CN201142561Y - 数字式线路保护装置 - Google Patents
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Abstract
一种数字式线路保护装置，它主要由电源及交流采样插件、CPU插件以及操作和信号出口插件组成，所述的电源采用220V交直流两用开关电源，其中输出的+5V接于CPU插件，输出的12V接于A/D采集部分；在交流采样插件上共有15个模拟量输入变换器，用于将二次交流信号隔离变换为小电流或小电压信号，经调整后输入到A/D；所述的CPU插件为32位DSP+MCU的双CPU硬件结构，其中DSP芯片构成数据采集和处理装置，而MCU芯片与键盘和LCD液晶显示器相连，并构成人机对话板；在该CPU插件上还设置有至少两个独立的标准通讯接口RS485、CAN；它具有结构合理，使用方便，安全可靠等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种适用于110kV及以下系统馈电线路的保护装置，主要应用于电力系统。
背景技术
在110KV及以下供电系统的馈电线路中，常常需要根据馈电线路的实际需要而配置专门的或常规的线路保护装置，以保证供电线路的正常工作。目前在供电线路中所使用的馈电线路保护装置多为成熟的常规技术，这些技术要么结构简单，功能上存在有缺陷；要么结构复杂，体积较大，使用成本高。随着微机技术的不断发展，人们已经将微机测控保护等技术应用于馈电线路的保护当中去，并取得了一些效果，如已经使用的微机保护装置解决了继电保护的功能；但上述的保护装置采用的是一种面向功能功能的设计结构，它们仍不能满足供电系统中馈电线路的安全使用要求。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述存在的不足，而提供一种结构合理，使用方便，安全可靠，采用面向间隔为对象的设计结构，即以电气间隔为单元，将该间隔所需的所有保护和测控等功能集于一台装置作综合一体化设计，同时要求单元装置可以满足直接下放安装于当地间隔中的工程设计需求的数字式线路保护装置。
本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，它主要由电源及交流采样插件、CPU插件以及操作和信号出口插件组成，所述的电源采用220V交直流两用开关电源，其中输出的+5V接于CPU插件，输出的12V接于A/D采集部分；在交流采样插件上共有15个模拟量输入变换器，用于将二次交流信号隔离变换为小电流或小电压信号，经调整后输入到A/D。
所述的CPU插件为32位DSP+MCU的双CPU硬件结构，其中DSP芯片构成数据采集和处理装置，而MCU芯片与键盘和LCD液晶显示器相连，并构成人机对话板；在该CPU插件上还设置有至少两个独立的标准通讯接口RS485、CAN。
本实用新型所述的CPU插件通过I/O和光隔与操作和信号出口插件相连，该插件设置有八个独立的继电器出口并定义成出口结点或信号放电继电器的出口可与八个继电器中的若干个实现联动。
所述的操作插件接收来自出口插件的控制命令，完成操作机构的跳闸、合闸操作及防跳跃功能；采集并上发开关的合位/跳位信号；实现压力异常告警及压力降低闭锁跳合闸功能；信号出口插件接收CPU下发的命令并完成控制命令的输出；向CPU转发操作箱的上传信号(合/跳位)，完成信号灯指示。
本实用新型作为发电厂和变电站自动化系统内的间隔层智能化单元、微机线路测控保护装置，可实现电气间隔内线路的遥测、遥信、遥调、遥控(四遥功能)以及继电保护等多项功能。本实用新型符合当今变电站综合自动化水平发展的需要，具有良好性价比。解决了微机装置在恶劣环境下长期可靠运行的问题。装置在软件和硬件设计上借鉴了国内外同类产品的成功经验，与同类老产品相比，使用了现场总线等先进技术；它具有结构合理，使用和维护方便，系统的安全性、可靠性好等特点。
附图说明
图1是本实用新型的组成结构原理图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍：如附图1所示，本实用新型主要由电源及交流采样插件、CPU插件以及操作和信号出口插件等组成，它包括：
第一部分为电源及交流采样插件，电源采用220V交直流两用的开关电源，可输出+5V/1.5A、±12V/0.2A、+24V/0.2A。其中+5V用于CPU系统、12V用于A/D采集部分、24V用于开入量和开出量的部分继电器。交流插件上共有15个模拟量输入变换器，用于将二次交流信号(三相电压、三相测量电流、三相保护电流、一个零序电压、一个同期电压、一个零序电流)隔离变换为小电流或小电压信号，经调整后输入到A/D。
第二部分为CPU插件，CPU插件采用32位高性能DSP芯片构成简洁高效的数据采集和处理系统，独特的设计和先进的表面贴装技术及多层印制板工艺，大大提高了系统的可靠性和抗干扰能力；保护采用32位高性能DSP芯片(硬件乘法器、大容量快速闪存、并行结构及多级流水线技术)提高了保护装置的数据处理能力，便于实现更快的算法和优化的高级语言操作系统。DSP芯片负责数据采集、滤波、计算、故障判断计通讯等；MCU芯片负责键盘和LCD液晶显示，双CPU之间通过通讯互联，使得两个处理器工作相互独立，互不影响；快速、新型A/D采样转换精度达14位，每通道采样时间不超过3μs，并且可对通道进行软件补偿，采用频率跟踪技术，保证了采样的精度和速度；FFT变换，每周波64点采样，实时多点采集电流、电压波形，可分析得到基波2～15次谐波保证了采样的准确性；硬件GPS卫星对时，相对精度为1ms，提高了遥信的分辨率，可实现同步采样；提供两种独立的标准通讯接口(RS485、CAN)，能适应多种通讯媒介(光纤、屏蔽双绞线等)，采用LFP规约，并支持电力行业标准DL/T667-1999(IEC-60870-5-103)，传输速率为1Mb/sCAN网或10M/100M以太网通讯，具备主动上传能力。CPU插件构成整个装置的功能核心。
第三部分为操作及信号出口插件，操作插件接收来自出口插件的控制命令，完成操作机构的跳闸、合闸操作及防跳跃功能；采集并上发开关的合位/跳位信号；实现压力异常告警及压力降低闭锁跳合闸功能；当保护因事故跳闸及开关偷跳时，操作箱发事故总信号；控制回路断线后，发控制回路断线信号。信号出口插件接收CPU下发的命令并完成控制命令的输出；向CPU转发操作箱的上传信号(合/跳位)；完成信号灯指示；放电。该插件有八个独立的继电器出口，可定义成出口结点或信号。放电继电器的出口可与8个继电器中的若干个实现联动，装置故障时该插件还可发故障信号并闭锁跳/合闸操作。
第四部分人机对话板，人机对话板配有便捷的薄膜输入键盘和丰富的液晶显示，为用户提供了良好的操作界面；该板与CPU插件以通讯互联的方式相连接，接收主系统的测量数据、开关量数据及各种故障告警信息供用户浏览，同时用户还可以调整系统开入量的去抖时间、修改电压电流的变比、设置装置的通讯地址、做遥控的传动实验、整定保护的定值和系统的时间等，增加了系统使用的灵活性。
本实用新型所涉及的实施例中未详述的元器件等内容均为公知的常规技术内容，本领域的技术人员在了解上述记载的发明内容技术上，能够进行多种变换，且能方便地实施本发明。
Claims (4)
1、一种数字式线路保护装置，它主要由电源及交流采样插件、CPU插件以及操作和信号出口插件组成，其特征在于所述的电源采用220V交直流两用开关电源，其中输出的+5V接于CPU插件，输出的12V接于A/D采集部分；在交流采样插件上共有15个模拟量输入变换器，用于将二次交流信号隔离变换为小电流或小电压信号，经调整后输入到A/D。
2、根据权利要求1所述的数字式线路保护装置，其特征在于所述的CPU插件为32位DSP+MCU的双CPU硬件结构，其中DSP芯片构成数据采集和处理装置，而MCU芯片与键盘和LCD液晶显示器相连，并构成人机对话板；在该CPU插件上还设置有至少两个独立的标准通讯接口RS485、CAN。
3、根据权利要求1或2所述的数字式线路保护装置，其特征在于所述的CPU插件通过I/O和光隔与操作和信号出口插件相连，该插件设置有八个独立的继电器出口并定义成出口结点或信号放电继电器的出口可与八个继电器中的若干个实现联动。
4、根据权利要求3所述的数字式线路保护装置，其特征在于所述的操作插件接收来自出口插件的控制命令，完成操作机构的跳闸、合闸操作及防跳跃功能；采集并上发开关的合位/跳位信号；实现压力异常告警及压力降低闭锁跳合闸功能；信号出口插件接收CPU下发的命令并完成控制命令的输出；向CPU转发操作箱的上传信号，完成信号灯指示。
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2007
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