專利名稱：一種中壓數(shù)字化開關柜的微機綜合保護測控裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種中壓數(shù)字化開關柜的微機綜合保護測控裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的中壓(35kV以下)數(shù)字化開關柜的保護測量控制裝置主要是基于熱繼電器 或晶體管集成電路、普通單片機的保護等，采用這些技術(shù)去采集中壓開關柜的各種數(shù)據(jù)，測 量監(jiān)控中壓開關柜的運行狀況，當出現(xiàn)問題時，輸出信號給執(zhí)行機構(gòu)控制斷路器的斷開或 合閘。以上這些技術(shù)的產(chǎn)品目前都有應用。 基于熱繼電器的保護是以熱敏電阻和繼電器為核心，存在的主要問題是時滯長、 精度低，熱敏電阻和繼電器的可靠性差，單個繼電器功能單一，應用該技術(shù)的產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 復雜，可靠性差，反應速度慢。 基于晶體管集成電路保護的主要問題在于抗干擾的高要求實現(xiàn)困難，并且一旦設 計好后一般不可能再擴展，難于實現(xiàn)比較好的人機接口 。 而基于普通單片機的保護的主要問題是限于普通單片機的速度和數(shù)據(jù)處理能力， 難于實現(xiàn)高級算法和可擴展的通信接口 。
實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實用新型所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種對中 壓開關柜數(shù)據(jù)采集及處理能力強、反應速度快實時性好，功能集成度高，通信功能強，人機 界面友好的微機綜合保護測控裝置。 解決上述技術(shù)問題，本實用新型可以通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn) —種中壓數(shù)字化開關柜的微機綜合保護測控裝置，其特征是包括由數(shù)據(jù)線電連
接的交流板、控制主板和面板，控制主板由電源提供電源； 所述的控制主板上插接有時鐘IC、中央控制芯片CPU、臨時內(nèi)存RAM、固定內(nèi)存
R0M、存儲器EEPR0M、可編程邏輯器件EPLD、模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D、"定時限"+ "反時限"控制邏輯、
輸入輸出轉(zhuǎn)換1/D模塊、光隔、濾波器以及操作板。 所述的中央控制芯片為低功耗的32位ColdFire MCU芯片。 在上述基礎上，本實用新型還可進一步完善 所述的控制主板上還外接有遙信板，遙信板的遙信量和遙脈量分別通過寫入光隔 經(jīng)I/D轉(zhuǎn)換輸入CPU ;可以實現(xiàn)遠方通信控制。 所述的控制主板上還設有以太網(wǎng)通訊端口和RS485接口，以太網(wǎng)通訊端口接入以 太網(wǎng)絡，RS485接口接入RS485網(wǎng)絡，實現(xiàn)通信。 所述的控制主板上還外接有操作板和多路開關MUX1，起到多路選擇功能。 交流輸入量從交流板經(jīng)低通濾波器濾波后由MUX多路開關選擇后送至采樣通道 經(jīng)八/1)轉(zhuǎn)換后經(jīng)"定時限"+ "反時限"控制邏輯送至CPU, I/D轉(zhuǎn)換值寫入光隔傳遞給操作 板，遙信板的遙信量和遙脈量分別通過寫入光隔經(jīng)I/D轉(zhuǎn)換輸入CPU，面板與控制主板連接。 本實用新型的優(yōu)點是 1 、響應速度明顯加快，更加符合微機綜合保護實時性的要求。 2、結(jié)構(gòu)簡單明朗，便于維護和擴充，基于熱繼電器的保護技術(shù)、基于晶體管集成電 路的保護技術(shù)，基本上是用硬件來實現(xiàn)所有的技術(shù)特征要求，其結(jié)構(gòu)必然復雜，不便于維 護，不易擴展；基于普通單片機的保護技術(shù)特征的實現(xiàn)上是通過軟硬件結(jié)合來實現(xiàn)的，但因 為單片機性能上的限制，所以也必須通過硬件上冗余來達到實現(xiàn)技術(shù)特征要求的目的。而 以低功耗32位ColdFire MCU芯片為核心的微機綜合繼電保護技術(shù)正是從硬件設計和軟件 設計上充分發(fā)揮了低功耗32位ColdFire MCU芯片的強大性能，使該技術(shù)實現(xiàn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 簡單明朗，維護方便，易于擴展。 3、利用了低功耗32位ColdFire MCU芯片突出的數(shù)據(jù)處理能力，實現(xiàn)了 ，動作報 告、告警報告、操作事項、S0E報告和錄波報告記錄等其他現(xiàn)有技術(shù)都難以實現(xiàn)的功能。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)組成原理框示意圖； 圖2是負序過流保護邏輯示意圖； 圖3是本實用新型的PT斷線邏輯示意圖。 圖中1-電源，2-交流板，3-控制主板，4-操作板，5-遙信板，6-面板，7-時鐘， 8-中央控制芯片CPU， 9-RAM， 10-R0M， 11-EEPR0M， 12-EPLD， 13-多路開關MUX， 14-A/D， 15-"定時限"+ "反時限"控制邏輯，16-以太網(wǎng)通訊端口 ， 17-RS485接口 ， 18-I/D, 19-光隔， 20-濾波器。
具體實施方式如圖1所示，本中壓數(shù)字開關柜的微機綜合保護測控裝置實施例，包括由數(shù)據(jù)線 電連接的交流板2、控制主板3和面板6，控制主板3由電源1提供電源。 控制主板3上插接有時鐘IC7、中央控制芯片CPU8、臨時內(nèi)存RAM9、固定內(nèi)存 R0M10、存儲器EEPR0M11、可編程邏輯器件EPLD12、 MUX多路開關13、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊A/D14、 "定時限"+ "反時限"控制邏輯模塊15、輸入輸出轉(zhuǎn)換1/D模塊18、光隔模塊19、操作板4 以及濾波器20。 交流輸入量從交流板經(jīng)低通濾波器20濾波后由MUX多路開關13選擇后送至采樣 通道，又通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊八/014轉(zhuǎn)換后經(jīng)"定時限"+ "反時限"控制邏輯模塊15送至中 央控制芯片CPU8， I/D18轉(zhuǎn)換值寫入光隔19傳遞給操作板4，操作板4輸出信號給執(zhí)行機 構(gòu)控制斷路器的斷開或合閘。 遙信板的遙信量和遙脈量分別通過寫入光隔經(jīng)I/D轉(zhuǎn)換輸入CPU，控制主板上設 有以太網(wǎng)通訊端口和RS48517接口，以太網(wǎng)通訊端口接入以太網(wǎng)絡，RS485接口接入RS485 網(wǎng)絡。 圖2是實施例的負序過流保護邏輯圖，負序過流保護對饋電母線更能顯出其優(yōu) 點，通常饋電母線的過流定值要求考慮所有出線的最大負荷情況，以達到線路后備保護的功能，由于定值相對較大，這樣就大大降低了母線側(cè)及線路側(cè)保護對故障的反應，而采用負 序過流保護由于其反映的是故障時刻的電流，其定值整定將大大低于母線的負荷水平，并 降低了整定時間。這樣線路與母線的負序過流保護配合起來可大大提高靈敏度及動作速 度，從而使其成為更有效的相間故障后備保護。 圖3為本實用新型的PT斷線邏輯圖，PT斷線檢測功能(LOP)可由配置字投退，保 護啟動后停止檢測PT斷線，整組返回后恢復檢測，滿足條件后延時1. 25秒驅(qū)動異常告警發(fā) 出本地及中央告警信號，但不切斷保護出口回路的+24V電源，母線側(cè)PT斷線或線路PT斷 線后，檢同期重合閘或檢無壓重合閘被閉鎖； 圖4是準同期元件軟件框圖。 圖5是本實用新型的典型使用圖，裝置適用于35kV以下電壓等級的輸電線路、變 壓器出線、電容器等間隔的電流電壓保護，裝置同時提供測控功能。 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理速度，加強數(shù)據(jù)處理能 力，本實用新型以低功耗32位ColdFire MCU芯片為核心設計的微機綜合保護測控裝置，發(fā) 展了傳統(tǒng)的多功能繼電器技術(shù)，集成了D/A輸出、信息傳輸、故障波形記錄等更為充實的功 能，達到的效果是實時性好，反應速度快，功能集成度高，通信功能強，人機界面友好，是一 種對數(shù)字化開關柜提供綜合、全面精確、快速保護的技術(shù)。
權(quán)利要求一種中壓數(shù)字化開關柜的微機綜合保護測控裝置，其特征是包括由數(shù)據(jù)線電連接的交流板(2)、控制主板(3)和面板(6)，控制主板(3)由電源(1)提供電源；所述的控制主板(3)上插接有時鐘IC(7)、中央控制芯片CPU(8)、臨時內(nèi)存RAM(9)、固定內(nèi)存ROM(10)、存儲器EEPROM(11)、可編程邏輯器件EPLD(12)、模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D(14)、定時限反時限控制邏輯(15)、輸入輸出轉(zhuǎn)換I/D(18)模塊、光隔(19)、濾波器(20)以及操作板(4)；交流輸入量從交流板經(jīng)低通濾波器濾波后由MUX多路開關選擇后送至采樣通道經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后經(jīng)“定時限”+“反時限”控制邏輯送至CPU，I/D轉(zhuǎn)換值寫入光隔(19)傳遞給操作板(4)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中壓數(shù)字化開關柜的微機綜合保護測控裝置，其特征是所 述的中央控制芯片(8)為低功耗的32位ColdFire MCU芯片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的中壓數(shù)字化開關柜的微機綜合保護測控裝置，其特征是所 述的控制主板(3)還外接有遙信板(5)，遙信板(5)的遙信量和遙脈量分別通過寫入光隔經(jīng) I/D轉(zhuǎn)換輸入CPU。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的中壓數(shù)字化開關柜的微機綜合保護測控裝置，其特征是所 述的控制主板(3)上設有以太網(wǎng)通訊端口 (16)和RS485接口 (17)，以太網(wǎng)通訊端口接入以 太網(wǎng)絡，RS485接口接入RS485網(wǎng)絡。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的中壓數(shù)字化開關柜的微機綜合保護測控裝置，其特征是所 述的控制主板(3)還插接有多路開關MUX(13)。
專利摘要一種中壓數(shù)字化開關柜的微機綜合保護測控裝置，包括由數(shù)據(jù)線電連接的交流板(2)、控制主板(3)和面板(6)，主板由電源(1)供電；主板上插接有時鐘IC(7)、芯片CPU(8)、RAM(9)、ROM(10)、EEPROM(11)、EPLD(12)、A/D(14)、“定時限”+“反時限”控制邏輯(15)、I/D(18)、光隔(19)以及濾波器(20)；交流輸入量從交流板經(jīng)低通濾波器濾波后由MUX多路開關選擇后送至采樣通道經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后經(jīng)“定時限”+“反時限”控制邏輯送至CPU，I/D轉(zhuǎn)換值寫入光隔傳遞給操作板。本裝置數(shù)據(jù)采集及處理能力強、反應速度快實時性好，功能集成度高，通信功能強，人機界面友好。
文檔編號H02H7/22GK201490705SQ200820206610
公開日2010年5月26日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者王 義, 賈景龍 申請人:廣州白云電器設備股份有限公司