CN206293066U - 一种用于实验教学的变压器微机保护平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于实验教学的变压器微机保护平台，包括开关量模块、信号调理电路、A/D转换模块、通信模块、TMS320F28335芯片、存储模块、串口通信、STC15F2K60S2微控制器、液晶显示模块、指示灯模块、时钟模块、按键模块。该平台通过TMS320F28335芯片实时采集与处理变压器两侧的电压电流信息，STC15F2K60S2微控制器则通过串口通信方式接收来自TMS320F28335芯片的数据，并控制液晶显示模块MD070SD进行实时显示。通过外部按键控制，可以使MD070SD显示定值整定界面、数据显示界面和保护测试界面，将单纯的文本显示转换成图文并茂的形式，使得实验原理简单形象、便于理解。测试结果表明，该平台能可靠实现数据显示和保护测试等功能，操作性强、可视性高。

Description

一种用于实验教学的变压器微机保护平台

技术领域

本实用新型涉及微机继电保护技术领域，具体为一种用于实验教学的变压器微机保护平台。

背景技术

现有的一些用于实验教学的变压器微机保护平台，通常采用数字信号处理器DSP或者单片机实时采集处理数据实现差动保护算法，并完成液晶显示和键盘控制等功能。但是，这类用于实验教学的变压器微机保护平台抗干扰性差，往往不能得到准确可靠的实验结果，且差动保护的速动性、灵敏性和选择性均不能满足实验的要求。而且现有的变压器微机保护平台液晶屏幕较小，显示效果单一，人机界面不够友好，不利于实验教学使用。

发明内容

本实新型的目的在于提供一种用于实验教学的变压器微机保护平台，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于实验教学的变压器微机保护平台，包括开关量模块、信号调理电路、A/D转换模块、通信模块、TMS320F28335芯片、存储模块、串口通信、STC15F2K60S2微控制器、液晶显示模块、指示灯模块、时钟模块、按键模块。

所述TMS320F28335芯片对采集到的数据进行模数转换，并依据一定的算法和逻辑判断进行实时分析处理，并将以上计算结果传送给上位机，当满足出口跳闸时，则控制开关量输出，实现对外部回路的控制。

所述STC15F2K60S2微控制器通过RS232通讯总线接收TMS320F28335芯片发送的数据信息，并在MD070SD上显示。

所述MD070SD显示单元通过串行通信方式与STC15F2K60S2微控制器连接，实时显示变压器微机保护平台的当前运行信息。

所述按键控制模块由5个独立的按键组成，分别接STC15F2K60S2微控制器的I/O引脚，键盘控制模块根据工作人员的需求，实时调整实验平台的运行参数以及液晶的显示方式。

所述实验平台通过按键控制使MD070SD显示3种界面：定值整定界面、数据显示界面和保护测试界面。

采用如上技术方案取得的有益技术效果为：本实用新型以TMS320F28335芯片、STC15F2K60S2微控制器为核心，实时处理实验数据，分工明确，紧密合作，保证了微机保护平台实现变压器保护时的快速性、可靠性、灵敏性、选择性。

本实用新型液晶显示模块显示３种界面：定值整定界面、数据显示界面和保护测试界面，将单纯的文本显示转换成图文并茂的形式，使得实验原理简单形象、可视性强、便于理解。

附图说明

图1为本实用新型系统原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种用于实验教学的变压器微机保护平台，包括开关量模块、信号调理电路、A/D转换模块、通信模块、TMS320F28335芯片、存储模块、串口通信、STC15F2K60S2微控制器、液晶显示模块、指示灯模块、时钟模块、按键模块。

一种用于实验教学的变压器微机保护平台由两个独立系统组成：以TMS320F28335芯片为核心的保护系统和以STC15F2K60S2微控制器为核心的管理系统。其中保护系统对采集到的数据进行数模转换，并依据一定的算法和逻辑判断进行实时分析处理，并将结果传送给上位机和管理系统，当满足出口跳闸时，则控制开关量输出，实现对外部回路的控制。管理系统通过RS232通讯总线接收保护系统发送的数据信息，并在MD070SD上显示。

该实验平台的键盘控制模块可以根据工作人员的需求，实时调整实验平台的运行参数以及液晶的显示方式，以便工作人员的使用，实现良好的人机交互功能。

通过外部按键控制，可以使液晶模块MD070SD显示3种界面：定值整定界面、数据显示界面和保护测试界面。

对于定值整定界面主要是通过键盘控制，调整实验平台的运行参数，如调整RTC时钟、调整背光强度及背光时间、保护投退以及保护定值的修改等。

对于数据显示界面，主要显示变压器接线方式、差动电流、制动电流等，将同类型相关联的数据显示在同一界面上，以便于工作人员对比理解。

对于保护测试界面，以差动保护边界测试为例：首先在定值整定界面，根据差动保护设置数据对差动保护及其他参数进行设定，为避免干扰，其他保护均退出。当参数设置完毕，将在比率差动特性曲线测试区域显示设置的折线图。在实际测试时，还应设置制动电流的变化区间和变化步长以及测试精度。这样当制动电流确定时，根据差动电流为其变化区间的两端点值时的继电器的动作情况，利用二分法寻找根节点的原理，逐步二分差动电流变化区间，直到满足测试精度，并记录下最终的动作值和相应的动作电流，然后计算出比率制动系数。

对于比率差动特性曲线的绘制则采用描点作图法，由于TFT液晶模块只支持整数坐标，所以将所测点的制动电流值扩大30倍，动作电流值扩大100倍，然后取整。当测出动作电流后，按照上述原则对坐标进行转化，然后在相邻两点之间绘制直线，最终得到测试的比率差动特性曲线。

以上便是该实用新型的具体实施方式。

本实用新型利用TMS320F28335芯片处理实时数据和实现保护算法，利用STC15F2K60S2微控制器控制液晶和键盘操作的变压器微机保护实验平台，依靠简单的硬件设计实现了变压器的保护功能，并具有非常人性化的人机交互界面，满足了工作人员以及高校学生利用该平台进行测试实验的需求。

通过TFT液晶显示模块MD070SD显示3种界面：定值整定界面、数据显示界面和保护测试界面，同时将单纯的文本显示转换为图文并茂的形式，使得实验原理简单形象，便于理解。测试结果表明，该平台能可靠实现数据显示和保护测试等功能，实时性好，可视性强。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种用于实验教学的变压器微机保护平台，其特征在于：

包括开关量模块、信号调理电路、A/D转换模块、通信模块、TMS320F28335芯片、存储模块、串口通信、STC15F2K60S2微控制器、液晶显示模块、指示灯模块、时钟模块、按键模块；

所述TMS320F28335芯片对采集到的数据进行模数转换，并依据一定的算法和逻辑判断进行实时分析处理，并将以上计算结果传送给上位机，当满足出口跳闸时，则控制开关量输出，实现对外部回路的控制；

所述STC15F2K60S2微控制器通过RS232通讯总线接收TMS320F28335芯片发送的数据信息，并在MD070SD上显示；

所述MD070SD显示单元通过串行通信方式与STC15F2K60S2微控制器连接，实时显示变压器微机保护平台的当前运行信息；

所述按键控制模块由5个独立的按键组成，分别接STC15F2K60S2微控制器的I/O引脚，键盘控制模块根据工作人员的需求，实时调整实验平台的运行参数以及液晶的显示方式；

所述实验平台通过按键控制使MD070SD显示3种界面：定值整定界面、数据显示界面和保护测试界面。