CN203275919U - 基于dsp的牵引变电所主变压器倒闸装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种基于DSP的牵引变电所主变压器倒闸装置，包括主板CPU插件、交流接口插件、开关量输入插件、开关量输出插件和通信插件，所述交流接口插件、开关量输入插件通过输入端信号调理电路连接到主板CPU插件上，同时所述主板CPU插件通过输出端信号调理电路驱动开关量输出插件中的出口继电器、隔离开关和接地刀闸，所述出口继电器控制变压器的切投操作，所述主板CPU插件上还连接有投入及转换开关、人机交互接口模块。
Description
技术领域
本实用新型涉及变电所倒闸装置，尤其是涉及一种基于DSP的牵引变电所主变压器倒闸装置。
背景技术
牵引变电所采用国内领先的综合自动化技术，具有遥测、遥控等特点。由于设计原因，牵引变电所备自投只有在高压侧电源失压或主变故障情况下动作。当高压侧设备检修或其他原因需手动进行切换系统时，只能采取全所停电倒闸方式，影响铁路运输秩序。现有条件下只能采取提报月度施工计划，采取全所停电方式进行倒主变操作。由于全所停电影响面太大，因此施工计划兑现率非常低，有时1台设备检修人员要往返几趟才能进行。倒主变难的问题也时常影响地方电力公司线路检修，有时在地方变电站直接启动电源侧保护强行进行电源投切，给牵引供电带来了极大的安全隐患。
本实用新型为了克服上述缺陷，进行了有益的改进。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供了一种基于DSP的牵引变电所主变压器倒闸装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种基于DSP的牵引变电所主变压器倒闸装置，包括主板CPU插件、交流接口插件、开关量输入插件、开关量输出插件和通信插件，其特殊之处在于：所述交流接口插件、开关量输入插件通过信号调理电路连接到主板CPU插件上，同时所述主板CPU插件通过隔离驱动电路驱动开关量输出插件中的出口继电器、隔离开关和接地刀闸，所述出口继电器控制变压器的切投操作，所述主板CPU插件上还连接有投入及转换开关、人机交互接口模块；
进一步地，所述主板CPU插件是以芯片TMS240F2812为核心的CPU插件，所述芯片TMS240F2812上设置有16路12位的A/D转换电路，所述芯片TMS240F2812的主频是150M；
进一步地，所述人机交互接口模块包括液晶显示器、按键、转换开关和LED指示灯；
进一步地，所述人机交互接口模块为1602字符型LCD模块；
进一步地，所述通信插件包括GPRS模块和RS485收发器，所述GPRS模块连接在主板CPU插件上，所述RS485收发器通过光隔电路连接在主板CPU插件上；
进一步地，所述输入端信号调理电路包括隔离电平转换电路，所述输出端信号调理电路为隔离驱动电路，所述A/D转换电路还与多路转换及保持电路连接，所述主板CPU插件还连接有外扩ROM及实时时钟、调试接口、晶振及复位模块。
本实用新型的有益效果：本倒闸装置使用，避免给运输生产造成安全隐患，确保安全，装置不需值班人员完成繁琐的手动倒闸作业，也无需全所停电，只需通过本装置一键完成自动倒闸，与此同时在给牵引变电所高压侧设备进行检修时，可以不需要全所停电进行作业，既减少对运输路线的干扰，又给牵引变电所设备检修提供了方便，提高了工作效率，经济效益十分可观。
附图说明
图1是本实用新型的实施例牵引变电站主接线图；
图2是本实用新型实施例的硬件总体方案图；
图3是本实用新型实施例CPU插件方框图。
附图标记：101.一号继电器；102.二号继电器；201.三号继电器；202.四号继电器；3.开关量输出插件；4.开关量输入插件；5.交流接口插件；6.GPRS模块；7.RS485收发器；8.投入及转换开关；9.人机交互接口模块；10.信号调理电路。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1所示为牵引变电所主接线图。从主接线图可以看出，变电所共有两路进线，通过一号断路器101、二号断路器102分别接入两个变压器。变压后通过三号断路器201、四号断路器202将电能馈出，1回、2回两回路工作方式为一主一备。根据主接线，自投装置的功能如下：
(1)手动倒闸装置与现有备自投装置同时投入使用，分别独立运行。在主变故障或进线电源失压情况下，现有备自投装置动作；当设备检修或处理故障需进行手动倒主变时，通过新增的自投装置进行。
(2)手动倒闸装置分别在调度端及牵引变电所设置启动按钮，需启动倒闸时，可由调度员进行操作，当远动通道发生故障时，根据调度员的命令，由牵引变电所值班员现场进行操作。
(3)倒闸装置满足2台主变相互自投操作。
(4)倒闸装置可通过按键实时检测四路馈线电压并在液晶屏显示。
(5)倒闸装置在电网电压过低时不予进行自投动作，并液晶报警。
(6)倒闸装置在自投过程中，对每次合、分闸操作进行确认后再进行下一步动作，若任何一次合、分闸动作失败则放弃自投，按操作规程重新恢复自投前的断路器状态，并发出报警信号。
由图2可以看出，整个装置的核心是以TMS240F2812为核心CPU插件，电力系统的各路电压、电流信号和反映变压器状态的开关量信号分别通过模拟量输入插件和开关量输入插件进行滤波及转换、隔离，变换为适合CPU处理的信号，再经过CPU的计算和处理，通过开关量输出插件中的出口继电器来控制变压器的投切。
主板采用TMS320F2812(32位的定点DSP)，该芯片上自带有16路12位的AD，主频为150M，能在一个周期完成一个32×32位或两个16×16位的乘法累加运算，并且片内提供18KB的SARAM和128KB的Flash，因此，直接用一片2812可实现备自投装置的所有功能。另外，与调度的通信，考虑到传输的数据量不多，以及与原有的远动系统相融合的难度，可以采用GPRS独立实现通信。CPU插件结构框图如图3所示。由TMS320F2812构成简洁高效的数据采集、处理和控制系统。采用了多层印刷板及表面贴装工艺，所以大大提高了装置的可靠性和抗电磁干扰能力。
各种数据在微机系统内部都是以二进制形式存放在存储器中。电力系统中的开关输入量(简称开入量)指各种开关状态信号，如断路器和隔离开关，继电器的接点，接地刀闸等都具有分、合两种工作状态，可用0，1表示。开关量输出信号包含跳闸信号、合闸信号以及报警信号等。本装置设计为6路开关量输入信号，全部接到TMS320F2812的I/O口上。开关量输出共有12路，由CPU送出的跳合闸信号先通过74LVXC3245进行电平转换，再经过达林顿管芯片ULN2004AN进行驱动，控制开关量输出模块中的继电器。这种设计的好处是实现了CPU与外部开关量输出模块的两级隔离，提高了装置的可靠性。
人机交互模块由液晶显示、按键、转换开关和L ED指示灯四部分组成。通过四者的相互配合，操作员可以进行各种参数或数据的修改及查看，并能及时发现电力系统中的一些故障，从而进行快速有效的处理。通过操作转换开关进行变电所当地和调度端的转换。本装置采用1602字符型LCD模块。1602字符型LCD模块是比较通用的，而且接口格式也比较统一，其主要原因是各制造商所采用的模块控制器都是KS0066U及其兼容品，不管它的显示屏的尺寸如何，它的操作指令及其形成的模块接口信号定义都是兼容的。
电压信号是经过相应的电压互感器(TV)转化为0～100V的电压信号，远远超过了装置弱电系统0～3.3V的输入容许范围。因此，该装置的模拟量输入插件主要是将输入的模拟电压量经过二次变换与低通滤波变换后，全部转换为弱电压信号，供给CPU模数转换用；同时经过这些变换，也实现微机监控装置在电路上与电力系统二次回路隔离，并通过变换器初级和次级绕组之间的屏蔽绕组的接地来防止来自高压侧电磁干扰。
以上所述实施方式仅表达了本实用新型的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于DSP的牵引变电所主变压器倒闸装置，包括主板CPU插件、交流接口插件、开关量输入插件、开关量输出插件和通信插件，其特征在于：所述交流接口插件、开关量输入插件通过信号调理电路连接到主板CPU插件上，同时所述主板CPU插件通过隔离驱动电路驱动开关量输出插件中的出口继电器、隔离开关和接地刀闸，所述出口继电器控制变压器的切投操作，所述主板CPU插件上还连接有投入及转换开关、人机交互接口模块。
2.根据权利要求1所述的基于DSP的牵引变电所主变压器倒闸装置，其特征在于：所述主板CPU插件是以芯片TMS240F2812为核心的CPU插件，所述芯片TMS240F2812上设置有16路12位的A/D转换电路，所述芯片TMS240F2812的主频是150M。
3.根据权利要求2所述的基于DSP的牵引变电所主变压器倒闸装置，其特征在于：所述人机交互接口模块包括液晶显示器、按键、转换开关和LED指示灯。
4.根据权利要求3所述的基于DSP的牵引变电所主变压器倒闸装置，其特征在于：所述人机交互接口模块为1602字符型LCD模块。
5.根据权利要求4所述的基于DSP的牵引变电所主变压器倒闸装置，其特征在于：所述通信插件包括GPRS模块和RS485收发器，所述GPRS模块连接在主板CPU插件上，所述RS485收发器通过光隔电路连接在主板CPU插件上。
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| CN105932769A (zh) * | 2016-07-07 | 2016-09-07 | 国电南瑞南京控制系统有限公司 | 一种电气化铁路牵引变电站电源无缝切换装置和方法 |
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