專利名稱：通用保護(hù)測控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電網(wǎng)保護(hù)測控裝置，具有的強(qiáng)大、靈活的保護(hù)和控制可編程 功能，可最大限度的滿足用戶的要求，改變了以往微機(jī)保護(hù)裝置型號繁雜、備品備件困難的 局面?？梢酝瓿删€路保護(hù)測控、電動機(jī)保護(hù)測控、配電變保護(hù)測控、電容器保護(hù)測控、母聯(lián)保 護(hù)測控、變壓器后備保護(hù)測控、電動機(jī)后備保護(hù)測控、發(fā)電機(jī)后備保護(hù)測控功能。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護(hù)不斷提出新的要求，以16位多CPU為基礎(chǔ)的微機(jī) 繼電保護(hù)在運(yùn)算速度、計(jì)算精確度、網(wǎng)絡(luò)通訊功能等方面已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的要 求。并且目前國內(nèi)大部分保護(hù)存在型號繁雜、備品備件困難局面。中國專利200420082683. 1 公開了一種“微機(jī)保護(hù)測控裝置”，由電源模件、交流采樣模件、CPU模件、開入開出模件 或操作模件組成，CPU為美國Microchip公司的數(shù)字信號處理器芯片Microchip dsPic TMS320C32-40，同樣存在處理速度較慢，無法將多種型號產(chǎn)品統(tǒng)一為一種型號，完成多種對 象的保護(hù)。

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型的目的是提供一種通用保護(hù)測控裝置，主要克服以往裝置型號過多，備 品備件復(fù)雜困難的技術(shù)問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為通用保護(hù)測控裝置，由電源模件、開出操作模件、交流 采樣模件、CPU模件、人機(jī)接口模件組成。CPU模件與電源模件、交流采樣模件單向聯(lián)接， CPU模件與人機(jī)接口模件、開出操作模件雙向聯(lián)接，CPU模件由DSP、開出驅(qū)動模塊、開入模 塊、通訊模件、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、存儲控制器、液晶顯示模件、低通濾波裝置組成，DSP分別與開 出驅(qū)動模塊、開入模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器單向聯(lián)接，DSP還分別與通訊模件、存儲控制器雙向聯(lián) 接，低通濾波裝置與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器單向聯(lián)接，交流采樣模件采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過低通濾波裝 置后輸入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后輸入DSP，經(jīng)DSP處理后通過開出驅(qū)動模塊傳輸給 開出操作模件，完成開關(guān)量的光電隔離與繼電器出口控制。電源模件將交流或直流85 265V轉(zhuǎn)換為5V和24V兩路電源，分別供DSP芯片和開出回路使用。交流采樣模塊將一次 PTXT轉(zhuǎn)換為AD芯片所需的低電壓。開出操作模件將數(shù)據(jù)通過開入模塊再傳輸給DSP，DSP 與通訊模件、存儲控制器雙向聯(lián)接，可接收IRIG-B碼GPS對時信號。人機(jī)接口模件由CPU、 液晶顯示、指示燈、鍵盤組成，完成參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)顯示、報警信息功能。裝置核心DSP安裝在通訊接口模件上，采用的是美國德州儀器(Texas Instruments)公司生產(chǎn)的TMS320F28335芯片，該芯片具有高性能CPU時鐘性能(150MHZ) 和高速外圍設(shè)備。通過COMS處理技術(shù)，這款DSP芯片具有極低的功耗。在模擬量采集方面， 它具有16通道、12位模擬量轉(zhuǎn)換器，增強(qiáng)型ADC外設(shè)具有12位分辨率，并且能加速到每秒 12. 5M(MSPS)的采樣速度(一般芯片為6. 25MSPS和3. 75MSPS)，并且通過流水線結(jié)構(gòu)可以 監(jiān)控模擬信號等各種強(qiáng)大的功能。通過其諸多的優(yōu)勢，可以輕松滿足裝置高性能、采樣的高
3精度、通訊的多方式等一系列要求。本實(shí)用新型有益效果1、可編程功能對保護(hù)元件、輸入信號、繼電器出口、指示燈、故障錄波觸發(fā)等資 源進(jìn)行編程，形象直觀。邏輯可編程功能使變電站自動化系統(tǒng)所需要的自動化功能和順序 邏輯控制功能集中到一個裝置中，通過參數(shù)設(shè)置可以完成以前多種型號裝置可以完成的功 能，達(dá)到通用保護(hù)測控功能。2、友好的人機(jī)交互面板設(shè)計(jì)美觀、簡潔、使用方便、簡單。大液晶顯示屏上可以顯 示主接線圖、開關(guān)和隔離刀、地刀的實(shí)時位置，也可以同時顯示測量實(shí)時值。3、用戶提供用于事故分析診斷的掉電不丟失的100個故障錄波和64條S0E。其 中故障錄波的長度為故障前4個和故障后96個，實(shí)時記錄包括9個交流量、16個開入量、 10個開出量、所有保護(hù)模塊的狀態(tài)；SOE除了記錄各種保護(hù)動作信息外，還記錄經(jīng)過濾波的 開入變位、裝置自檢錯誤、信號復(fù)歸等信息。4、校時有三種=IRIG-B碼、脈沖校時和通訊校時。其中IRIG-B碼和脈沖校時的精 度小于或等于1ms，通訊校時的精度精確到毫秒級。精準(zhǔn)的校時保證了故障錄波和SOE信息 的可信度，提升了他們在事故分析中的價值。即使發(fā)生復(fù)位或者短暫掉電，也不影響時鐘的 精度。5支持雙以太網(wǎng)、光纖、RS485、CAN等多種通訊方式，以滿足不同用戶、不同工業(yè)現(xiàn) 場、不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、不同規(guī)模的系統(tǒng)對通信和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的要求。支持雙網(wǎng)模式，并行或以熱 備用方式工作。提供IEC-60870-5-103、MODBUS和內(nèi)部規(guī)約以實(shí)現(xiàn)與上層設(shè)備的通訊。不 同的規(guī)約可以在不同的網(wǎng)絡(luò)上同時運(yùn)行，進(jìn)一步提高了通訊的可靠性。

圖1 為本實(shí)用新型硬件結(jié)構(gòu)框圖圖中1_開出操作模件，2-CPU模件，2-1-DSP，2_2_開出驅(qū)動模塊，2_3_開入模塊， 2-4-通訊模塊，2-5-模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，2-6-存儲控制器，，2-7-低通濾波裝置，3-交流采樣模 件，4-人機(jī)接口模件，5-電源模件。
具體實(shí)施方式
參照圖1，通用保護(hù)測控裝置(SNP-9301)，由電源模件5 (采用國內(nèi)品牌北京星 源豐泰電子技術(shù)有限公司的XRA15/110D05-24HG型2路電源)、開出操作模件1 (松下 DKla-24V繼電器、洪都JHX-2F防跳繼電器)、交流采樣模件3 (采用湖北天瑞電子有限公司 生產(chǎn)的TR1139-2B型電流互感器和TR1139-2C型電壓互感器)、CPU模件2組成，CPU模件 2由DSP2-1、開出驅(qū)動模塊2-2、開入模塊2-3、通訊模件2_4、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器2_5、存儲控制 器2-6、低通濾波裝置2-7組成，DSP 2-1 (采用美國TI公司生產(chǎn)的TMS320F28335型DSP芯 片)、開出驅(qū)動模塊2-2 (采用日本東芝公司生產(chǎn)的TLP181型芯片)、開入模塊2-3 (采用日 本東芝公司生產(chǎn)的TLP181型芯片)、通訊模件2-4(采用美國Micrel公司生產(chǎn)的KSZ8842 高速以太網(wǎng)通訊芯片)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器2-5 (采用美國ADI公司生產(chǎn)的AD7656芯片)、存儲 控制器2-6 (采用臺灣ICSI公司生產(chǎn)的IC622LV51216芯片)，低通濾波裝置2_7 (采用北 京中宇豪生產(chǎn)的EMI/EMC低通濾波器)組成。人機(jī)接口模件4(采用美國微芯公司生產(chǎn)的dsPIC33FJ64GP206控制芯片；采用深圳市拓普微科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)的LM320240C液 晶)、交流采樣模件3采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過低通濾波裝置2-7后輸入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器2-5，經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換后輸入DSP，經(jīng)DSP處理后通過開出驅(qū)動模塊2-2傳輸給開出操作模件1，完成開關(guān) 量的光電隔離與繼電器出口控制，開出操作模件1將數(shù)據(jù)通過開入模塊2-3再傳輸給DSP， DSP與通訊模件2-4、存儲控制器2-6雙向聯(lián)接；交流采樣模件3輸出端與CPU模件2模擬 量輸入端連接。 本實(shí)用新型適用于IlOkv及以下電壓等級電網(wǎng)的保護(hù)、控制、測量和監(jiān)視?？捎糜?不同的主接線方式，如單母線，雙母線及多母線方式接線；支持不同類型的電網(wǎng)，如中性點(diǎn) 不接地系統(tǒng)，經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)和小電阻接地系統(tǒng)。
權(quán)利要求通用保護(hù)測控裝置，包括電源模件、開出操作模件、交流采樣模件、CPU模件，CPU模件與電源模件、交流采樣模件單向聯(lián)接，CPU模件與開出操作模件雙向聯(lián)接，其特征是還包括人機(jī)接口模件，CPU模件與人機(jī)接口模件雙向聯(lián)接，CPU模件由DSP、開出驅(qū)動模塊、開入模塊、通訊模件、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、存儲控制器、液晶顯示模件、低通濾波裝置組成，DSP分別與開出驅(qū)動模塊、開入模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器單向聯(lián)接，DSP還分別與通訊模件、存儲控制器雙向聯(lián)接，低通濾波裝置與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器單向聯(lián)接，交流采樣模件采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過低通濾波裝置后輸入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后輸入DSP，經(jīng)DSP處理后通過開出驅(qū)動模塊傳輸給開出操作模件，完成開關(guān)量的光電隔離與繼電器出口控制，開出操作模件將數(shù)據(jù)通過開入模塊再傳輸給DSP。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用保護(hù)測控裝置，其特征是DSP選用美國德州儀器公司的 TMS320F28335 芯片。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電網(wǎng)保護(hù)測控裝置，主要克服以往裝置型號過多，備品備件復(fù)雜困難的技術(shù)問題。技術(shù)方案通用保護(hù)測控裝置，包括電源模件、開出操作模件、交流采樣模件、CPU模件，CPU模件與電源模件、交流采樣模件單向聯(lián)接，CPU模件與開出操作模件雙向聯(lián)接，其特征是還包括人機(jī)接口模件，CPU模件與人機(jī)接口模件雙向聯(lián)接，CPU模件由DSP、開出驅(qū)動模塊、開入模塊、通訊模件、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、存儲控制器、液晶顯示模件、低通濾波裝置組成，DSP分別與開出驅(qū)動模塊、開入模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器單向聯(lián)接，DSP還分別與通訊模件、存儲控制器雙向聯(lián)接，低通濾波裝置與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器單向聯(lián)接。本實(shí)用新型適用于110KV及以下電壓等級電網(wǎng)的保護(hù)、控制、測量和監(jiān)視。
文檔編號G05B19/042GK201674218SQ20102018208
公開日2010年12月15日 申請日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者張繼征, 徐順寶, 李斌 申請人:上海南自科技股份有限公司