CN203301137U

CN203301137U - 配电室馈线保护装置

Info

Publication number: CN203301137U
Application number: CN2013203546244U
Authority: CN
Inventors: 黄威斌; 宫长新; 侯湘艳; 陈崇海; 曾庆龙; 彭浩; 李延吉; 李红; 王辉
Original assignee: Beijing Haotian Zhongsheng Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Haotian Zhongsheng Technology Co Ltd
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2023-06-20

Abstract

本申请公开了一种配电室馈线保护装置，包括：主MCU、模数转换器、从MCU、LED驱动电路、发光二极管、LCM驱动电路、液晶显示屏、第一接线端子、电源、通讯接口电路、模拟量输入电路、控制输出电路、开关量输入回路和第二接线端子，与现有技术相比，该装置以实现能够在线路发生三相对称短路时，即时检测，防止出现同一母线段的另一馈出线失压保护误动作跳闸和备供所自投失败问题。

Description

配电室馈线保护装置

技术领域

本申请涉及铁路供电技术领域，特别是涉及一种配电室馈线保护装置。

背景技术

在铁路系统中，自闭供电系统用来直接为铁路各车站电气集中设备及区间自闭信号点提供可靠、不间断电源的线路，以图1为例，图中第一配电室的进线电源经调压器隔离后送至自闭母线，其中：经过第二配电室的断路器213送至第一自闭母线，并且在正常情况下，第一配电室主供，第二配电室的断路器213处于分位、且为备供；经过第二配电室的断路器214送至第二自闭母线，并且在正常情况下，第二配电室的断路器214处于合位，并且第二配电室主供，并且在断路器213和断路器214的线路首端均设置有线路电压互感器。

在正常使用时，第二配电室自闭备用，并且断路器213处于分位，第三配电室自闭主送，并且断路器214处于合位，然而在使用过程中，由于第一配电室自闭速断跳闸，第二配电室自闭柜脚下线路电压互感器失压，母线侧电压正常，所以会启动背投回路，断路器213将合闸，并且电流速断保护动作跳闸，同时由于自闭母线电压突降而导致断路器214失压跳闸，并且上述问题在使用过程中出现频率较高。

因此，发明人发现：在自闭供电系统中，存在如下问题：

1、在配电室馈出线路出现三相对称短路时，会引起同一母线段的另一馈出线失压保护误动作跳闸，使本所自闭或贯通系统整体退出运行。

2．在配电室馈出线路出现三相对称短路时，相邻配电室会无选择地自投、致使故障点电弧重燃、事故范围进一步扩大。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种配电室馈线保护装置，以实现能够在线路发生三相对称短路时，即时检测，防止出现同一母线段的另一馈出线失压保护误动作跳闸和备供所自投失败问题。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

一种配电室馈线保护装置，包括：主MCU、模数转换器、从MCU、LED驱动电路、发光二极管、LCM驱动电路、液晶显示屏、第一接线端子、电源、通讯接口电路、模拟量输入电路、控制输出电路、开关量输入回路和第二接线端子，其中：

所述电源包括：模块电源、三端稳压器和直流驱动隔离电路，用于对所述配电室保护装置供电；

所述主MCU内设置有主CPU、程序存储器和数据存储器，所述从MCU内设置有从CPU和数据地址锁存器；

所述第一接线端子连接在所述电源和所述主MCU之间，所述第二接线端子连接在电源和控制输出电路之间，并且第二接线端子作为所述控制输出电路的外接口；

所述模数转换器上设置有总线接口，并且所述总线接口直接与所述主MCU的AB、DB、CB三总线相连接；

所述模拟量输入电路的输出端通过信号调理电路与所述模数转换器的模拟量输入端相连接；

所述控制输出电路内设置有第二与非门、第二OC门、小继电器和固体继电器，并且，所述主CPU的高速输出口通过第二与非门以及第二OC门驱动所述小继电器和固体继电器；

所述开关量输入回路通过光耦隔离电路与所述主CPU的第一输入口相连接；

所述从MCU内的从CPU中设置有双串口，并且所述从CPU的双串口中的串口0与所述主CPU中的串口相连接，两者之间采用异步通讯方式交互信息；

所述LED驱动电路为第一OC门电路，所述LCM驱动电路为第一与非门电路；

所述从CPU的第三输出口、第四输出口通过所述LED驱动电路驱动所述发光二极管；

所述从CPU的写控制口、读控制口以及片选信号接口通过与非门与所述LCM驱动电路的输入端相连接，所述LCM驱动电路的输出端与所述液晶显示屏相连接；

所述通讯接口电路内设置有电平转换器和光电耦合器，所述从CPU的串口1与所述通讯接口电路相连接。

优选地，所述主CPU为80C196KC型号的CPU，所述从CPU为W77E58型号的CPU。

优选地，进一步包括：看门狗实时钟电路；

所述看门狗实时钟电路内设置有I²C接口，所述主CPU的第一输出口、第二输出口与所述看门狗实时钟电路的I²C接口相连接。

优选地，进一步包括：远程通讯接口；

所述远程通讯接口与所述通讯接口电路相连接。

优选地，所述远程通讯接口为485接口。

优选地，进一步包括：接收用户输入指令的输入键盘，

所述输入键盘与所述从CPU的输入口相连接。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该配电室馈线保护装置，能够完成常规的分合闸控制及电流速断、过电流、备自投功能外，同时具有如下特点：

1.采用负序电压启动，二次谐波、电流增量闭锁的失压保护方案。在三相线电压降低时到整定值时，首先判断有无负序电压、若无则出口，若有再判断电流突变量、同时，为了防止空载投运线路时，变压器励磁涌流致使电流增量误触发，增加了二次谐波闭锁功能。避免了馈出线路出现三相对称短路时，引起同一母线段的另一馈出线失压保护误动作跳闸问题。

2.该装置采用负序电压启动的备自投。在备供所脚下的线路电压互感器检测到负序电压后，自动延长躲过断路器固有分闸时间自投延时，其它情况下，仍旧为瞬时动作，提高三相短路时自投的成功率。

3.该装置采用双CPU结构，将任务细分到每个独立单元、使得数据的净处理时间非常短，能够准确、及时计算判别、显示故障。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种配电室馈线保护装置的结构框图；

图2为本申请实施例提供的电源的结构框图；

图3为本申请实施例提供的电源的电路图；

图4为本申请实施例提供的主MCU的电路图；

图5为本申请实施例提供的第一接线端子的电路图；

图6为本申请实施例提供的第二接线端子的电路图；

图7为本申请实施例提供的模数转换器的电路图；

图8为本申请实施例提供的模拟量输入电路的电路图；

图9为本申请实施例提供的控制输出电路的电路图；

图10为本申请实施例提供的开关量输入回路的电路图；

图11为本申请实施例提供的从MCU的电路图；

图12为本申请实施例提供的LED驱动电路的电路图；

图13为本申请实施例提供的LCM驱动电路的电路图；

图14为本申请实施例提供的通讯接口电路的电路图；

图15为本申请实施例提供的看门狗实时时钟电路的电路图；

图16本申请实施例提供的该配电室馈线保护装置应用图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种配电室馈线保护装置的结构框图。

如图1所示，该配电室馈线保护装置包括：主MCU（Micro Control Unit，微控制单元）1、模数转换器2、从MCU8、LED驱动电路10、发光二极管12、LCM（LCD Module，LCD显示模组）驱动电路9、液晶显示屏11、第一接线端子（图中未示出）、电源7、通讯接口电路14、模拟量输入电路3、控制输出电路5、开关量输入回路4和第二接线端子（图中未示出）。

电源7作为整个配电室馈线保护装置的供电部分，用于向配电室馈线保护装置内的其他部分进行供电。

在本申请实施例中，如图2所示，电源7包括：模块电源71、三端稳压器72和直流隔离电路73，其中，模块电源71提供初始电压，三端稳压器72用于对初始电压进行稳压处理，直流隔离电路73用于对稳压处理后的电压进行直流隔离处理，最后得到符合配电室馈线保护装置要求的输入电压，另外，在本申请实施例中，如图3所示，为本申请实施例提供的电源的电路图，图中，模块电源71的型号为HAD15—12，三端稳压器72的型号为7805和直流隔离电路73的型号为DC5S5。

如图1所示，主MCU1内设置有主CPU16、程序存储器（图中未示出）和数据存储器（图中未示出）。图4为本申请实施例提供的主MCU的电路图，如图4所示，在本申请实施例中，主CPU16的型号为80C196KC，程序存储器的型号为PSD813F2和数据存储器的型号为62C64。

第一接线端子连接在电源7和主MCU1之间，用于向主MCU1进行供电，如图5所示，为本申请实施例提供的第一接线端子的电路图。

第二接线端子内设置有控制接口和连接器，型号分为为JPL3C-20和LDC20，其中，连接器连接在电源7和控制输出电路5之间，用于向控制输出电路5进行供电，控制接口作为所述控制输出电路5的外接口，如图6所示，为本申请实施例提供的第二接线端子的电路图。

模数转换器2上设置有总线接口，并且总线接口直接与主MCU1的AB、DB、CB三总线相连接。如图7所示，为本申请实施例提供的模数转换器的电路图，图中，模数转换器的型号为MAX197。

模拟量输入电路3的输出端通过信号调理电路与模数转换器2的模拟量输入端相连接，在本申请实施例中，如图8所示，为本申请实施例提供的模拟量输入电路的电路图，图中，模拟输入电路内设置有电压互感器和两种运算放大器，其中，电压互感器型号为HL88V，运算放大器型号分别为HL86、LM358。

控制输出电路5内设置有第二与非门、第二OC门、小继电器和固体继电器，并且，所述主CPU16的高速输出口通过第二与非门以及第二OC门驱动所述小继电器和固体继电器，主CPU16的高速输出口通过第二与非门、第二OC门驱动固体继电器和小继电器。如图9所示，为本申请实施例提供的控制输出电路的电路图，图中，第二与非门的型号为74HCOO，第二OC门的型号为1416UL2004，小继电器的型号为HIT5—01，固体继电器的型号为SSR.3A。

开关量输入回路4通过光耦隔离电路与主CPU16的第一输入口相连接。如图10所示，为本申请实施例提供的开关量输入回路的电路图，图中，光耦隔离电路的型号为TLP521-2。

如图1所示，从MCU8内设置有从CUP15和数据地址锁存器（图中未示出），如图11所示，为本申请实施例提供的从MCU的电路图，图中，从CPU的型号为W77E58，数据地址锁存器的型号为74HC573，另外，从MCU8内的从CPU15中设置有双串口，并且从CPU15的双串口中的串口0与主CPU16中的串口相连接，两者之间采用异步通讯方式交互信息。

LED驱动电路10为第一OC门电路，所述从CPU16的第三输出口、第四输出口通过所述LED驱动电路10驱动所述发光二极管12。如图12所示，为本申请实施例提供的LED驱动电路的电路图，图中，第一OC门电路的型号为1416UL2004。

LCM驱动电路9为第一与非门电路，所述从CPU16的写控制口、读控制口以及片选信号接口通过与非门与所述LCM驱动电路9的输入端相连接，LCM驱动电路9的输出端与所述液晶显示屏11相连接。如图13所示，为本申请实施例提供的LCM驱动电路的电路图，图中，LCM驱动电路9的总线模式为MOTOROLA模式，控制信号有从MCU8中的从CPU15的写控制口WR、读控制口RD和片选信号并且经过与非门的逻辑变换产生。

通讯接口电路14内设置有电平转换器和光电耦合器，所述从CPU的串口1与所述通讯接口电路14相连接。如图14所示，为本申请实施例提供的通讯接口电路的电路图，图中电平转换器为MAX232，在进行通讯时，从MCU中的从CPU的串口1经过电平转换器MAX232变成标准RS232接口与其他设备进行通讯。

在本申请其他实施例中，如图1所示，该配电室馈线保护装置还可以包括：看门狗实时钟电路。

如图15所示，为本申请实施例提供的看门狗实时时钟电路的电路图，在本申请实施例中，看门狗实时钟电路为FM3164，看门狗实时钟电路内设置有I²C接口，主CPU16的第一输出口、第二输出口与所述看门狗实时钟电路的I²C接口相连接。

此外，如图1所示，该配电室馈线保护装置还可以包括：远程通讯接口6，远程通讯接口可以采用485接口。在本申请实施例中，远程通讯接口6与所述通讯接口电路14相连接。

此外，如图1所示，该配电室馈线保护装置还可以包括：输入键盘13，输入键盘13用于接收用户输入指令，并且所述输入键盘13与所述从CPU15的输入口相连接。

图16本申请实施例提供的该配电室馈线保护装置应用图。

如图16所示，图中，外部电压、电流通过D1端子排与模拟量输入电路3相连，用以将母线电压、线路电压、保护电流以及所需的零序电压、零序电流输入保护装置；通过D2端子排与开关量输入回路4和控制输出电路5连接，用于将保护装置的判断结果和指令驱动外部断路器的分合闸，同时外部开关量可以方便地送入保护装置显示、并可以以通信方式送入通信管理机。

以上对本申请所提供的一种配电室馈线保护装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

需要说明的是，在本文中，诸如“大于”或“超过”或“高于”或“小于”或“低于”等之类的关系描述，均可以理解为“大于且不等于”或“小于且不等于”，也可以理解为“大于等于”或“小于等于”，而不一定要求或者暗示必须为限定的或固有的一种情况。

另外，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

需要说明的是，以上所述仅仅是本申请技术方案的一部分优选具体实施方式，使本领域技术人员能够充分理解或实现本申请，而不是全部的实施例，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，基于以上实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理，不做出创造性劳动前提下，还可以做出多种显而易见的修改和润饰，通过这些修改和润饰所获得的所有其他实施例，都可以应用于本申请技术方案，这些都不影响本申请的实现，都应当属于本申请的保护范围。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种配电室馈线保护装置，其特征在于，包括：主MCU、模数转换器、从MCU、LED驱动电路、发光二极管、LCM驱动电路、液晶显示屏、第一接线端子、电源、通讯接口电路、模拟量输入电路、控制输出电路、开关量输入回路和第二接线端子，其中：

2.根据权利要求1所述的配电室馈线保护装置，其特征在于，所述主CPU为80C196KC型号的CPU，所述从CPU为W77E58型号的CPU。

3.根据权利要求2所述的配电室馈线保护装置，其特征在于，进一步包括：看门狗实时钟电路；

4.根据权利要求3所述的配电室馈线保护装置，其特征在于，进一步包括：远程通讯接口；

所述远程通讯接口与所述通讯接口电路相连接。

5.根据权利要求4所述的配电室馈线保护装置，其特征在于，所述远程通讯接口为485接口。

6.根据权利要求4所述的配电室馈线保护装置，其特征在于，进一步包括：接收用户输入指令的输入键盘，

所述输入键盘与所述从CPU的输入口相连接。