CN201156671Y - 一种阀基电子控制装置 - Google Patents

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CN201156671Y CNU2007203113399U CN200720311339U CN201156671Y CN 201156671 Y CN201156671 Y CN 201156671Y CN U2007203113399 U CNU2007203113399 U CN U2007203113399U CN 200720311339 U CN200720311339 U CN 200720311339U CN 201156671 Y CN201156671 Y CN 201156671Y
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张杭
严结实
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Abstract

本实用新型公开了一种能够通用于直流输电和柔性交流输电控制保护系统的阀基电子控制装置，包括一个接收同步电压的模拟量模块，该模拟量模块的输出连接一个CPU模块，其输出通过一个CAN总线连接人机界面模块，CPU模块还通过一个并行总线与一个合并器模块、n个控制传输单元双向信号连接；每个控制传输单元中分别设有两个触发模块和两个回报模块，触发模块之一通过一个与CPU模块连接的串行总线获取触发脉冲信号和脉冲封锁信号；合并器模块的输入接收外部输入的触发裁决信号和多路触发信号；回报模块接收外部输入的光回报脉冲；触发模块通过CPU模块完成越限判断所送至的触发信号以光脉冲形式输出所需的控制信号。

Description

一种阀基电子控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种应用于直流输电和柔性交流输电系统的阀基电子控制装置。
背景技术
随着我国西电东送、跨区输电联网建设和发展高效节能型经济需要，直流输电或柔性交流输电在我国电网建设和环保节能方面将起到越来越重要的作用。为保证直流输电或柔性交流输电系统中各设备稳定可靠运行，其控制保护系统中的阀基电子控制线路板(VCU)是关键设备。VCU装置是连接控制设备与控制装置的中间设备，好的VCU装置不但能保证电力电子设备在正常情况下的可靠触发要求，还要具有异常情况下保护电力电子设备不受损害的功能。此外，对电力电子设备的运行状态监视也应一并考虑，以便控制和保护系统有效响应阀元件故障，防止故障扩大。并精确到元件的故障定位。以方便运行人员快速地找到故障位置，减少电力电子设备因故障退出运行的时间。目前VCU装置与控制系统以及电力电子设备的连接均采用光缆，这种连接方式利用光缆隔离高低电位，具有绝缘隔离可靠，无干扰等优点。
由于直流输电和柔性交流输电中控制保护系统的控制对象特性和控制保护系统的结构不同，现有的VCU装置功能单一、通用性较差，不能同时适用于上述两种不同的输电方式，因此不利于降低开发成本和提高控制保护系统的适用性。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种功能可扩展、性能稳定、并能够通用于直流输电和柔性交流输电控制保护系统的阀基电子控制装置。
为达到以上目的，本实用新型是采取如下技术方案予以实现的：
一种阀基电子控制装置，其特征在于，包括一个接收同步测量电压的模拟量模块，该模拟量模块的输出连接一个CPU模块，所述CPU模块的输出通过一根CAN总线连接人机界面插件，该CPU模块还通过一个并行总线与一个合并器模块、n个控制传输单元双向信号连接，其中n≥2；所述每个控制传输单元中分别设有两个触发模块和两个回报模块，所述触发模块之一通过一个与CPU模块连接的串行总线获取触发脉冲信号和脉冲封锁信号；所述合并器模块的输入接收外部输入的触发裁决信号和多路触发信号，并通过串行总线获取告警封锁信号，该合并器模块通过输出端子输出告警信号；所述回报模块接收外部输入的光回报脉冲并对回报脉冲进行解码，从中提取电力电子元件和触发通道的相关故障状态信息送至CPU模块；所述触发模块通过CPU模块完成越限判断所送至的触发信号以光脉冲形式输出所需的控制信号。
上述方案中，所述控制传输单元的个数n取4。所述的合并器模块包括一个设置有安全加密芯片的现场可编程门阵列FPGA芯片，其输入通过光纤输入接头连接光触发信号，并通过一个输入隔离光耦连接裁决信号输入；其输出通过输出隔离光耦、驱动和继电器连接告警信号输出；所述的现场可编程门阵列FPGA还设置有触发脉冲输出通道、触发范围控制信号和告警封锁信号输入通道、片选信号和中断信号输入通道、复位信号通道、I2C和I/O总线、数据总线和地址总线通过两个96芯插头与并行总线PI连接。
本实用新型的优点是：装置采用模块化组合方式，各个功能模块可以拆卸更换，控制传输单元数量可以扩展以适应直流输电和柔性交流输电不同工况下控制对象对控制信号数量的要求，具有较强的灵活性；可自生成同步脉冲信号，并可对触发脉冲进行触发范围和脉冲完整性判断判断；本阀基电子装置安装有合并器模块用于选择冗余控制系统触发信号中的有效信号，该模块使阀基电子装置可以适用于直流输电和柔性交流输电中不同工况下各种冗余和非冗余控制保护系统，同时该模块还具有封锁触发脉冲、输出紧急告警信号的功能；触发脉冲输出与回报脉冲输入均采用光纤连接可以满足直流输电和柔性交流输电中对阀基电子与电力电子设备电气隔离的要求。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图。
图2是图1中合并器模块的结构原理图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如附图1所示，一种阀基电子控制装置，包括一个接收同步测量电压的模拟量模块1，该模拟量模块1的输出连接一个CPU模块2，CPU模块2的输出通过一个CAN总线连接人机界面插件3，通过CAN总线通讯方式将需要显示的数据送至人机界面插件3的彩色液晶显示器件上；该CPU模块2还通过一个并行总线PI与一个合并器模块4、四个控制传输单元5-1、5-2、5-3、5-4双向信号连接；每个控制传输单元中分别设有两个触发模块和两个回报模块，其中一个触发模块通过一个与CPU模块2连接的串行总线SI获取触发脉冲信号和脉冲封锁信号；合并器模块4的输入接收外部输入的触发裁决信号和六路触发信号；回报模块接收外部输入的光回报脉冲并对回报脉冲进行解码，从中提取电力电子元件和触发通道的相关故障状态信息送至CPU模块2；触发模块通过CPU模块2完成越限判断所送至的触发信号以光脉冲形式输出所需的控制信号。CPU模块2通过并行总线PI与合并器模块4、四个控制传输单元双向信号连接时均通过96芯插件相互连接。
图1中，合并器模块4接受外部调节控制单元输入的裁决信号和六路触发信号，选择有效的触发信号送至CPU模块2。CPU模块依据模拟量模块1采集的同步电压生成同步信号，并对有效的触发信号进行越限判断，完成越限判断的触发信号被送至各控制传输单元的触发模块，经过触发脉冲编码和分配后以光脉冲形式由触发模块的光输出接口输出所需的控制触发脉冲。CPU模块2对电力电子元件和触发通道的相关故障状态信息的进行统计并发出报警信号。CPU模块2可在装置故障或外部发出闭锁触发脉冲指令时向控制传输单元的触发模块发出脉冲闭锁信号闭锁触发脉冲。
如图2所示，合并器模块包括6路光纤输入接头、12路电信号输入端子、4路电输出信号端子、输入隔离光耦、输出隔离光耦、继电器、5个工作状态跳线开关、4个LED工作指示灯、FPGA芯片、32MHz晶振、E2PROM加密芯片、4路触发脉冲输出通道、4路触发范围控制信号输入通道、4路封锁信号输入通道、I2C总线、24位数据和I/O总线、4路片选信号输入通道(低电平有效)、4路中断信号输入通道(低电平有效)、2位地址总线、复位信号通道(低电平有效)以及2个96针链接插头。其中，6路光纤输入接头输入冗余的触发信号并对触发信号进行光电转换；4路电输出信号端子作为继电器输出端子；12路电信号输入端子输入用进行判断有效触发信号的裁决信号；输入隔离光耦用对输入的裁决信号进行电气隔离；输出隔离光耦对输出的告警信号进行电气隔离；继电器用于输出告警信号；5个工作状态跳线开关用于选择合并器模块的工作模式，4个LED工作指示灯指示合并器模块的工作模式；FPGA芯片实现合并器控制和裁决的逻辑功能，32MHz晶振为FPGA芯片提供工作时钟；E2PROM加密芯片存储硬件加密程序；4路触发脉冲输出通道用于输出触发脉冲到处发模块，4路触发范围控制信号输入通道用于输入触发范围控制信号到FPGA芯片；4路封锁信号输入通道用于输入封锁触发脉冲的封锁信号到FPGA芯片；I2C总线用于和CPU模块的串行通讯；24位数据和I/O总线用于和CPU模块的并行数据和I/O通讯；4路片选信号输入通道(低电平有效)传送合并器模块和CPU模块间并行总线的片选信号；4路中断信号输入通道(低电平有效)传送合并器模块和CPU模块间并行总线的中断信号；2位地址总线传送合并器模块和CPU模块间并行总线的作为数据通讯的地址位；复位信号通道(低电平有效)传送合并器模块和CPU模块间并行总线的作为数据通讯的复位信号；2个96针链接插头作为合并器模块与总线板的链接插头。

Claims (3)

1.一种阀基电子控制装置，其特征在于，包括一个接收同步测量电压的模拟量模块，该模拟量模块的输出连接一个CPU模块，所述CPU模块的输出通过一根CAN总线连接人机界面插件，该CPU模块还通过一个并行总线与一个合并器模块、n个控制传输单元双向信号连接，其中n≥2；所述每个控制传输单元中分别设有两个触发模块和两个回报模块，所述触发模块之一通过一个与CPU模块连接的串行总线获取触发脉冲信号和脉冲封锁信号；所述合并器模块的输入接收外部输入的触发裁决信号和多路触发信号，并通过串行总线获取告警封锁信号，该合并器模块通过输出端子输出告警信号；所述回报模块接收外部输入的光回报脉冲并对回报脉冲进行解码，从中提取电力电子元件和触发通道的相关故障状态信息送至CPU模块；所述触发模块通过CPU模块完成越限判断所送至的触发信号以光脉冲形式输出所需的控制信号。
2.如权利要求1所述的阀基电子控制装置，其特征在于，所述控制传输单元的个数n取4。
3.如权利要求1所述的阀基电子控制装置，其特征在于，所述的合并器模块包括一个设置有安全加密芯片的现场可编程门阵列FPGA芯片，其输入通过光纤输入接头连接光触发信号，并通过一个输入隔离光耦连接裁决信号输入；其输出通过输出隔离光耦、驱动和继电器连接告警信号输出；所述的现场可编程门阵列FPGA还设置有触发脉冲输出通道、触发范围控制信号和告警封锁信号输入通道、片选信号和中断信号输入通道、复位信号通道、I2C和I/O总线、数据总线和地址总线通过两个96芯插头与并行总线PI连接。
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Assignee: Xi'an XD Automated Control System Co., Ltd.

Assignor: China XD Electronic Corporation

Contract record no.: 2011610000095

Denomination of utility model: Valve based electronic control apparatus

Granted publication date: 20081126

License type: Exclusive License

Record date: 20110712

CX01 Expiry of patent term
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