CN204536824U - 超高压微机保护测控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超高压微机保护测控装置，用于控制闸刀的跳闸或重合闸，包括人机交互面板，还包括测量模块、保护模块和直流电源模块，所述直流电源模块包括第一电源、第二电源和第三电源，所述第一电源耦接于测量模块以为其供电；所述第二电源和第三电源耦接于保护模块以为其供电，所述第一电源、第二电源和第三电源均不共地。本实用新型的测量模块和保护模块为不同的电源供电，并且各供电电源之间不共地，减小测量模块和保护模块之间相互干扰，此外，还增加检测电路，以提高产品工作的可靠性。

Description

超高压微机保护测控装置

技术领域

本实用新型涉及超高压微机保护测控装置。

背景技术

微机保护测控装置是由高集成度、总线不出芯片单片机、高精度电流电压互感器、高绝缘强度出口中间继电器、高可靠开关电源模块等部件组成。是用于测量、控制、保护、通讯为一体化的一种经济型保护。

现有公告号为CN204086888U的专利公开了微机保护测控装置，具有：DSP处理器；接于DSP处理器的数据存储模块，其具有分别与DSP处理器连接的FLASH 存储单元和EEPROM存储单元；接于DSP处理器的通信接口模块，其具有RS485接口、以太网接口；接于DSP处理器的数字I/O接口模块，其具有12路开关量输入、8路开关量输出；接于DSP处理器的模拟量采集模块，其具有分别接于DSP处理器的4 路电压输入、9路电压输入；连接于DSP处理器的RTC模块，其具有连接于DSP处理器的实时时钟，该实时时钟连接有后备电池。

另有公告号为CN202583747U的专利公开了微机保护测控装置，由电源模件、交流采样模件、CPU模件、开关量输出模件、开关量输入模件、人机交互模件组成，CPU模件与电源模件、交流采样模件、开关量输出模件、开关量输入模件为单向联接，与人机交互模件为双向连接；CPU模件由CPU、开出光耦驱动模件、开入光耦驱动模件、通讯模件、时钟模件、录波模件组成；CPU与通讯模件、时钟模件、录波模件为双向联接，CPU与开出光耦驱动模件、开入光耦驱动模件为单向联接；交流采样模件采集到的数据进入CPU模件的内部A/D转换器，经CPU处理后通过开出光耦驱动模件传输给开关量输出模件，完成开关量输出的光电隔离与继电器出口控制，开关量输入模件将开关量信号通过开入光耦驱动再传输给CPU。

以上的专利以及现有技术中的微机保护测控装置，缺少对输出部分的故障反馈，若输出部分出现故障，CPU仍然会发出至输出部分的指令，输出部分无法正常执行动作，而动作的情况会影响到后级电路。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种超高压微机保护测控装置，在上电时，通过与门电路对各出口继电器的得电进行检测，并反馈至保护单元内的CPU，在任一出口继电器得电异常时，CPU不会接收到有效的高电平信号，因此不会向输出单元发送指令信号，即输出单元在出现故障后就不再工作，免于影响后级电路。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种超高压微机保护测控装置，用于控制闸刀的跳闸或重合闸，包括人机交互面板、采集外部信号的测量模块、以及控制闸刀动作的保护模块，所述测量模块和保护模块通过直流电源模块供电，所述保护模块包括：

保护单元：在上电时输出总启动信号；

输出单元：包括多路响应于保护单元指令信号的出口开关管，各所述出口开关管耦接有出口继电器，以及一路总启开关管，所述总启开关管响应于保护单元的启动信号，在导通时，各所述出口开关管进入偏置状态，各所述出口继电器得电；

与门电路：对各所述出口继电器的电平进行与运算，并运算结果反馈至保护单元；

其中，当运算结果为高电平时，所述保护单元向所述出口开关管发送指令信号。

本实用新型进一步设置为：所述测量模块包括：

交流变换单元：采集外部信号；

低通滤波单元：滤去外部信号的高频杂波，输出测量信号。

本实用新型进一步设置为：所述交流变换单元包括：

三相电流输入转换器：耦接于外部三相接线端以采集三相电流信号；

三相电压输入转换器：耦接于外部三相接线端以采集三相电压信号；

零序电流输入转换器：耦接于外部三相接线端以采集零序电流信号；

抽取电压输入转换器：耦接于外部三相接线端以采集抽取电压信号；

所述三相电流输入转换器、三相电压输入转换器、零序电流输入转换器和抽取电压输入转换器均耦接于低通滤波单元。

本实用新型进一步设置为：所述保护单元包括：

主保护单元：在上电时输出主启动信号，在正序电压突变时输出主分板跳闸信号；

后备保护单元：在上电时输出后备启动信号，在正序电压突变时输出后备分板跳闸信号，且当存在零序电流时输出重合闸信号；

逻辑门单元：对主启动信号和后备启动信号进行与运算，并产生总启动信号；

对主分板跳闸信号和后备分板跳闸信号进行或运算，并输出总跳闸信号；

对总启动信号和总跳闸信号进行与运算，并输出跳闸信号。

本实用新型进一步设置为：所述直流电源模块包括第一电源、第二电源和第三电源，所述第一电源为测量模块供电；所述第二电源和第三电源为保护模块供电，所述第一电源、第二电源和第三电源均不共地。

本实用新型进一步设置为：所述第一电源、第二电源和第三电源分别为15V电源、5V电源和24V电源。

通过采取上述技术方案，本实用新型的超高压微机保护测控装置，设置总启开关管，对各出口开关管进行控制，当保护单元一上电，即通过与门电路对各出口继电器进行检测，并仅当各出口继电器正常得电时，保护单元发送控制各出口继电器动作的指令信号，设置低通滤波单元，滤去外部信号的高频杂波，以减小杂波对后级电路的影响，将保护单元分块为主保护单元和后备保护单元，使其相互之间不干扰，并设置三个电源，且相互之间均不共地，减小了各单元之间的相互干扰。

附图说明

图1为本实用新型超高压微机保护测控装置的框图；

图2为本实用新型信号单元的电路原理图。

附图标记：A1、测量模块；A11、交流变换单元；A111、三相电流输入转换器；A112、三相电压输入转换器；A113、零序电流输入转换器；A114、抽取电压输入转换器；A12、低通滤波单元；A2、保护模块；A21、保护单元；A211、主保护单元；A212、后备保护单元；A213、逻辑门单元；A22、管理单元；A23、信号单元；A231、输入部；A232、输出端；A2321、总启开关管；A2321、出口开关管；A3、直流电源模块；A4、与门电路。

具体实施方式

参照图1至图2对本实用新型超高压微机保护测控装置的施例做进一步说明。

本实用新型的超高压微机保护测控装置，用于控制闸刀（图中未示出）的跳闸或重合闸，包括人机交互面板（图中未示出）、测量模块A1、保护模块A2以及直流电源模块A3。

其中，测量模块A1包括交流变换单元A11和低通滤波单元A12，交流变换单元A11包括三相电流输入转换器A111、三相电压输入转换器A112、零序电流输入转换器A113和抽取电压输入转换器A114，所述三相电流输入转换器A111、三相电压输入转换器A112、零序电流输入转换器A113和抽取电压输入转换器A114输入端均取电于变压器（图中未示出）的二次侧，该变压器已将三相交流电的幅值进行降压，三相电流输入转换器A111采集三相电流信号，分别为IA、IB和IC，三相电压输入转换器A112采集三相电压信号，分别为UA、UB和UC，零序电流输入转换器A113采集零序电流信号，正常状态下，零序电流3I0的值为IA、IB和IC的和值，大小为零，抽取电压输入转换器A114用于采集重合闸检同期用的抽取电压Ux。

对于交流变换单元A11所采集到的信号，均通过低通滤波单元A12进行滤波，低通滤波单元的主要组成部分为低通滤波器，低通滤波器为本领域技术人员公知常识，此处不再赘述。低通滤波器将信号传递至保护单元A21。

保护单元A21包括主保护单元A211、后备保护单元A212和逻辑门单元A213，主保护单元A211和后备保护单元A212都耦接于低通滤波单元A12，将过滤后的三相电流信号、三相电压信号、零序电流信号以及抽取电压信号都送至保护单元A21进行处理，其中，主保护单元A211主要是实现主保护功能，实现由正序电压变量方向判别，后备保护单元A212完成后备保护功能，实现零序电流方向判别，两块保护单元完全独立，保证各DSP单元之间不相互影响，主保护单元A211和备用保护单元A212分别有各自独立的启动元件。

当正序电压大幅突变时，主保护单元A211输出主分板跳闸信号TrA；后备保护单元A212输出后备分板跳闸信号TrB，逻辑门单元A213对主分板跳闸信号TrA和后备分板跳闸信号TrB进行或运算，然后输出总分板跳闸信号Tr。同时，在主保护单元A211和后备保护单元A212上电时，分别输出主启动信号ONA和后备启动信号ONB，逻辑门单元A213对主启动信号ONA和后备启动信号ONB进行与运算之后输出总启动信号ON，逻辑门单元A213再对总分板跳闸信号Tr和总启动信号ON进行与运算，最终输出跳闸Tri以控制闸刀跳闸；当不存在零序电流时，后备保护单元A212输出重合闸信号Rec，控制闸刀重合闸。关于外部闸刀的控制电路视为本领域技术人员公知常识，本实用新型不再赘述。

本实用新型的管理单元A22，耦接于保护单元A21和人机交互面板之间，管理单元A22主要承担保护系统整定与调试的人机接口、故障数据收集整理以及显示打印、实时时钟对时与广播、各保护单元状态监视等。

信号单元A23主要是将5V的动作信号经出口开关管A2321转换为24V信号，从而驱动继电器，正常工作时，装置会对所有三极管的输出口进行检查，若有错则产生检测信号至保护单元，所述保护单元将该信息显示于人机交互面板，并告警。另外，所有的出口开关管A2322不仅受控于保护单元，还受控于总启开关管A2321，总启开关管A2321受控于总启动信号ON，当保护单元满足启动条件，总启开关管A2321导通，进而开放出口开关管A2321的正电源，出口开关管A2321正式投入工作状态中。

本实用新型的输入端采取四通道的光电耦合器，为TLP-521系列，该系列的光电耦合器具有很强的抗干扰能力，噪声抑制能力强、高可靠性和快速响应能力。本实用新型的第一电源模块、第二电源和第三电源分别为15V电源、5V电源和24V电源。三组电源均不共地，且均采用悬空方式，同外壳不相连，提供一组电源消失信号，具有短路及过压保护功能，通过面板上的指示灯可监视第一电源模块、第二电源和第三电源的工作情况。

此外，管理单元A22与保护单元A21之间采用RSC232通讯，对于RSC232通讯的优点本实用新型不再赘述。

综上所述，本实用新型的测量模块和保护模块为不同的电源供电，并且各供电电源之间不共地，减小测量模块和保护模块之间相互干扰，此外，还增加检测电路，以提高产品工作的可靠性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1. 一种超高压微机保护测控装置，用于控制闸刀的跳闸或重合闸，包括人机交互面板、采集外部信号的测量模块、以及控制闸刀动作的保护模块，所述测量模块和保护模块通过直流电源模块供电，其特征在于：所述保护模块包括：

保护单元：在上电时输出总启动信号；

输出单元：包括多路响应于保护单元指令信号的出口开关管，各所述出口开关管耦接有出口继电器，以及一路总启开关管，所述总启开关管响应于保护单元的启动信号，在导通时，各所述出口开关管进入偏置状态，各所述出口继电器得电；

与门电路：对各所述出口继电器的电平进行与运算，并运算结果反馈至保护单元；

其中，当运算结果为高电平时，所述保护单元向所述出口开关管发送指令信号。

2. 根据权利要求1所述的超高压微机保护测控装置，其特征在于：所述测量模块包括：

交流变换单元：采集外部信号；

低通滤波单元：滤去外部信号的高频杂波，输出测量信号。

3. 根据权利要求2所述的超高压微机保护测控装置，其特征在于：所述交流变换单元包括：

三相电流输入转换器：耦接于外部三相接线端以采集三相电流信号；

三相电压输入转换器：耦接于外部三相接线端以采集三相电压信号；

零序电流输入转换器：耦接于外部三相接线端以采集零序电流信号；

抽取电压输入转换器：耦接于外部三相接线端以采集抽取电压信号；

所述三相电流输入转换器、三相电压输入转换器、零序电流输入转换器和抽取电压输入转换器均耦接于低通滤波单元。

4. 根据权利要求1所述的超高压微机保护测控装置，其特征在于：所述保护单元包括：

主保护单元：在上电时输出主启动信号，在正序电压突变时输出主分板跳闸信号；

后备保护单元：在上电时输出后备启动信号，在正序电压突变时输出后备分板跳闸信号，且当存在零序电流时输出重合闸信号；

逻辑门单元：对主启动信号和后备启动信号进行与运算，并产生总启动信号；

对主分板跳闸信号和后备分板跳闸信号进行或运算，并输出总跳闸信号；

对总启动信号和总跳闸信号进行与运算，并输出跳闸信号。

5. 根据权利要求1所述的超高压微机保护测控装置，其特征在于：所述直流电源模块包括第一电源、第二电源和第三电源，所述第一电源为测量模块供电；所述第二电源和第三电源为保护模块供电，所述第一电源、第二电源和第三电源均不共地。

6. 根据权利要求5所述的超高压微机保护测控装置，其特征在于：所述第一电源、第二电源和第三电源分别为15V电源、5V电源和24V电源。