專利名稱：牽引變電所進線缺相保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
牽引變電所進線缺相保護裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種進線系統(tǒng)的保護裝置，特別是一種牽引變電所進線缺相保 護裝置，適用于IiOkV單一電源的終端變電所缺相運行的保護。
背景技術(shù)：
[0002]電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》(DL/T 620-1997)第 4.1節(jié)對暫時過電壓有如下闡述范圍I的系統(tǒng)中，由單一電源側(cè)用斷路器操作中性點不 接地的變壓器出現(xiàn)非全相運行或熔斷器非全相熔斷時，如果變壓器的勵磁電感與對地電 容產(chǎn)生鐵磁諧振，即能產(chǎn)生2.0p.u.-3.0p.u.的過電壓。[0003]電氣化鐵路系統(tǒng)中，因不對稱負(fù)荷產(chǎn)生的高次諧波、負(fù)序電流對運行中的導(dǎo)線 的沖擊電動力，會使電網(wǎng)和線路的運行環(huán)境不斷惡化；隨著運行時間的延長，線路和開 關(guān)的故障幾率也將逐年增加。[0004]近年來，牽引變電所由于IlOkV進線斷線或者斷路器故障而造成的缺相運行事 故也屢有發(fā)生。例如2006年4月17日，由于地方供電局車寄變電所156少油斷路器 噴油，致使京廣線望都變電所缺相運行，事故造成牽引變電所停電2.5h、IlOkV少油開關(guān) 損壞1臺、地方變電站IlOkV避雷器燒毀1臺；2008年6月20日，朔黃線安國變電所進 線斷線、斷線相BLQ多次動作、運行中變壓器中性點BLQ爆炸、倒換為交叉運行方式后 備用變壓器中性點避雷器爆炸，事故造成安國變電所停電長達(dá)10余小時。[0005]現(xiàn)有牽引變電所的運行方式中，在值班人員發(fā)現(xiàn)缺相后，因中性點有36.5kV 的對地電壓，如果按照現(xiàn)有原則和順序倒閘，會產(chǎn)生燒壞中性點開關(guān)的觸頭、引起進線 SW6斷路器絕緣下降、縮短主變壓器的使用壽命等問題，并且還需要手動短封相應(yīng)的閉 鎖回路，這就勢必會造成延時，使得故障不能及時排除。[0006]可見，任何供電方式的牽引變電所，在進線缺相時，一則可能產(chǎn)生斷線諧振造 成避雷器爆炸；二則因地方和牽引變電所均不跳閘，造成牽引變電所倒閘時燒壞隔離開 關(guān)觸頭、斷路器和變壓器等問題；更為嚴(yán)重的是，當(dāng)接觸網(wǎng)采取越區(qū)供電方式時，限制 了車流、打亂了運輸秩序、影響了運輸能力。[0007]目前，既有牽引變電所中，涉及進線系統(tǒng)的保護包括失壓保護和零序過電流保 護兩種。失壓保護是靠進線隔離開關(guān)外側(cè)的抽壓裝置或進線隔離開關(guān)內(nèi)側(cè)的用于計、測 量的電壓互感器實現(xiàn)的；零序過電流保護是靠裝在變壓器中性點的電流互感器實現(xiàn)的， 但因為中性點開關(guān)只在投切變壓器的瞬時投入，其它情況下開關(guān)斷開，這就相當(dāng)于中性 點的零序過電流保護沒有投入。也就是說，現(xiàn)有的進線系統(tǒng)只有簡單的失壓保護。實用新型內(nèi)容[0008]本實用新型的目的是設(shè)計一種在牽引變電所缺相運行時，能夠即時檢測到故 障點，切除故障點，并按合理的運行方式投入備用系統(tǒng)的的牽引變電所進線缺相保護裝 置，用以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。[0009]本實用新型的目的可以通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)[0010]本牽引變電所進線缺相保護裝置，包括MCU、實時鐘、模擬量輸入及調(diào)理、通 訊接口、LED驅(qū)動、LCD接口、兩個接口、電源、控制出口及空接點輸出和端子，其特 征是MCU、實時鐘、LED驅(qū)動、LCD接口和一個接口構(gòu)成主板部分，模擬量輸入及 調(diào)理、通訊接口、電源、控制出口及空接點輸出、端子和另一個接口構(gòu)成控制板部分； MCU采用具有數(shù)據(jù)協(xié)處理功能的16位單片機作為CPU，其內(nèi)置的12位AD轉(zhuǎn)換器用于 完成本裝置的數(shù)據(jù)采樣功能；實時鐘用于為本裝置提供時鐘信號；LED驅(qū)動通過MCU 內(nèi)的單片機口線驅(qū)動LED指示燈的點亮；LCD接口用于將液晶屏與主板部分相連接；模 擬量輸入及調(diào)理采用小型精密電壓互感器和電流互感器，將經(jīng)過調(diào)理的電壓、電流信號 輸入至MCU內(nèi)單片機的A/D采樣通道，供MCU采樣計算；通訊接口用于將MCU內(nèi)單 片機的TTL電平通訊信號轉(zhuǎn)換為485信號；電源為本裝置提供工作電源；控制出口及空 接點輸出由MCU內(nèi)單片機的口線通過OC門控制繼電器的吸合與釋放；端子用于引入所 有外接電源線，并引出控制出口及空接點輸出內(nèi)所有繼電器的空接點輸出線；兩個接口 用于連接主板部分和控制板部分，兩個接口之間通過扁平電纜連接。[0011]本實用新型所述的MCU包括有單片機電路、鍵盤接口電路、存儲電路、CPU 程序下載接口、A/D采樣基準(zhǔn)電壓生成電路和電源濾波、去偶電路，其中，單片機電 路內(nèi)有單片機1U1、8M晶體振蕩器、二極管IDl和電容1C3，其單片機IUl的型號為 DSPIC30F5011, 二極管IDl的型號為IN4148，鍵盤接口電路內(nèi)有排阻1RP2和5線單排 針接口 KEYINT，存儲電路內(nèi)有非易失存儲器1U3，其型號為對64，CPU程序下載接口 內(nèi)有6線單排針接口 1J1，其型號為PIN6，A/D采樣基準(zhǔn)電壓生成電路內(nèi)有三端可調(diào)分 流基準(zhǔn)源3H1和電容3E1及3C3，其三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源3H1的型號為TL431，電源濾 波、去偶電路內(nèi)有電容EP1、CPU CP2禾PCP3;實時鐘內(nèi)有時鐘芯片1U2、電容IEl 和32K晶體振蕩器，其時鐘芯片1U2的型號為DS1302 ； LED驅(qū)動內(nèi)有排阻IRPl和發(fā) 光二極管ILl及1L2 ； LCD接口內(nèi)有三極管ITl和20線單排針接口 LCMINT，其三極 管ITl的型號分別為8050 ；模擬量輸入及調(diào)理內(nèi)有電流型電壓互感器和穿芯型電流互 感器，其型號分別為HL88V和HLB99A;通訊接口內(nèi)有通訊接口轉(zhuǎn)換芯片2U1，其型 號為MAX485 ；電源內(nèi)有開關(guān)電源芯片POWER，其型號為HAD10-05V12-LFCI ；控制 出口及空接點輸出內(nèi)有OC門芯片1U5、固體繼電器、小型功率繼電器和其它四個功率 繼電器，其中，OC門芯片1U5、固體繼電器和小型功率繼電器的型號分別為UL2003、 JGX-5FA和JH32F-H，其它四個功率繼電器的型號均為JH32F-Z ；端子內(nèi)有10線拔插式 接線端子DIOINT和12線拔插式接線端子ANINT ；兩個接口內(nèi)分別有牛角座BINT，其 型號均為IDC^6 ；[0012]其連接關(guān)系為主板部分，在MCU內(nèi)，單片機電路與鍵盤接口電路之間，5線 單排針接口 KEYINT的第1、第2、第3和第4引腳分別連接到單片機IUl的第52、第 53、第M和第55引腳；單片機電路與存儲電路之間，非易失存儲器1U3的第5和第6引 腳分別連接到單片機IUl的第36和第37引腳；單片機電路與CPU程序下載接口之間，6線單排針接口 IJl的第1、第4和第5引腳分別連接到單片機IUl的第7、第18和第17 引腳；實時鐘與MCU之間，時鐘芯片1U2的第5、第6和第7引腳分別連接到單片機 IUl的第62、第61和第60引腳；LED驅(qū)動與MCU之間，發(fā)光二極管ILl及1L2的負(fù)極分別連接至單片機IUl的第49和第44引腳，排阻IRPl的第4和第5引腳分別連接至 單片機IUl的第37和第36引腳；LCD接口與MCU之間，20線單排針接口 LCMINT的 第4、第5和第6引腳分別連接到單片機IUl的第48、第47和第46引腳，20線單排針 接口 LCMINT的第17引腳懸空，三極管ITl的基極通過電阻1R6連接至單片機IUl的 第43引腳；主板部分上的接口與MCU之間，其牛角座BINT的第4、第5、第6、第7、 第8、第9、第10、第11和第12引腳分別連接到單片機IUl的第11、第12、第13、第 14、第15、第16、第21、第22和第23引腳，牛角座BINT的第13和第14引腳短接， 并連接到MCU內(nèi)A/D采樣基準(zhǔn)電壓生成電路的VREF信號輸出端；控制板部分，模擬 量輸入及調(diào)理與端子之間，模擬量輸入及調(diào)理內(nèi)的電流型電壓互感器UMAPT、UMBPT 和UMCPT的一次線圈的正極分別連接至端子內(nèi)12線拔插式接線端子ANINT的第4、第 5和第6引腳，其負(fù)極短接后連接至12線拔插式接線端子ANINT的第7引腳，電流型電 壓互感器ULAPT、ULBPT和ULCPT的一次線圈的正極分別連接至端子內(nèi)12線拔插式 接線端子ANINT的第9、第10和第11引腳，其負(fù)極短接后連接至12線拔插式接線端子 ANINT的第12引腳；模擬量輸入及調(diào)理與控制板部分上的接口之間，模擬量輸入及調(diào)理 內(nèi)從電流型電壓互感器UMAPT、UMBPT和UMCPT的二次線圈的正極引出的電壓信號 UAINR、UBINR和UCINR分別經(jīng)電容濾波后，分別連接至控制板部分上的接口內(nèi)牛角 座BINT的第4、第5和第6引腳，電流型電壓互感器UMAPT、UMBPT和UMCPT的 二次線圈的負(fù)極短接后，連接至牛角座BINT的第13和第14引腳，從電流型電壓互感器 ULAPT> ULBPT和ULCPT的二次線圈的正極弓丨出的電壓信號UAINC、UBINC和UCINC 分別經(jīng)電容濾波后，分別連接至控制板部分上的接口內(nèi)牛角座BINT的第7、第8和第9 引腳，電流型電壓互感器ULAPT、ULBPT和ULCPT的二次線圈的負(fù)極短接后，連接至 牛角座BINT的第13和第14引腳，從穿芯型電流互感器CTA、CTB和CTC的二次線圈 的正極引出的電流信號IA、IB和IC分別經(jīng)電容濾波后，分別連接至控制板部分上的接口 內(nèi)牛角座BINT的第10、第11和第12引腳，穿芯型電流互感器CTA、CTB和CTC的二 次線圈的負(fù)極均連接至牛角座BINT的第13和第14引腳；通訊接口與控制板部分上的接 口之間，通訊接口轉(zhuǎn)換芯片2U1的第1和第4引腳分別連接到其牛角座BINT的第23和 第22引腳，通訊接口轉(zhuǎn)換芯片2U1的第2和第3引腳短接后連接到牛角座BINT的第21 引腳；電源與端子之間，開關(guān)電源芯片POWER的第3和第2引腳分別連接到12線拔插 式接線端子ANINT的第1和第2引腳，開關(guān)電源芯片POWER的第5引腳輸出直流電源 信號VCC，為本裝置提供工作電源，直流電源信號VCC經(jīng)MCU內(nèi)的電源濾波、去偶電 路濾波和去偶后，單獨給MCU內(nèi)的單片機電路供電；控制出口及空接點輸出與控制板部 分上的接口之間，OC門芯片1U5的第2、第3、第4、第5、第6和第7引腳分別連接到 其牛角座BINT的第20、第19、第18、第17、第16和第15引腳，控制出口及空接點輸 出與端子之間，固體繼電器SCR2的線圈輸出端引出信號SCRCONT，并連接至OC門芯 片1U5的第15引腳，固體繼電器SCR2的空接點的正極輸出OFFOUTCOM信號，并連 接至10線拔插式接線端子DIOINT的第1引腳，小型功率繼電器的線圈J5A輸出端引出 信號TCOUT，并連接至OC門芯片1U5的第14引腳，小型功率繼電器的空接點J5B的 正極引出信號OFFOUT2，并連接至10線拔插式接線端子DIOINT的第2引腳，功率繼電 器的線圈JIB、J2B、J3B和J4B的輸出端分別引出信號SCONT1、SCONT2、SCONT3和SCONT4，并分別連接至OC門芯片1U5的第13、第12、第11和第10引腳，功率繼 電器的空接點J1A、J2A、J3A和J4A的兩端分別引出信號OUTll和OUT12、OUT21和 OUT22、OUT31和OUT32以及OUT41和OUT42，并分別連接至10線拔插式接線端子 DIOINT的第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9和第10引腳；主板部分上的接口和 控制板部分上的接口之間，兩個接口通過沈線扁平電纜連接。[0013]本實用新型的優(yōu)點是1)在出現(xiàn)變壓器勵磁電抗與對地電容發(fā)生工頻諧振時， 該裝置能夠即時檢測到系統(tǒng)產(chǎn)生的2倍以上的工頻過電壓，并且跳開相應(yīng)開關(guān)、破壞諧 振發(fā)生的條件，防止了設(shè)備過電壓損壞問題的產(chǎn)生；幻在斷線缺相時，該裝置能夠區(qū)分 接地和不接地兩種故障方式，利用接地時產(chǎn)生零序電壓、電流構(gòu)成缺相接地保護，利用 缺相不接地時非故障相中的電流大小相等、相位相反，且只有正序分量和負(fù)序分量的特 征構(gòu)成缺相不接地保護，有效地防止了某一方向接觸網(wǎng)全部停電問題的發(fā)生；幻該保 護裝置在智能判別出進線系統(tǒng)故障后，首先按合理的順序倒閘，避免設(shè)備燒損的問題產(chǎn) 生，在出現(xiàn)備用系統(tǒng)無壓時，提示值班員啟動越區(qū)預(yù)案，安全可靠地保障了系統(tǒng)的正常 運行；4)該保護裝置除完成缺相以及諧振保護外，通過電壓、電流的向量計算分析，還 實現(xiàn)了在不增加一次設(shè)備的前提下完成進線系統(tǒng)的保護功能，填補了現(xiàn)有牽引變電所進 線系統(tǒng)沒有保護的空白；5)適應(yīng)性好，該保護裝置可方便地納入現(xiàn)有的綜合自動化系統(tǒng) 中，能夠與通信管理機以485的方式交換數(shù)據(jù)，提供給供電調(diào)度，非常有利于調(diào)度的綜 合判斷、統(tǒng)一指揮；另外，該裝置亦適用于許多地方廠礦企業(yè)中的IlOkV終端變壓器中 性點不接地的運行方式，并作為地方終端變電站的進線系統(tǒng)主保護。


[0014]圖1是裝置總體框架圖；[0015]圖2是主板部分原理圖；[0016]圖3是控制板部分原理圖；[0017]圖4是裝置接線原理圖；[0018]圖5是裝置盤后接線端子排圖。
具體實施方式
[0019]如圖15所示，本牽引變電所進線缺相保護裝置，包括MCU1、實時鐘2、模擬 量輸入及調(diào)理3、通訊接口 4、LED驅(qū)動5、LCD接口 6、兩個接口 7、電源8、控制出口 及空接點輸出9和端子10，其特征是MCU1、實時鐘2、LED驅(qū)動5、LCD接口 6和一 個接口 7構(gòu)成主板部分，模擬量輸入及調(diào)理3、通訊接口 4、電源8、控制出口及空接點輸 出9、端子10和另一個接口 7構(gòu)成控制板部分；MCUl采用具有數(shù)據(jù)協(xié)處理功能的16位 單片機作為CPU，其內(nèi)置的12位AD轉(zhuǎn)換器用于完成本裝置的數(shù)據(jù)采樣功能；實時鐘2 用于為本裝置提供時鐘信號；LED驅(qū)動5通過MCUl內(nèi)的單片機口線驅(qū)動LED指示燈的 點亮；LCD接口 6用于將液晶屏與主板部分相連接；模擬量輸入及調(diào)理3采用小型精密 電壓互感器和電流互感器，將經(jīng)過調(diào)理的電壓、電流信號輸入至MCUl內(nèi)單片機的A/D 采樣通道，供MCUl采樣計算；通訊接口 4用于將MCUl內(nèi)單片機的TTL電平通訊信號 轉(zhuǎn)換為485信號；電源8為本裝置提供工作電源；控制出口及空接點輸出9由MCUl內(nèi)單片機的口線通過OC門控制繼電器的吸合與釋放；端子10用于引入所有外接電源線， 并引出控制出口及空接點輸出9內(nèi)所有繼電器的空接點輸出線；兩個接口7用于連接主板 部分和控制板部分，兩個接口 7之間通過扁平電纜連接。[0020]所述的MCUl包括有單片機電路、鍵盤接口電路、存儲電路、CPU程序下載接 口、A/D采樣基準(zhǔn)電壓生成電路和電源濾波、去偶電路，其中，單片機電路內(nèi)有單片機 IUl、8M晶體振蕩器、二極管IDl和電容1C3，其單片機IUl的型號為DSPIC30F5011， 二極管IDl的型號為IN4148，鍵盤接口電路內(nèi)有排阻1RP2和5線單排針接口 KEYINT， 存儲電路內(nèi)有非易失存儲器1U3，其型號為對64，CPU程序下載接口內(nèi)有6線單排針接 口 1J1，其型號為PIN6，A/D采樣基準(zhǔn)電壓生成電路內(nèi)有三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源3H1和電 容3E1及3C3，其三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源3H1的型號為TL431，電源濾波、去偶電路內(nèi)有 電容EP1、CPU CP2和CP3 ；實時鐘2內(nèi)有時鐘芯片1U2、電容IEl和32K晶體振蕩 器，其時鐘芯片1U2的型號為DS1302 ； LED驅(qū)動5內(nèi)有排阻IRPl和發(fā)光二極管ILl及 112，發(fā)光二極管ILl及1L2分別作為故障指示燈和預(yù)告指示燈使用；LCD接口 6內(nèi)有三 極管ITl和20線單排針接口 LCMINT，其三極管ITl的型號分別為8050 ；模擬量輸入及 調(diào)理3內(nèi)有電流型電壓互感器和穿芯型電流互感器，其型號分別為HL88V和HLB99A ； 通訊接口 4內(nèi)有通訊接口轉(zhuǎn)換芯片2U1，其型號為MAX485;電源8內(nèi)有開關(guān)電源芯 片POWER，其型號為HAD10-05V12-LFCI ；控制出口及空接點輸出9內(nèi)有OC門芯片 1U5、固體繼電器、小型功率繼電器和其它四個功率繼電器，其中，OC門芯片1U5、固 體繼電器和小型功率繼電器的型號分別為UL2003、JGX-5FA和JH32F-H，其它四個功率 繼電器的型號均為JH32F-Z ；端子10內(nèi)有10線拔插式接線端子DIOINT和12線拔插式 接線端子ANINT ；兩個接口 7內(nèi)分別有牛角座BINT，其型號均為IDC26 ；[0021]其連接關(guān)系為主板部分，在MCUl內(nèi)，單片機電路與鍵盤接口電路之間，5 線單排針接口 KEYINT的第1、第2、第3和第4引腳分別連接到單片機IUl的第52、 第53、第M和第55引腳；單片機電路與存儲電路之間，非易失存儲器1U3的第5和第 6引腳分別連接到單片機IUl的第36和第37引腳；單片機電路與CPU程序下載接口之 間，6線單排針接口 IJl的第1、第4和第5引腳分別連接到單片機IUl的第7、第18和 第17引腳；實時鐘2與MCUl之間，時鐘芯片1U2的第5、第6和第7引腳分別連接到 單片機IUl的第62、第61和第60引腳；LED驅(qū)動5與MCUl之間，發(fā)光二極管ILl及 112的負(fù)極分別連接至單片機IUl的第49和第44引腳，排阻IRPl的第4和第5引腳分 別連接至單片機IUl的第37和第36引腳；LCD接口 6與MCUl之間，20線單排針接口 LCMINT的第4、第5和第6引腳分別連接到單片機IUl的第48、第47和第46引腳， 20線單排針接口 LCMINT的第17引腳懸空，三極管ITl的基極通過電阻1R6連接至單 片機IUl的第43弓丨腳；主板部分上的接口 7與MCUl之間，其牛角座BINT的第4、第 5、第6、第7、第8、第9、第10、第11和第12引腳分別連接到單片機IUl的第11、第 12、第13、第14、第15、第16、第21、第22和第23引腳，牛角座BINT的第13和第 14引腳短接，并連接到MCUl內(nèi)A/D采樣基準(zhǔn)電壓生成電路的VREF信號輸出端；控制 板部分，模擬量輸入及調(diào)理3與端子10之間，模擬量輸入及調(diào)理3內(nèi)的電流型電壓互感 器UMAPT、UMBPT和UMCPT的一次線圈的正極分別連接至端子10內(nèi)12線拔插式接線 端子ANINT的第4、第5和第6引腳，其負(fù)極短接后連接至12線拔插式接線端子ANINT的第7引腳，電流型電壓互感器ULAPT、ULBPT和ULCPT的一次線圈的正極分別連接至端子10內(nèi)12線拔插式接線端子ANINT的第9、第10和第11引腳，其負(fù)極短接后連 接至12線拔插式接線端子ANINT的第12引腳；模擬量輸入及調(diào)理3與控制板部分上的 接口 7之間，模擬量輸入及調(diào)理3內(nèi)從電流型電壓互感器UMAPT、UMBPT和UMCPT 的二次線圈的正極引出的電壓信號UAINR、UBINR和UCINR分別經(jīng)電容濾波后，分別 連接至控制板部分上的接口 7內(nèi)牛角座BINT的第4、第5和第6引腳，電流型電壓互感 器UMAPT、UMBPT和UMCPT的二次線圈的負(fù)極短接后，連接至牛角座BINT的第13 和第14引腳，從電流型電壓互感器ULAPT、ULBPT和ULCPT的二次線圈的正極引出 的電壓信號UAINC、UBINC和UCINC分別經(jīng)電容濾波后，分別連接至控制板部分上的 接口 7內(nèi)牛角座BINT的第7、第8和第9引腳，電流型電壓互感器ULAPT、ULBPT和 ULCPT的二次線圈的負(fù)極短接后，連接至牛角座BINT的第13和第14引腳，從穿芯型 電流互感器CTA、CTB和CTC的二次線圈的正極引出的電流信號IA、IB和IC分別經(jīng) 電容濾波后，分別連接至控制板部分上的接口 7內(nèi)牛角座BINT的第10、第11和第12引 腳，穿芯型電流互感器CTA、CTB和CTC的二次線圈的負(fù)極均連接至牛角座BINT的第 13和第14引腳；通訊接口 4與控制板部分上的接口 7之間，通訊接口轉(zhuǎn)換芯片2U1的第 1和第4引腳分別連接到其牛角座BINT的第23和第22引腳，通訊接口轉(zhuǎn)換芯片2U1的 第2和第3引腳短接后連接到牛角座BINT的第21引腳；電源8與端子10之間，開關(guān)電 源芯片POWER的第3和第2引腳分別連接到12線拔插式接線端子ANINT的第1和第2 引腳，開關(guān)電源芯片POWER的第5引腳輸出直流電源信號VCC，為本裝置提供工作電 源，直流電源信號VCC經(jīng)MCUl內(nèi)的電源濾波、去偶電路濾波和去偶后，單獨給MCUl 內(nèi)的單片機電路供電；控制出口及空接點輸出9與控制板部分上的接口 7之間，OC門芯 片1U5的第2、第3、第4、第5、第6和第7引腳分別連接到其牛角座BINT的第20、第 19、第18、第17、第16和第15引腳，控制出口及空接點輸出9與端子10之間，固體繼 電器SCR2的線圈輸出端引出信號SCRCONT，并連接至OC門芯片1U5的第15引腳，固 體繼電器SCR2的空接點的正極輸出OFFOUTCOM信號，并連接至10線拔插式接線端子 DIOINT的第1引腳，小型功率繼電器的線圈J5A輸出端引出信號TCOUT，并連接至OC 門芯片1U5的第14引腳，小型功率繼電器的空接點J5B的正極引出信號OFFOUT2，并 連接至10線拔插式接線端子DIOINT的第2引腳，功率繼電器的線圈JIB、J2B、J3B和 J4B的輸出端分別引出信號SCONT1、SCONT2、SCONT3禾口 SCONT4，并分別連接至OC 門芯片1U5的第13、第12、第11和第10引腳，功率繼電器的空接點J1A、J2A、J3A和 J4A的兩端分別引出信號OUTll和OUT12、OUT21和OUT22、OUT31和OUT32以及 OUT41和OUT42，并分別連接至10線拔插式接線端子DIOINT的第3、第4、第5、第 6、第7、第8、第9和第10引腳；主板部分上的接口 7和控制板部分上的接口 7之間， 兩個接口 7通過26線扁平電纜連接。
權(quán)利要求1.一種牽引變電所進線缺相保護裝置，包括MCU(I)、實時鐘(2)、模擬量輸入及調(diào) 理(3)、通訊接口(4)、LED驅(qū)動(5)、LCD接口(6)、兩個接口(7)、電源⑶、控制 出口及空接點輸出(9)和端子(10)，其特征是MCU(I)、實時鐘(2)、LED驅(qū)動(5)、 LCD接口(6)和一個接口(7)構(gòu)成主板部分，模擬量輸入及調(diào)理(3)、通訊接口(4)、 電源(8)、控制出口及空接點輸出(9)、端子(10)和另一個接口(7)構(gòu)成控制板部分； MCU(I)采用具有數(shù)據(jù)協(xié)處理功能的16位單片機作為CPU，其內(nèi)置的12位AD轉(zhuǎn)換器用 于完成本裝置的數(shù)據(jù)采樣功能；實時鐘(2)用于為本裝置提供時鐘信號；LED驅(qū)動(5) 通過MCU(I)內(nèi)的單片機口線驅(qū)動LED指示燈的點亮；LCD接口(6)用于將液晶屏與 主板部分相連接；模擬量輸入及調(diào)理(3)采用小型精密電壓互感器和電流互感器，將經(jīng) 過調(diào)理的電壓、電流信號輸入至MCU(I)內(nèi)單片機的A/D采樣通道，供MCU(I)采樣計 算；通訊接口(4)用于將MCU(I)內(nèi)單片機的TTL電平通訊信號轉(zhuǎn)換為485信號；電源 ⑶為本裝置提供工作電源；控制出口及空接點輸出(9)由MCU(I)內(nèi)單片機的口線通過 OC門控制繼電器的吸合與釋放；端子(10)用于引入所有外接電源線，并引出控制出口 及空接點輸出(9)內(nèi)所有繼電器的空接點輸出線；兩個接口(7)用于連接主板部分和控制 板部分，兩個接口(7)之間通過扁平電纜連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牽引變電所進線缺相保護裝置，其特征是所述的MCU(I) 包括有單片機電路、鍵盤接口電路、存儲電路、CPU程序下載接口、A/D采樣基準(zhǔn)電 壓生成電路和電源濾波、去偶電路，其中，單片機電路內(nèi)有單片機1U1、8M晶體振蕩 器、二極管IDl和電容1C3，其單片機IUl的型號為DSPIC30F5011，二極管IDl的 型號為IN4148，鍵盤接口電路內(nèi)有排阻1RP2和5線單排針接口 KEYINT，存儲電路內(nèi) 有非易失存儲器1U3，其型號為2464，CPU程序下載接口內(nèi)有6線單排針接口 1J1，其 型號為PIN6，A/D采樣基準(zhǔn)電壓生成電路內(nèi)有三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源3H1和電容3E1及 3C3，其三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源3H1的型號為TL431，電源濾波、去偶電路內(nèi)有電容EP1、 CPU CP2禾PCP3;實時鐘(2)內(nèi)有時鐘芯片1U2、電容IEl和32K晶體振蕩器，其時 鐘芯片1U2的型號為DS1302 ； LED驅(qū)動(5)內(nèi)有排阻IRPl和發(fā)光二極管ILl及112 ； LCD接口(6)內(nèi)有三極管ITl和20線單排針接口 LCMINT，其三極管ITl的型號分別為 8050；模擬量輸入及調(diào)理(3)內(nèi)有電流型電壓互感器和穿芯型電流互感器，其型號分別 為HL88V和HLB99A ；通訊接口(4)內(nèi)有通訊接口轉(zhuǎn)換芯片2U1，其型號為MAX485 ； 電源(8)內(nèi)有開關(guān)電源芯片POWER，其型號為HAD10-05V12-LFCI ；控制出口及空接點 輸出(9)內(nèi)有OC門芯片1U5、固體繼電器、小型功率繼電器和其它四個功率繼電器，其 中，OC門芯片1U5、固體繼電器和小型功率繼電器的型號分別為UL2003、JGX-5FA和 JH32F-H,其它四個功率繼電器的型號均為JH32F-Z;端子(10)內(nèi)有10線拔插式接線端 子DIOINT和12線拔插式接線端子ANINT ；兩個接口(7)內(nèi)分別有牛角座BINT，其型 號均為IDC26 ；其連接關(guān)系為主板部分，在MCU(I)內(nèi)，單片機電路與鍵盤接口電路之間，5線 單排針接口 KEYINT的第1、第2、第3和第4引腳分別連接到單片機IUl的第52、第 53、第54和第55引腳；單片機電路與存儲電路之間，非易失存儲器1U3的第5和第6引 腳分別連接到單片機IUl的第36和第37引腳；單片機電路與CPU程序下載接口之間， 6線單排針接口 IJl的第1、第4和第5引腳分別連接到單片機IUl的第7、第18和第17引腳；實時鐘⑵與MCU(I)之間，時鐘芯片1U2的第5、第6和第7引腳分別連接到單 片機IUl的第62、第61和第60引腳；LED驅(qū)動(5)與MCU(I)之間，發(fā)光二極管ILl 及1L2的負(fù)極分別連接至單片機IUl的第49和第44引腳，排阻IRPl的第4和第5引腳 分別連接至單片機IUl的第37和第36引腳；LCD接口(6)與MCU(I)之間，20線單排 針接口 LCMINT的第4、第5和第6引腳分別連接到單片機IUl的第48、第47和第46 引腳，20線單排針接口 LCMINT的第17引腳懸空，三極管ITl的基極通過電阻1R6連接 至單片機IUl的第43引腳；主板部分上的接口(7)與MCU(I)之間，其牛角座BINT的 第4、第5、第6、第7、第8、第9、第10、第11和第12引腳分別連接到單片機IUl的 第11、第12、第13、第14、第15、第16、第21、第22和第23引腳，牛角座BINT的 第13和第14引腳短接，并連接到MCU(I)內(nèi)A/D采樣基準(zhǔn)電壓生成電路的VREF信號 輸出端；控制板部分，模擬量輸入及調(diào)理⑶與端子(10)之間，模擬量輸入及調(diào)理(3) 內(nèi)的電流型電壓互感器UMAPT、UMBPT和UMCPT的一次線圈的正極分別連接至端子 (10)內(nèi)12線拔插式接線端子ANINT的第4、第5和第6引腳，其負(fù)極短接后連接至12 線拔插式接線端子ANINT的第7引腳，電流型電壓互感器ULAPT、ULBPT和ULCPT 的一次線圈的正極分別連接至端子(10)內(nèi)12線拔插式接線端子ANINT的第9、第10和 第11引腳，其負(fù)極短接后連接至12線拔插式接線端子ANINT的第12引腳；模擬量輸入 及調(diào)理(3)與控制板部分上的接口(7)之間，模擬量輸入及調(diào)理(3)內(nèi)從電流型電壓互感 器UMAPT、UMBPT和UMCPT的二次線圈的正極弓丨出的電壓信號UAINR、UBINR和 UCINR分別經(jīng)電容濾波后，分別連接至控制板部分上的接口(7)內(nèi)牛角座BINT的第4、 第5和第6引腳，電流型電壓互感器UMAPT、UMBPT和UMCPT的二次線圈的負(fù)極短 接后，連接至牛角座BINT的第13和第14引腳，從電流型電壓互感器ULAPT、ULBPT 和ULCPT的二次線圈的正極弓丨出的電壓信號UAINC、UBINC和UCINC分別經(jīng)電容濾波 后，分別連接至控制板部分上的接口(7)內(nèi)牛角座BINT的第7、第8和第9引腳，電流 型電壓互感器ULAPT、ULBPT和ULCPT的二次線圈的負(fù)極短接后，連接至牛角座BINT 的第13和第14引腳，從穿芯型電流互感器CTA、CTB和CTC的二次線圈的正極引出的 電流信號IA、IB和IC分別經(jīng)電容濾波后，分別連接至控制板部分上的接口(7)內(nèi)牛角 座BINT的第10、第11和第12引腳，穿芯型電流互感器CTA、CTB和CTC的二次線圈 的負(fù)極均連接至牛角座BINT的第13和第14引腳；通訊接口(4)與控制板部分上的接口 (7)之間，通訊接口轉(zhuǎn)換芯片2U1的第1和第4引腳分別連接到其牛角座BINT的第23和 第22引腳，通訊接口轉(zhuǎn)換芯片2U1的第2和第3引腳短接后連接到牛角座BINT的第21 引腳；電源⑶與端子(10)之間，開關(guān)電源芯片POWER的第3和第2引腳分別連接到 12線拔插式接線端子ANINT的第1和第2引腳，開關(guān)電源芯片POWER的第5引腳輸出 直流電源信號VCC，為本裝置提供工作電源，直流電源信號VCC經(jīng)MCU(I)內(nèi)的電源濾 波、去偶電路濾波和去偶后，單獨給MCU(I)內(nèi)的單片機電路供電；控制出口及空接點 輸出(9)與控制板部分上的接口(7)之間，OC門芯片1U5的第2、第3、第4、第5、第 6和第7引腳分別連接到其牛角座BINT的第20、第19、第18、第17、第16和第15引 腳，控制出口及空接點輸出(9)與端子(10)之間，固體繼電器SCR2的線圈輸出端引出 信號SCRCONT，并連接至OC門芯片1U5的第15引腳，固體繼電器SCR2的空接點的 正極輸出OFFOUTCOM信號，并連接至10線拔插式接線端子DIOINT的第1引腳，小型功率繼電器的線圈J5A輸出端引出信號TCOUT，并連接至OC門芯片1U5的第14引腳， 小型功率繼電器的空接點J5B的正極引出信號OFFOUT2，并連接至10線拔插式接線端 子DIOINT的第2弓丨腳，功率繼電器的線圈JIB、J2B、J3B和J4B的輸出端分別引出信 號SCONT1、SCONT2、SCONT3和SCONT4，并分別連接至OC門芯片1U5的第13、 第12、第11和第10引腳，功率繼電器的空接點J1A、J2A、J3A和J4A的兩端分別引出 信號 OUT 11 禾口 OUT12、 OUT21 禾口 OUT22、 OUT31 禾口 OUT32 以及 OUT41 禾口 OUT42， 并分別連接至10線拔插式接線端子DIOINT的第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9 和第10引腳；主板部分上的接口(7)和控制板部分上的接口(7)之間，兩個接口(7)通 過26線扁平電纜連接。
專利摘要一種牽引變電所進線缺相保護裝置，包括MCU、實時鐘、模擬量輸入及調(diào)理、通訊接口、LED驅(qū)動、LCD接口、兩個接口、電源、控制出口及空接點輸出和端子，其特點是利用進線缺相時的特征電壓、電流，配合饋出線系統(tǒng)的有效閉鎖構(gòu)成簡單、可靠的保護裝置。其優(yōu)點為，在出現(xiàn)變壓器勵磁電抗與對地電容發(fā)生工頻諧振時，裝置能夠即時檢測到，跳開相應(yīng)開關(guān)、破壞諧振發(fā)生的條件，解決了設(shè)備過電壓損壞的問題；斷線缺相時，裝置能夠區(qū)分接地和不接地兩種故障方式，進行合理的倒閘操作以避免燒損設(shè)備；在不增加一次設(shè)備的前提下，有效地消除了進線系統(tǒng)保護的死區(qū)，填補了電氣化鐵路進線系統(tǒng)沒有保護的空白，是一種理想的牽引變電所進線缺相保護裝置。
文檔編號H02H7/04GK201805212SQ20102029031
公開日2011年4月20日 申請日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月10日
發(fā)明者朱建國, 李彥吉, 黃威賓 申請人:北京浩天中勝科技有限公司