本實用新型涉及繼電保護設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種配電網(wǎng)系統(tǒng)線路保護裝置。

背景技術(shù)：

經(jīng)小電阻接地配電網(wǎng)接地故障通常采用零序電流保護，雖然在實際運行中對于金屬性接地故障具有較好的響應(yīng)能力，然而在存在過渡電阻情況下，則靈敏性較差，并且對于高阻接地的情況也難以可靠識別的缺陷。為了解決解決高阻接地問題，目前做法為在原有零序電流保護的基礎(chǔ)上，引入零序電壓等電氣量構(gòu)成自適應(yīng)零序電流保護。

然而，目前國內(nèi)配電網(wǎng)線路保護裝置存在著采樣精度和采樣頻率較低的問題，無法完全滿足線路保護要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對傳統(tǒng)配電網(wǎng)系統(tǒng)線路保護裝置采樣精度低的問題，提供一種新型的配電網(wǎng)系統(tǒng)線路保護裝置。

本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種配電網(wǎng)系統(tǒng)線路保護裝置，包括主控模塊，以及與所述主控模塊連接的A/D采樣模塊、開入/開出模塊、人機交互模塊以及以太網(wǎng)模塊，還包括通過開入/開出模塊與主控模塊連接的跳合閘模塊；

其中，所述A/D采樣模塊具有多路采樣通道；

所述主控模塊設(shè)置有第一控制接口和第二控制接口，所述主控模塊通過第一控制接口連接所述人機交互模塊，通過第二控制接口連接所述以太網(wǎng)模塊。

作為一優(yōu)選方式，主控模塊設(shè)置有共享內(nèi)存區(qū)的ARM核心和DSP核心，所述ARM核心與DSP核心通過并行接口通信連接。

作為一優(yōu)選方式，所述A/D采樣模塊包括至少兩個微型互感器、至少兩路模擬量低通濾波和若干多路A/D轉(zhuǎn)換芯片；

所述微型互感器分別通過對應(yīng)的模擬量低通濾波連接至多路A/D轉(zhuǎn)換芯片的某一路信號輸入端。

作為一優(yōu)選方式，所述A/D采樣模塊包括16個微型互感器、16路模擬量低通濾波和2片8路A/D轉(zhuǎn)換芯片；

所述微型互感器包括電流互感器和電壓互感器，所述電流互感器和電壓互感器的總量為16個。

作為一優(yōu)選方式，所述開入/開出模塊包括：復(fù)雜可編程邏輯器件、第一光耦隔離、第二光耦隔離以及繼電器；

所述復(fù)雜可編程邏輯器件的輸入端分別通過第一光耦隔離、第二光耦隔離、繼電器連接所述主控模塊。

作為一優(yōu)選方式，所述第一光耦隔離為兩級光耦隔離，所述第二光耦隔離為單級光耦隔離。

作為一優(yōu)選方式，所述跳合閘模塊包括手動跳合閘繼電器和遙控跳合閘繼電器。

作為一優(yōu)選方式，所述人機交互模塊包括顯示屏幕以及鍵盤；

所述第一控制接口包括SPI接口以及I2C接口，所述主控模塊通過SPI接口連接顯示屏幕，通過I2C接口連接鍵盤。

作為一優(yōu)選方式，所述以太網(wǎng)模塊包括遵循IEEE 802.3-2002規(guī)范且支持IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的百兆以太網(wǎng)控制器和以太網(wǎng)口；

所述第二控制接口為MII接口；

所述以太網(wǎng)口包括電以太網(wǎng)口和光以太網(wǎng)口。

作為一優(yōu)選方式，還包括JTAG模塊和電源模塊；

所述主控模塊還設(shè)置有與所述ARM核心以及DSP核心連接的第三控制接口，所述主控模塊通過第三控制接口連接所述JTAG模塊；

所述主控模塊還與所述電源模塊連接。

上述配電網(wǎng)系統(tǒng)線路保護裝置，可通過高性能A/D轉(zhuǎn)換采集各種電氣量，提高了數(shù)據(jù)采集精度和采集效率；并且基于以太網(wǎng)模塊，便于實現(xiàn)與保護信息子站、控制中心的信息交互。

附圖說明

圖1為一實施例的配電網(wǎng)系統(tǒng)線路保護裝置示意圖；

圖2為一實施例的配電網(wǎng)系統(tǒng)線路保護裝置中主控模塊10的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使得本實用新型的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。

圖1為一實施例的配電網(wǎng)系統(tǒng)線路保護裝置示意圖，如圖1所示，本實施例的配電網(wǎng)系統(tǒng)線路保護裝置主要包括主控模塊10，以及與所述主控模塊10連接的A/D采樣模塊20、開入/開出模塊30、人機交互模塊50以及以太網(wǎng)模塊60，還包括通過所述開入/開出模塊30連接所述主控模塊10的跳合閘模塊40。其中，所述A/D采樣模塊20具有多路采樣通道；所述主控模塊10設(shè)置有共享內(nèi)存區(qū)的一個ARM核心和一個DSP核心，還設(shè)置有第一控制接口、第二控制接口，所述ARM核心分別連接所述第一控制接口和第二控制接口，所述ARM核心與DSP核心通過并行接口通信連接；所述主控模塊10通過第一控制接口連接所述人機交互模塊50，通過第二控制接口連接所述以太網(wǎng)模塊60。

作為一優(yōu)選實施方式，所述以太網(wǎng)模塊60包括遵循IEEE 802.3-2002規(guī)范且支持IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)控制器，還包括與所述以太網(wǎng)控制器連接的以太網(wǎng)口。所述以太網(wǎng)控制器內(nèi)含媒體訪問控制器單元和網(wǎng)絡(luò)物理層單元，支持IEEE 1588高精度時間同步。所述以太網(wǎng)口配置有電以太網(wǎng)口和光以太網(wǎng)口，通信接口豐富，適用范圍廣，功能強大。所述以太網(wǎng)模塊60支持IEC 61850的變電站層MMS(Manufacturing Message Specification)通信；還可收發(fā)IEC 61850變電站層總線上的MMS報文，實現(xiàn)與保護信息子站、控制中心的信息交互。

作為一優(yōu)選實施方式，所述主控模塊10內(nèi)置的第二控制接口為MII(Medium Independent Interface)接口，所述主控模塊10通過MII接口與所述以太網(wǎng)模塊60連接，用于實現(xiàn)兼容不同類型的以太網(wǎng)模塊60。

優(yōu)選的，所述以太網(wǎng)模塊60使用百兆網(wǎng)絡(luò)控制芯片KSZ8995為核心，配置有兩個電以太網(wǎng)口和兩個光以太網(wǎng)口。對應(yīng)的以太網(wǎng)模塊60支持IEC 61850的變電站層MMS通信，可通過該以太網(wǎng)模塊60收發(fā)IEC 61850變電站層總線上的MMS報文，實現(xiàn)與保護信息子站、控制中心的信息交互。

基于上述配電網(wǎng)系統(tǒng)線路保護裝置，可通過高性能A/D轉(zhuǎn)換模塊采集各種電氣量，提高了數(shù)據(jù)采集精度和采集效率；并且基于以太網(wǎng)模塊，便于實現(xiàn)與保護信息子站、控制中心的信息交互。

作為一優(yōu)選實施方式，所述的配電網(wǎng)系統(tǒng)線路保護裝置還包括JTAG(Joint Test Action Group)模塊70和電源模塊80。所述主控模塊10還設(shè)置有與所述ARM核心以及DSP核心連接的第三控制接口，所述主控模塊10通過第三控制接口連接所述JTAG模塊70；所述主控模塊10還與所述電源模塊80連接。通過電源模塊80為配電網(wǎng)系統(tǒng)線路保護裝置中的其他模塊提供電能。

優(yōu)選的，所述第三控制接口為標(biāo)準(zhǔn)的14針JTAG接口，通過所述JTAG模塊70實現(xiàn)對裝置的調(diào)試與配置。所述電源模塊80為小型化開關(guān)電源模塊80，便于集成，其輸入為110V/220V的交流電或直流電，經(jīng)內(nèi)部整流逆變后得不同電平直流電壓輸出，所述電源模塊輸入交流電壓幅值范圍為85～256V，所述電源模塊輸出直流電壓包括但不限于5V、7.5V以及24V。

如圖2所示，優(yōu)選的，所述主控模塊10采用德州儀器生產(chǎn)的F28M36P63C2雙核處理器芯片，包括一個主頻為150MHz的DSP核心和100MHz的ARM核心，所述DSP核心與所述ARM核心通過HPI(HOST PORT INTERFACE)接口通信連接。所述DSP核心負責(zé)進行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理以及保護判別等工作；所述ARM核心負責(zé)包括顯示、按鍵在內(nèi)的人機交互控制，以及網(wǎng)絡(luò)通信處理。所述DSP核心和所述ARM處理器之間通過共享內(nèi)存(ShareRAM)進行數(shù)據(jù)交換。由此，不同實時性要求以及重要程度的任務(wù)分由不同核心處理，有利于增強裝置的可靠性、穩(wěn)定性以及魯棒性。

作為一優(yōu)選實施方式，所述A/D采樣模塊20包括至少兩個微型互感器、至少兩路模擬量低通濾波和若干多路A/D轉(zhuǎn)換芯片；所述微型互感器的數(shù)量與所述模擬量低通濾波的數(shù)量相同，所述若干多路A/D轉(zhuǎn)換芯片的總路數(shù)與所述微型互感器的數(shù)量相同；所述微型互感器分別通過對應(yīng)的模擬量低通濾波連接至多路A/D轉(zhuǎn)換芯片的某一路信號輸入端。

優(yōu)選的，所述A/D采樣模塊20通過系統(tǒng)總線連接主控模塊10。所述A/D采樣模塊20包括16個微型互感器、16路模擬量低通濾波和2片8路A/D轉(zhuǎn)換芯片；所述微型互感器包括電流互感器和電壓互感器，所述電流互感器和電壓互感器的總量為16個。例如：以高精度A/D采樣芯片AD7606為核心，包括微型互感器、模擬量低通濾波以及A/D轉(zhuǎn)換電路。微型互感器部分優(yōu)選采用電流20A/7.07V的電流互感器和120V/7.07V的電壓互感器。模擬量低通濾波部分優(yōu)選采用二階RC低通濾波器，其截止頻率為1kHz。A/D轉(zhuǎn)換部分優(yōu)選采用AD7606芯片，有16位精度，最大200kHz的采樣頻率，所述A/D采樣模塊20與主控模塊10經(jīng)總線連接，對應(yīng)的配電網(wǎng)系統(tǒng)線路保護裝置最多可安裝16路A/D采樣通道，相比于傳統(tǒng)裝置，其采用效率高。

作為一優(yōu)選實施方式，所述開入/開出模塊30通過系統(tǒng)總線連接主控模塊10。所述開入/開出模塊30包括：復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD(Complex Programmable Logic Device)、第一光耦隔離、第二光耦隔離以及繼電器；所述復(fù)雜可編程邏輯器件的輸入端分別通過第一光耦隔離、第二光耦隔離、繼電器連接所述主控模塊10。優(yōu)選的，所述第一光耦隔離為兩級光耦隔離，所述第二光耦隔離為單級光耦隔離。例如：所述開入/開出模塊30由DSP核心的總線接口經(jīng)CPLD芯片擴展組成，其中12路開入量通過兩級光耦隔離輸入，支持110V/220V開入量輸入；其中4路開入量通過單級光耦隔離輸入，支持24V開入量輸入；其中6路開出量通過繼電器輸出，接點最大容量為，250V/5A。

作為一優(yōu)選實施方式，所述跳合閘模塊40包括手動跳合閘繼電器和遙控跳合閘繼電器，所述跳合閘模塊經(jīng)開入/開出模塊與主控模塊相連。此外，所述跳合閘模塊40具有自保持的跳閘和合閘回路，最大可承受6A的跳合閘電流；具有位置信號，事故音響，控制回路斷線信號輸出的功能。

作為一優(yōu)選實施方式，所述人機交互模塊50包括顯示屏幕以及鍵盤；所述顯示屏幕用于輸出故障信息或者故障檢測的用戶操作界面，所述鍵盤用于用戶輸入操作指令或者檢測用參數(shù)。對應(yīng)的，所述主控模塊10內(nèi)置的第一控制接口包括SPI(Serial Peripheral Interface)接口以及I2C(Inter-Integrated Circuit，兩線式串行總線)接口，所述主控模塊10通過SPI接口連接顯示屏幕，通過I2C接口連接鍵盤。

優(yōu)選的，所述顯示屏幕為內(nèi)置驅(qū)動芯片的彩色TFT(Thin-Film Transistor)屏幕；所述顯示屏幕內(nèi)置驅(qū)動芯片，所述顯示屏幕內(nèi)置背光調(diào)節(jié)模塊。例如：采用4.3英寸彩色TFT屏幕，其分辨率為480*272，所述TFT屏幕內(nèi)置的控制器經(jīng)SPI接口與ARM核心相連，所述顯示模塊使用TPS61080芯片控制TFT屏幕背光。

優(yōu)選的，所述鍵盤為矩陣鍵盤，通過矩陣鍵盤專用鍵盤芯片進行按鍵掃描。例如：使用鍵盤芯片TCA8418對4*5矩陣鍵盤進行掃描，并通過I2C接口與主控模塊10的ARM核心(AM1707芯片)進行通信。

上述實施例的配電網(wǎng)系統(tǒng)線路保護裝置，可通過高性能A/D轉(zhuǎn)換采集各種電氣量，提高了數(shù)據(jù)采集精度和采集效率；并且基于以太網(wǎng)模塊，便于實現(xiàn)與保護信息子站、控制中心的信息交互；以及通過其強大的計算能力實現(xiàn)不同故障情況下的自適應(yīng)判別。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。