專利名稱：數(shù)字式線路保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種適用于110kV及以下系統(tǒng)饋電線路的保護(hù)裝置，主要應(yīng)用于電
力系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在110KV及以下供電系統(tǒng)的饋電線路中，常常需要根據(jù)饋電線路的實(shí)際需要而配置專門 的或常規(guī)的線路保護(hù)裝置，以保證供電線路的正常工作。目前在供電線路中所使用的饋電線 路保護(hù)裝置多為成熟的常規(guī)技術(shù)，這些技術(shù)要么結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能上存在有缺陷；要么結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，體積較大，使用成本高。隨著微機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)將微機(jī)測(cè)控保護(hù)等技術(shù)應(yīng) 用于饋電線路的保護(hù)當(dāng)中去，并取得了一些效果，如已經(jīng)使用的微機(jī)保護(hù)裝置解決了繼電保 護(hù)的功能；但上述的保護(hù)裝置采用的是一種面向功能功能的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，它們?nèi)圆荒軡M足供電 系統(tǒng)中饋電線路的安全使用要求。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述存在的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)合理，使用方便，安全可 靠，采用面向間隔為對(duì)象的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，即以電氣間隔為單元，將該間隔所需的所有保護(hù)和測(cè) 控等功能集于一臺(tái)裝置作綜合一體化設(shè)計(jì)，同時(shí)要求單元裝置可以滿足直接下放安裝于當(dāng)?shù)?間隔中的工程設(shè)計(jì)需求的數(shù)字式線路保護(hù)裝置。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的，它主要由電源及交流采樣插件、CPU 插件以及操作和信號(hào)出口插件組成，所述的電源采用220V交直流兩用開(kāi)關(guān)電源，其中輸出的 +5V接于CPU插件，輸出的12V接于A/D采集部分；在交流采樣插件上共有15個(gè)模擬量輸入 變換器，用于將二次交流信號(hào)隔離變換為小電流或小電壓信號(hào)，經(jīng)調(diào)整后輸入到A/D。
所述的CPU插件為32位DSP+MCU的雙CPU硬件結(jié)構(gòu)，其中DSP芯片構(gòu)成數(shù)據(jù)采集和處理 裝置，而MCU芯片與鍵盤(pán)和LCD液晶顯示器相連，并構(gòu)成人機(jī)對(duì)話板；在該CPU插件上還設(shè) 置有至少兩個(gè)獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)通訊接口 RS485、 CAN。
本實(shí)用新型所述的CPU插件通過(guò)I/O和光隔與操作和信號(hào)出口插件相連，該插件設(shè)置有 八個(gè)獨(dú)立的繼電器出口并定義成出口結(jié)點(diǎn)或信號(hào)放電繼電器的出口可與八個(gè)繼電器中的若干 個(gè)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。
所述的操作插件接收來(lái)自出口插件的控制命令，完成操作機(jī)構(gòu)的跳閘、合閘操作及防跳躍功能；采集并上發(fā)開(kāi)關(guān)的合位/跳位信號(hào)；實(shí)現(xiàn)壓力異常告警及壓力降低閉鎖跳合閘功能； 信號(hào)出口插件接收CPU下發(fā)的命令并完成控制命令的輸出；向CPU轉(zhuǎn)發(fā)操作箱的上傳信號(hào)(合
/跳位)，完成信號(hào)燈指示。
本實(shí)用新型作為發(fā)電廠和變電站自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)的間隔層智能化單元、微機(jī)線路測(cè)控保護(hù) 裝置，可實(shí)現(xiàn)電氣間隔內(nèi)線路的遙測(cè)、遙信、遙調(diào)、遙控(四遙功能)以及繼電保護(hù)等多項(xiàng) 功能。本實(shí)用新型符合當(dāng)今變電站綜合自動(dòng)化水平發(fā)展的需要，具有良好性價(jià)比。解決了微 機(jī)裝置在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期可靠運(yùn)行的問(wèn)題。裝置在軟件和硬件設(shè)計(jì)上借鑒了國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品 的成功經(jīng)驗(yàn)，與同類老產(chǎn)品相比，使用了現(xiàn)場(chǎng)總線等先進(jìn)技術(shù)；它具有結(jié)構(gòu)合理，使用和維 護(hù)方便，系統(tǒng)的安全性、可靠性好等特點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的組成結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的介紹如附圖1所示，本實(shí)用新型主要由電源及 交流采樣插件、CPU插件以及操作和信號(hào)出口插件等組成，它包括
第一部分為電源及交流采樣插件，電源采用220V交直流兩用的開(kāi)關(guān)電源，可輸出
+5V/1.5A、 ±12V/0. 2A、 +24V/0. 2A。其中+5V用于CPU系統(tǒng)、12V用于A/D采集部分、24V 用于開(kāi)入量和開(kāi)出量的部分繼電器。交流插件上共有15個(gè)模擬量輸入變換器，用于將二次交 流信號(hào)(三相電壓、三相測(cè)量電流、三相保護(hù)電流、 一個(gè)零序電壓、 一個(gè)同期電壓、 一個(gè)零 序電流)隔離變換為小電流或小電壓信號(hào)，經(jīng)調(diào)整后輸入到A/D。
第二部分為CPU插件，CPU插件采用32位高性能DSP芯片構(gòu)成簡(jiǎn)潔高效的數(shù)據(jù)采集和處 理系統(tǒng)，獨(dú)特的設(shè)計(jì)和先進(jìn)的表面貼裝技術(shù)及多層印制板工藝，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和 抗干擾能力；保護(hù)采用32位高性能DSP芯片(硬件乘法器、大容量快速閃存、并行結(jié)構(gòu)及多 級(jí)流水線技術(shù))提高了保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)處理能力，便于實(shí)現(xiàn)更快的算法和優(yōu)化的高級(jí)語(yǔ)言操 作系統(tǒng)。DSP芯片負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、濾波、計(jì)算、故障判斷計(jì)通訊等；MCU芯片負(fù)責(zé)鍵盤(pán)和LCD 液晶顯示，雙CPU之間通過(guò)通訊互聯(lián)，使得兩個(gè)處理器工作相互獨(dú)立，互不影響；快速、新 型A/D采樣轉(zhuǎn)換精度達(dá)14位，每通道采樣時(shí)間不超過(guò)s，并且可對(duì)通道進(jìn)行軟件補(bǔ)償， 采用頻率跟蹤技術(shù)，保證了采樣的精度和速度；FFT變換，每周波64點(diǎn)采樣，實(shí)時(shí)多點(diǎn)采集 電流、電壓波形，可分析得到基波2 15次諧波保證了釆樣的準(zhǔn)確性；硬件GPS衛(wèi)星對(duì)時(shí)， 相對(duì)精度為lms，提高了遙信的分辨率，可實(shí)現(xiàn)同步采樣；提供兩種獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)通訊接口 (RS485、 C認(rèn))，能適應(yīng)多種通訊媒介(光纖、屏蔽雙絞線等)，采用LFP規(guī)約，并支持電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T667-1999 (IEC-60870-5-103)，傳輸速率為1Mb/sCAN網(wǎng)或10M/100M以太網(wǎng)通 訊，具備主動(dòng)上傳能力。CPU插件構(gòu)成整個(gè)裝置的功能核心。
第三部分為操作及信號(hào)出口插件,操作插件接收來(lái)自出口插件的控制命令，完成操作機(jī)構(gòu) 的跳閘、合閘操作及防跳躍功能；采集并上發(fā)開(kāi)關(guān)的合位/跳位信號(hào)；實(shí)現(xiàn)壓力異常告警及壓 力降低閉鎖跳合閘功能；當(dāng)保護(hù)因事故跳閘及開(kāi)關(guān)偷跳時(shí)，操作箱發(fā)事故總信號(hào)；控制回路 斷線后，發(fā)控制回路斷線信號(hào)。信號(hào)出口插件接收CPU下發(fā)的命令并完成控制命令的輸出； 向CPU轉(zhuǎn)發(fā)操作箱的上傳信號(hào)(合/跳位)；完成信號(hào)燈指示；放電。該插件有八個(gè)獨(dú)立的繼 電器出口，可定義成出口結(jié)點(diǎn)或信號(hào)。放電繼電器的出口可與8個(gè)繼電器中的若干個(gè)實(shí)現(xiàn)聯(lián) 動(dòng)，裝置故障時(shí)該插件還可發(fā)故障信號(hào)并閉鎖跳/合閘操作。
第四部分人機(jī)對(duì)話板，人機(jī)對(duì)話板配有便捷的薄膜輸入鍵盤(pán)和豐富的液晶顯示，為用戶 提供了良好的操作界面；該板與CPU插件以通訊互聯(lián)的方式相連接，接收主系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)、 開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)及各種故障告警信息供用戶瀏覽，同時(shí)用戶還可以調(diào)整系統(tǒng)開(kāi)入量的去抖時(shí)間、 修改電壓電流的變比、設(shè)置裝置的通訊地址、做遙控的傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)、整定保護(hù)的定值和系統(tǒng)的 時(shí)間等，增加了系統(tǒng)使用的靈活性。
本實(shí)用新型所涉及的實(shí)施例中未詳述的元器件等內(nèi)容均為公知的常規(guī)技術(shù)內(nèi)容，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員在了解上述記載的發(fā)明內(nèi)容技術(shù)上，能夠進(jìn)行多種變換，且能方便地實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求1、一種數(shù)字式線路保護(hù)裝置，它主要由電源及交流采樣插件、CPU插件以及操作和信號(hào)出口插件組成，其特征在于所述的電源采用220V交直流兩用開(kāi)關(guān)電源，其中輸出的+5V接于CPU插件，輸出的12V接于A/D采集部分；在交流采樣插件上共有15個(gè)模擬量輸入變換器，用于將二次交流信號(hào)隔離變換為小電流或小電壓信號(hào)，經(jīng)調(diào)整后輸入到A/D。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式線路保護(hù)裝置，其特征在于所述的CPU插件為32位 DSP+MCU的雙CPU硬件結(jié)構(gòu)，其中DSP芯片構(gòu)成數(shù)據(jù)采集和處理裝置，而MCU芯片與鍵盤(pán)和 LCD液晶顯示器相連，并構(gòu)成人機(jī)對(duì)話板；在該CPU插件上還設(shè)置有至少兩個(gè)獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)通 訊接口 RS485、 CAN。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字式線路保護(hù)裝置，其特征在于所述的CPU插件通過(guò) I/O和光隔與操作和信號(hào)出口插件相連，該插件設(shè)置有八個(gè)獨(dú)立的繼電器出口并定義成出口 結(jié)點(diǎn)或信號(hào)放電繼電器的出口可與八個(gè)繼電器中的若干個(gè)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字式線路保護(hù)裝置，其特征在于所述的操作插件接收來(lái)自出 口插件的控制命令，完成操作機(jī)構(gòu)的跳閘、合閘操作及防跳躍功能；采集并上發(fā)開(kāi)關(guān)的合位/ 跳位信號(hào)；實(shí)現(xiàn)壓力異常告警及壓力降低閉鎖跳合閘功能；信號(hào)出口插件接收CPU下發(fā)的命 令并完成控制命令的輸出；向CPU轉(zhuǎn)發(fā)操作箱的上傳信號(hào)，完成信號(hào)燈指示。
專利摘要一種數(shù)字式線路保護(hù)裝置，它主要由電源及交流采樣插件、CPU插件以及操作和信號(hào)出口插件組成，所述的電源采用220V交直流兩用開(kāi)關(guān)電源，其中輸出的+5V接于CPU插件，輸出的12V接于A/D采集部分；在交流采樣插件上共有15個(gè)模擬量輸入變換器，用于將二次交流信號(hào)隔離變換為小電流或小電壓信號(hào)，經(jīng)調(diào)整后輸入到A/D；所述的CPU插件為32位DSP+MCU的雙CPU硬件結(jié)構(gòu)，其中DSP芯片構(gòu)成數(shù)據(jù)采集和處理裝置，而MCU芯片與鍵盤(pán)和LCD液晶顯示器相連，并構(gòu)成人機(jī)對(duì)話板；在該CPU插件上還設(shè)置有至少兩個(gè)獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)通訊接口RS485、CAN；它具有結(jié)構(gòu)合理，使用方便，安全可靠等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02H7/26GK201142561SQ20072019184
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2007年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月31日
發(fā)明者余俊明, 劉金艷, 李兆成, 陳立功 申請(qǐng)人:虎牌控股集團(tuán)有限公司