專利名稱：微機保護智能測控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電力繼電保護及測控技術(shù)，具體涉及一種微機保護智能測控裝置，能實 現(xiàn)對變/配電站、配電網(wǎng)、廠用電等多種系統(tǒng)的微機保護、自動監(jiān)示測量、遠程控制等功能。
背景技術(shù)：
微機保護裝置是一種依靠微處理器及外圍電路實現(xiàn)繼電保護功能的工業(yè)控制裝置。從20 世紀90年代開始微機保護在我國開始得到廣泛的應用，相對于常規(guī)的電磁型、晶體管型、集 成電路型繼電保護裝置，微機保護具有可靠性和動作率高、維護和調(diào)試方便、易實現(xiàn)復雜的 保護原理和各種附加功能等優(yōu)點。
但是現(xiàn)有保護裝置還存在一些不足，主要問題有
1、 傳統(tǒng)的微機保護采用單片機8051或80196作為CPU，外圍電路復雜，容易受到干擾 和出現(xiàn)故障。另一方面，傳統(tǒng)的微機保護采用多CPU結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)總線從線路板上走，使得數(shù) 據(jù)容易受到干擾。
2、 對于不同功能的保護，傳統(tǒng)的微機保護往往采用不同的插件，組合起來實現(xiàn)相應的保 護功能，硬件平臺不通用。這使得在改變保護功能的同時，需要同時改變保護的軟件程序和 硬件插件，降低了裝置的可維護性和運行的可靠性。
3、 傳統(tǒng)保護裝置僅具備對保護動作行為及動作過程進行簡單處理和分析的功能，不利于 繼電保護人員和運行人員正確的分析故障原因。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是針對上述不足，而提供一種模塊化，抗干擾能力強，硬件平臺通 用，交流采樣具有抗飽和性能的微機保護及智能測控裝置。
本實用新型的技術(shù)解決方案是 一種微機保護智能測控裝置，由交流釆樣模擬量輸入單 元、電源單元、CPU單元、人機接口單元、機箱單元組成，其特征在于CPU單元(1)中采 用同時具有單片機控制功能以及數(shù)字信號處理器功能的高性能數(shù)字信號處理器，其總線位于芯片之內(nèi)。
本實用新型的技術(shù)解決方案中所述的CPU (1)單元的通訊接口與上位機采用CAN總線(1 一2)通訊連接。
本實用新型的技術(shù)解決方案中還設(shè)有獨立的用來開放保護出口繼電器電源的起動元件。 本實用新型的技術(shù)解決方案中還設(shè)有保護動作行為及過程的智能化分析的軟件。 本實用新型由于采用由交流采樣模擬量輸入單元、電源單元、CPU單元、人機接口單元、機箱單元組成的微機保護及智能測控裝置，其中，CPU單元中采用同時具有單片機控制功能 以及數(shù)字信號處理器功能的高性能數(shù)字信號處理器，其總線位于芯片之內(nèi)，CPU單元的通訊 接口與上位機采用CAN總線通訊連接，還設(shè)有獨立的用來開放保護出口繼電器的電源的起動 元件，設(shè)有保護動作行為及過程的透明化和智能化分析的軟件，因而具有以下主要技術(shù)特點
有
1、 新型硬件技術(shù)采用新型高性能數(shù)字信號控制器dsPIC30F作為CPU,集數(shù)字信號處理 (DSP)功能和多種輔助處理功能于一體，運算能力得到顯著提高；片內(nèi)硬件資源十分豐富， 內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、通訊模塊，外圍電路得到很大簡化。真正實現(xiàn)了總線不出芯片技術(shù)，大 大提高了系統(tǒng)抗干擾能力。
2、 CPU單元的通訊接口采用CAN總線與上位機監(jiān)控系統(tǒng)進行通訊。采用嵌入式網(wǎng)絡通信 芯片，實現(xiàn)了微機保護設(shè)計網(wǎng)絡化，可方便快捷的對裝置局部或整體升級。
3、 軟硬件的平臺化通用化的硬件平臺，使不同軟件功能的繼電保護能夠采用通用的硬 件平臺，可以減少硬件品種數(shù)量和用戶的備品備件；模塊化和靈活可配置的軟件，可以減輕 軟件及現(xiàn)場測試的工作量，甚至可以避免軟件的不斷修改，顯著提高軟硬件的可靠性，提高 裝置運行的可靠性。
4、 高度智能化分析保護裝置設(shè)有專用的故障錄波回路，設(shè)有保護動作行為及過程的智 能化分析的軟件，能夠?qū)Ω鞣N故障過程進行錄波，并自動存儲錄波波形；然后將錄波數(shù)據(jù)送 入DSC中，再運用數(shù)字濾波、傅立葉分析等數(shù)學方法對錄波波形進行智能化計算分析，給出 故障類型、故障時刻、開關(guān)量狀態(tài)、繼電保護裝置動作情況等故障信息，從而實現(xiàn)了對保護 動作行為的高度智能化分析。有助于繼電保護人員和運行人員正確的分析故障原因，縮短事 故處理時間，徹底消除保護裝置原因不明的不正確動作行為，提高保護裝置的正確動作率。
5、 獨立的起動元件當保護裝置判別為保護跳閘時，獨立的軟件起動元件動作，通過接 通專用的起動繼電器，來開放相應保護出口繼電器的負電源，使保護裝置可靠出口動作；而 在正常情況下，軟件起動元件不動作，起動繼電器將保護出口繼電器的負電源切斷，這樣可 以避免由于外部干擾所引起的保護出口繼電器誤動作，提高了保護裝置的可靠性。
本實用新型的有益效果是裝置硬件精簡高效、可靠性高。采用高性能數(shù)字信號控制器 作為CPU，集多種功能于一體，外圍電路得到很大簡化，真正實現(xiàn)了總線不出芯片技術(shù)，大 大提高了系統(tǒng)抗干擾能力。軟件具有傻瓜式操作，高度智能化的特點。裝置的通訊接口采用 CAN總線與上位機監(jiān)控系統(tǒng)進行通訊。具有通用化的硬件平臺，以及模塊化和靈活可配置的 軟件。同時，具有對保護過程及行為的高度智能化分析的特點。該裝置硬件精簡高效，可靠性高。本實用新型主要用于對變/配電站、配電網(wǎng)、廠用電等多種系統(tǒng)的微機保護、自動監(jiān)示
測量以及遠程控制。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖l中1—CPU單元，1 —1一DSC， 1一2—CAN通訊回路，l一3 —開入回路，1—4—開出 驅(qū)動，1—5 —故障錄波；2 —交流采樣單元，2 — 1一電壓采樣回路，2—2—電流采樣回路；3 一電源單元，3—1 —電源回路，3—2 —開出回路；4 —人機接口單元，4一1一液晶顯示，4一2 一按鍵操作；5 —總線板。
具體實施方式
如圖l所示微機保護智能測控裝置，由CPU單元1，交流采樣單元2，電源單元3，人 機接口單元4，總線板5組成通用的硬件平臺。
C
PU單元(1)采用數(shù)字信號控制器DSC (l — l)作為微處理器，完成CAN通訊回路(1 一2)，開入回路(1—3)，開出驅(qū)動(l一4)等功能。其中CAN通訊回路(l一2)通過雙向的 數(shù)據(jù)傳輸完成與上位機的連接；開入回路(1_3)可以單向接收外部的開關(guān)量信號輸入；故 障錄波(1一5將錄波數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線傳送給數(shù)字信號控制器DSC (l — l)，由DSC來完成保 護過程及行為的智能化分析。
交流采樣單元(2由電壓采樣回路(2 — 1)，電流采樣回路(2 — 2)組成。分別單向接收 外部TV、 TA二次側(cè)的交流信號。
電源單元(3)由電源回路(3 — 1)，開出回路(3 — 2)組成。電源回路(3 — 1將外接的 交流(或直流)電源轉(zhuǎn)換為裝置所需的5V和24V直流電源，開出回路(3—2)通過繼電器出 口跳閘。
人機接口單元(4)由液晶顯示(4一1)，按鍵操作(4一2)組成，完成人機對話功能。 所有單元的模擬量和數(shù)字量信號都通過總線板(5)進行交換。
權(quán)利要求1、一種微機保護智能測控裝置，由交流采樣模擬量輸入單元(2)、電源單元(3)、CPU單元(1)、人機接口單元(4)、機箱單元組成，其特征在于CPU單元(1)中采用同時具有單片機控制功能以及數(shù)字信號處理器功能的高性能數(shù)字信號處理器DSC(1-1)，其總線位于芯片之內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機保護智能測控裝置，其特征在于所述的CPU單元(1) 的通訊接口與上位機采用CAN總線通訊連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機保護智能測控裝置，其特征在于設(shè)有獨立的用來開放保 護出口繼電器電源的起動元件。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機保護智能測控裝置，其特征在于CPU單元(1)中設(shè)有 專用的故障錄波回路和保護動作行為及過程的分析軟件。
專利摘要本實用新型公開了一種微機保護智能測控裝置，主要是解決現(xiàn)有微機保護及智能測控裝置存在外圍電路復雜，容易受到干擾和出現(xiàn)故障的問題。它的主要特征在于由交流采樣模擬量輸入單元、電源單元、CPU單元、人機接口單元、機箱單元組成，CPU單元中采用同時具有單片機控制功能以及數(shù)字信號處理器功能的高性能數(shù)字信號處理器，其總線位于芯片之內(nèi)。該裝置主要用于對變/配電站、配電網(wǎng)、廠用電等多種系統(tǒng)的微機保護、自動監(jiān)示測量及遠程控制。本實用新型具有裝置硬件精簡高效、集多種功能于一體、總線不出芯片、可靠性高、系統(tǒng)抗干擾能力強的特點。
文檔編號H02H7/00GK201075672SQ20072008622
公開日2008年6月18日 申請日期2007年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月24日
發(fā)明者趙世運, 凱 黃 申請人:襄樊萬洲電氣集團有限公司