数字变电站二次设备解决方案

背景知识：

    变电站一次设备：变压器，母线，无功补偿设备，断路器，隔离开关，互感器等。

    变电站二次设备：对一次设备进行测量、控制、保护的设备和装置。

    电力工业是我国国民经济的重要基础工业，随着经济的发展电力工业的规模逐渐扩大其重要性愈发突出，而电网作为整个电力工业的支撑和骨架，其工作的可靠性、控制管理的高效性以及环保方面的更高要求必然成为关注的焦点。智能电网技术作为有效应对手段成为新的技术发展方向。数字化变电站作为智能电网的物理基础，具有安全可靠、占地少、成本低、环境友好等优势，是发展智能电网的重要基础，同时作为高级调度中心的信息采集和命令执行单元，将贯穿智能电网建设的整个过程。

    数字化变电站是指将站内间隔层信息数据的采集、处理，及层间的传输、控制过程均通过数字网络来实现的新型变电站，基于IEC61850标准。 数字化变电站内的二次设备，如继电保护装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置及正在发展中的在线状态监测装置等，要求全部基于标准化、模块化的微处理器设计制造，二次设备不再出现与常规功能装置重复的I/O现场接口，它们之间的连接全部采用高速的网络通信，并且通过网络真正实现数据共享、资源共享。
    数字化变电站的主要优点：一是共用统一的信息平台，避免不必要的重复投入，降低变电站的建设和维护成本。二数据测量采集精度高、无饱和、无盲区，数据处理实时性好，可以快速判断故障点，提高供电可靠性高。三二次设备接线实现简化，光纤取代电缆，电磁兼容性能优越，维护工作量降低避免人为误操作。

国基公司数字化变电站二次设备解决方案，采用以下方式实现：

    ● 1块CPU卡、1块电源板、2块继电器输出板、1块模拟输入板、1块数字输入板和1块背板组成

    ● 机箱机械尺寸、板卡外观参照6U CPCI板卡

    ● 板卡间实现CPCI总线互连，RS485备用

    CPU卡主处理器采用成熟的飞思卡尔MPC8377工业级芯片，具有高可靠性、低功耗、电磁兼容性好等特点。操作系统采用风河公司Vxworks，该系统具有实时性好、运行稳定的特点。

    CPU卡为系统核心处理卡，接口如下：

    ● 一路千兆以太网口预留为IEC1588；

    ● 一路千兆以太网口通过千兆交换芯片扩展出4个光口和3个电口，从前面板接出；

    ● UART1接口出RS485，从J2接出；

    ● UART2接口板上以插座形式接出RS232，用于系统调试，并通过5V隔离措施接从J2接入背板，背板出RS232插座，连接背板LCD；

    ● 256MB DDR2内存芯片和64MB nor flash芯片；

    ● 32bit 66M PCI总线，由J1接出；

    ● 前面板提供IRIG-B端口，通过24V转3.3V隔离电平转换措施，接入CPLD，为CPU卡和其他板卡提供备用精准时钟；

    ● CPLD提供系统上电复位配置，并为其他板卡提供IRIG-B信号和IO信号。

其硬件框图如下: