并行接入，減少時(shí)延。=2\*GB3②使用嵌入系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜MMS服務(wù)。由于不需要實(shí)現(xiàn)高實(shí)時(shí)性任務(wù)，因而就沒有必要使用昂貴專業(yè)硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，Linux或者WINCE都可以滿足MMS設(shè)計(jì)規(guī)定。研發(fā)費(fèi)用大幅度減少。=3\*GB3③按照62271原則建模，擴(kuò)展在線檢測(cè)信號(hào)種類，提高系統(tǒng)遙控和遙測(cè)能力。方