CN109167438A - 一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置 - Google Patents
一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109167438A CN109167438A CN201811157299.6A CN201811157299A CN109167438A CN 109167438 A CN109167438 A CN 109167438A CN 201811157299 A CN201811157299 A CN 201811157299A CN 109167438 A CN109167438 A CN 109167438A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power supply
- supply system
- control device
- novel protected
- tractive power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H02J13/0013—
Abstract
本发明公开了一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置，采用新一代32位基于ARM的软硬件可编程的SoC平台，保护和MMI显示一体化的结构；装置硬件组成有：交流输入单元、保护CPU单元、操作回路单元、电源输入单元；硬件平台采用基于高集成、高性能、低功耗的新一代可编程的SoC平台，集成了ARM双核处理器系统、可编程逻辑FPGA系统和PCIe、I2C、SD/MMC等常用通信接口，具备软硬件可编程，利用ARM稳定性好、外围丰富的特点用来实现数据的分析、处理和传输，利用FPGA在逻辑控制和接口灵活方面的特点来实现AD采样、开入开出控制和人机交互等功能，大大提高装置的逻辑处理能力及可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种测控装置，具体涉及一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置。
背景技术
高速铁路最近几年在我国得到了快速发展。其高速度、高密度、准点率高的特点使得高速铁路备受旅客的青睐。也正是这些特点,对牵引供电可靠性提出更高的要求。目前，在铁路牵引变电所配置有应急保护系统，该系统可以在所内直流电源消失时切断牵引供电回路，防止牵引供电网故障时，由于保护装置无工作电源导致保护拒动，故障无法切除情况。应急保护系统这种保护方案存在明显缺点，选择性不强。只要所内直流电源消失，就切断牵引供电回路会导致铁路机车失电而影响整个铁路运输秩序。
牵引供电技术也在不断地创新和改进，新一代的高科技的测控保护装置不仅仅向单个回路提供完善的保护，还将回路的实时状态、故障信息和故障波形上传给上一级综合监控系统，为城轨直流牵引供电系统提供了安全可靠、功能完善的解决方案。测控保护装置可用作诸如电车、地铁、火车、轻轨等公共交通系统直流变电站中的牵引整流器与馈线柜的测控保护装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是目前牵引供电系统的保护测控装置不能够有效的对供电系统进行检测，检测效率慢、，目的在于提供一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置，解决上述的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置，其特征在于，包括牵引供电系统采用分层分布式结构，分层分布结构由监控单元、通信管理单元、间隔单元组成，所述间隔单元设备包括保护装置、测控装置、备自投装置和测距装置，还包括交流输入单元、保护CPU单元、操作回路单元、电源输入单元，所述保护CPU采用可编程的SoC平台，所述SoC平台集成ARM双核处理器系统、可编程逻辑FPGA系统，并通过PCIe、I2C、SD/MMC通信接口进行数据传输。
本发明提供了一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置，采用新一代32位基于ARM的软硬件可编程的SoC平台，保护和MMI显示一体化的结构；装置硬件组成有：交流输入单元、保护CPU单元、操作回路单元、电源输入单元；硬件平台采用基于高集成、高性能、低功耗的新一代可编程的SoC平台，集成了ARM双核处理器系统、可编程逻辑FPGA系统和PCIe、I2C、SD/MMC等常用通信接口，具备软硬件可编程，利用ARM稳定性好、外围丰富的特点用来实现数据的分析、处理和传输，利用FPGA在逻辑控制和接口灵活方面的特点来实现AD采样、开入开出控制和人机交互等功能，大大提高装置的逻辑处理能力及可靠性；处理器集成度高，保护CPU单元印制板布线更为简单，提高了保护CPU板的抗干扰能力，同时装置功耗大大降低，特别适用于铁路牵引变电所复杂、恶劣的电磁工作环境。
所述ARM双核处理器系统还采集FLASH、UART、LED、DDR信号数据，电源模块向SoC平台进行供电，ARM双核处理器系统通过对上述信号的采集，实现AD采样、开入开出控制和人机交互。装置采用基于集成式数据采集系统的8通道、16位、逐次逼近型同步采样模数转换器(ADC)，每通道的最大采样频率为200kSPS。采样精度高，具有硬软件配合的零漂和增益自动处理功能，保证各种工况条件下的采样数据的准确性。
所述可编程逻辑FPGA系统接收遥信开入、模拟量输入信号，同时输出开出控制信号，通过与外部设备进行GPS、人机交互、光纤通信数据的交互传输。
所述ARM双核处理器系统和可编程逻辑FPGA系统相互间进行数据通信。
所述交流输入单元采用CT、PT设计，同一位置可实现CT和PT互换，最大限度满足牵引变电所安装要求。
所述通讯接口支持IEC61850、IEC60870-5、MODBUS通信规约，具有很好的开放性、兼容性和可靠性。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置，具有高集成、高性能、低功耗，具备软硬件可编程，利用SOC系统上集成的ARM自身的特性，利用SOC系统的专用目标的集成电路，其中包含完整系统并有嵌入软件，嵌入ARM，利用ARM稳定性好，的特点，能够更好的进行保护，该SOC保护CPU单元印制板布线更为简单，保证各种工况条件下的采样数据的准确性，能够最大限度满足牵引变电所不同保护装置需求，可抵御由于接地短路引起电位升高对保护装置绝缘和通信线路产生的侵害。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明牵引变电所综自系统示意图。
图2为本发明测控装置数据传输结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1所示，本发明一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置，其特征在于，包括牵引供电系统采用分层分布式结构，分层分布结构由监控单元、通信管理单元、间隔单元组成，所述间隔单元设备包括保护装置、测控装置、备自投装置和测距装置，还包括交流输入单元、保护CPU单元、操作回路单元、电源输入单元，所述保护CPU采用可编程的SoC平台，所述SoC平台集成ARM双核处理器系统、可编程逻辑FPGA系统，并通过PCIe、I2C、SD/MMC通信接口进行数据传输。
本发明提供了一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置，采用新一代32位基于ARM的软硬件可编程的SoC平台，保护和MMI显示一体化的结构；装置硬件组成有：交流输入单元、保护CPU单元、操作回路单元、电源输入单元；硬件平台采用基于高集成、高性能、低功耗的新一代可编程的SoC平台，集成了ARM双核处理器系统、可编程逻辑FPGA系统和PCIe、I2C、SD/MMC等常用通信接口，具备软硬件可编程，利用ARM稳定性好、外围丰富的特点用来实现数据的分析、处理和传输，利用FPGA在逻辑控制和接口灵活方面的特点来实现AD采样、开入开出控制和人机交互等功能，大大提高装置的逻辑处理能力及可靠性；处理器集成度高，保护CPU单元印制板布线更为简单，提高了保护CPU板的抗干扰能力，同时装置功耗大大降低，特别适用于铁路牵引变电所复杂、恶劣的电磁工作环境。
所述ARM双核处理器系统还采集FLASH、UART、LED、DDR信号数据，电源模块向SoC平台进行供电，ARM双核处理器系统通过对上述信号的采集，实现AD采样、开入开出控制和人机交互。装置采用基于集成式数据采集系统的8通道、16位、逐次逼近型同步采样模数转换器(ADC)，每通道的最大采样频率为200kSPS。采样精度高，具有硬软件配合的零漂和增益自动处理功能，保证各种工况条件下的采样数据的准确性。保护装置功耗低，电源输入单元内部电源输出路数少，电源模块设计更为小巧、简单，电源模块可靠性更高，抗干扰能力更强。同时具备保护、测量和控制功能，实现保护测控一体化，采用全封闭机箱，强弱电严格分开，抗干扰能力强，硬件回路的全面自检，系统软件采用实时多任务系统，采用可视化逻辑开发工具，软件可靠性高，具备离线的逻辑仿真功能，可实现事故分析“透明化”。
所述可编程逻辑FPGA系统接收遥信开入、模拟量输入信号，同时输出开出控制信号，通过与外部设备进行GPS、人机交互、光纤通信数据的交互传输。
所述ARM双核处理器系统和可编程逻辑FPGA系统相互间进行数据通信。
所述交流输入单元采用CT、PT设计，同一位置可实现CT和PT互换，最大限度满足牵引变电所安装要求。
所述通讯接口支持IEC61850、IEC60870-5、MODBUS通信规约，具有很好的开放性、兼容性和可靠性。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置，其特征在于，包括牵引供电系统采用分层分布式结构，分层分布结构由监控单元、通信管理单元、间隔单元组成，所述间隔单元设备包括保护装置、测控装置、备自投装置和测距装置，还包括交流输入单元、保护CPU单元、操作回路单元、电源输入单元，所述保护CPU采用可编程的SoC平台，所述SoC平台集成ARM双核处理器系统、可编程逻辑FPGA系统，并通过PCIe、I2C、SD/MMC通信接口进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置，其特征在于，所述ARM双核处理器系统还采集FLASH、UART、LED、DDR信号数据，电源模块向SoC平台进行供电，ARM双核处理器系统通过对上述信号的采集，实现AD采样、开入开出控制和人机交互。
3.根据权利要求1所述的一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置，其特征在于，所述可编程逻辑FPGA系统接收遥信开入、模拟量输入信号，同时输出开出控制信号，通过与外部设备进行GPS、人机交互、光纤通信数据的交互传输。
4.根据权利要求1所述的一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置，其特征在于，所述ARM双核处理器系统和可编程逻辑FPGA系统相互间进行数据通信。
5.根据权利要求1所述的一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置，其特征在于，所述交流输入单元采用CT、PT设计，同一位置可实现CT和PT互换，最大限度满足牵引变电所安装要求。
6.根据权利要求1所述的一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置，其特征在于，所述通讯接口支持IEC61850、IEC60870-5、MODBUS通信规约，具有很好的开放性、兼容性和可靠性。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811157299.6A CN109167438A (zh) | 2018-09-30 | 2018-09-30 | 一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811157299.6A CN109167438A (zh) | 2018-09-30 | 2018-09-30 | 一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109167438A true CN109167438A (zh) | 2019-01-08 |
Family
ID=64877369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811157299.6A Pending CN109167438A (zh) | 2018-09-30 | 2018-09-30 | 一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109167438A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113253149A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-08-13 | 西安西电开关电气有限公司 | 一种支持边缘计算的高压限流器的监控装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203104110U (zh) * | 2012-12-21 | 2013-07-31 | 武汉烽火富华电气有限责任公司 | 基于多处理器平台的数字式线路保护测控装置 |
| CN104184207A (zh) * | 2013-05-27 | 2014-12-03 | 北京太格时代自动化系统设备有限公司 | 一种电气化铁路数字化牵引变电站的集成控制方法 |
| CN107947356A (zh) * | 2016-10-12 | 2018-04-20 | 成都交大运达电气有限公司 | 电气化铁路数字化牵引变电所自动化系统 |
| CN207588443U (zh) * | 2017-12-04 | 2018-07-06 | 南京国电南自轨道交通工程有限公司 | 适用于轨道交通牵引变电所的直流保护测控装置 |
-
2018
- 2018-09-30 CN CN201811157299.6A patent/CN109167438A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203104110U (zh) * | 2012-12-21 | 2013-07-31 | 武汉烽火富华电气有限责任公司 | 基于多处理器平台的数字式线路保护测控装置 |
| CN104184207A (zh) * | 2013-05-27 | 2014-12-03 | 北京太格时代自动化系统设备有限公司 | 一种电气化铁路数字化牵引变电站的集成控制方法 |
| CN107947356A (zh) * | 2016-10-12 | 2018-04-20 | 成都交大运达电气有限公司 | 电气化铁路数字化牵引变电所自动化系统 |
| CN207588443U (zh) * | 2017-12-04 | 2018-07-06 | 南京国电南自轨道交通工程有限公司 | 适用于轨道交通牵引变电所的直流保护测控装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113253149A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-08-13 | 西安西电开关电气有限公司 | 一种支持边缘计算的高压限流器的监控装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105416344A (zh) | 高速铁路地震监测预警信号接口单元 | |
| CN205195721U (zh) | 地铁监测系统信息采集装置 | |
| CN105109906B (zh) | 一种带式输送机安全保护系统 | |
| CN202679067U (zh) | 一种继电保护硬压板状态采集装置 | |
| CN109167438A (zh) | 一种适用于牵引供电系统的新型保护测控装置 | |
| CN206932066U (zh) | 一种智能馈线终端设备 | |
| CN105680894A (zh) | 一种微机继电保护的通信系统装置 | |
| CN202957666U (zh) | 一种用于电力调度的网络结构 | |
| CN103529763A (zh) | 厂用电监控系统 | |
| CN203722336U (zh) | 光纤接触网隔离开关的控制系统 | |
| CN202551088U (zh) | 一种矿用本安型网关 | |
| CN203232290U (zh) | Gprs无线远程测控终端 | |
| CN206741243U (zh) | 一种高压隔离开关的智能控制器 | |
| CN103746369A (zh) | 一种电网调度反事故演习可视化系统 | |
| CN201750414U (zh) | 半自动应用的wbs-c站间安全信息传输系统 | |
| CN106427671B (zh) | 用于高速铁路地震紧急处置的断电防护装置 | |
| CN203326904U (zh) | 智能高频开关电源系统 | |
| CN102642542A (zh) | 一种基于以太网的机车车辆数据采集装置 | |
| CN204110074U (zh) | 一种有轨电车正线信号控制系统的车载运营辅助系统 | |
| CN203387532U (zh) | 带有以太网通道检测功能的远程终端 | |
| CN103036306A (zh) | 数字式双余度发电机控制系统 | |
| CN106685067A (zh) | 一种通航飞机机载配电系统 | |
| CN203339793U (zh) | 一种直流双电源并列切换装置 | |
| CN203218988U (zh) | 一种长距离电缆隧道供电系统 | |
| CN209381843U (zh) | 一种可视化自动接地系统站所控制箱 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190108 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |