CN208690928U - 一种用于继电保护装置的遥信信号采集模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于继电保护装置的遥信信号采集模块，包括接线端子模块、信号采集电路、信号连接器模块；每个信号采集电路对应一个接线端子，所述接线端子模块中有一路接线端子为遥信信号的公共负接线端DICOM，其他为正接线端；所述信号采集电路包括沿信号输出方向依次连接的前置电路模块、光耦及其输出模块、收发器模块；所述前置电路模块包括第一限流电阻、第一低通滤波器、泄放电阻。本实用新型所述的用于继电保护装置的遥信信号采集模块实现了遥信模块对遥信电压的全域适应，可根据现场的实际情况，灵活配置，且可保证所有遥信变位电压均在额定电压55％‑70％的区间之内。

Description

一种用于继电保护装置的遥信信号采集模块

技术领域

本实用新型属于继电保护领域，尤其是涉及一种用于继电保护装置的遥信信号采集模块。

背景技术

在电气化铁路牵引变电站综合自动化系统中，继电保护设备是综合自动化系统的关键设备。其中，遥信回路是继电保护设备重要的组成部分，遥信信号(即开入量)直接反应了牵引网运行方式及变电站内所有相关设备的运行状态，例如开关位置信号、保护动作信号、控制信号、变压器本体保护信号及其它告警信号等，直接影响着保护的动作逻辑，对其实时性和可靠性要求特别高，这是调度值班人员关注的焦点。但是，由于多数遥信量取自开关辅助节点，在其传输过程中易受干扰和信号抖动的影响，发生误报、漏报的现象较为严重。

根据智能变电站标准化验收反事故措施的要求，进行遥信光耦动作电压测试，动作电压应在额定电压的55％-70％之间。由于要求的动作区间小，难度大，且现有的技术方案由于继电保护装置中的遥信采集单元设计不合理及光耦的离散性较大等原因，使得部分遥信动作电压在额定电压55％-70％的区间之外，导致遥信误报和漏报等故障；同时，现有的技术方案中还存在遥信信号响应速度慢、启动电压精度低且抗电磁干扰性能较差等问题，当进行浪涌抗扰度测试、电快速瞬变抗扰度测试及介质强度测试等试验时会出现遥信变位失准的问题。因此，应国家高速铁路大发展的战略需要，研究一种稳定、可靠地遥信信号采集模块显得迫在眉睫。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于继电保护装置的遥信信号采集模块，以解决现有的技术方案由于继电保护装置中的遥信采集单元设计不合理及光耦的离散性较大等原因，使得部分遥信动作电压在额定电压55％-70％的区间之外，导致遥信误报和漏报等故障的问题；同时解决现有的技术方案中还存在遥信信号响应速度慢、启动电压精度低且抗电磁干扰性能较差等问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于继电保护装置的遥信信号采集模块，包括接线端子模块、信号采集电路、信号连接器模块；

所述信号采集电路的个数n为1以上的整数，所述接线端子模块包括m个接线端子,每个信号采集电路对应一个接线端子，所述m为大于或等于n+1的整数，所述接线端子模块中有一路接线端子为遥信信号的公共负接线端DICOM，其他为正接线端；

所述接线端子模块用于接入遥信信号并传输至信号采集电路，所述信号采集电路的输出端连接信号连接器模块；

所述信号采集电路包括沿信号输出方向依次连接的前置电路模块、光耦及其输出模块、收发器模块；

所述前置电路模块包括第一限流电阻、第一低通滤波器、泄放电阻，所述第一限流电阻的输入端连接接线端子，输出端连接第一低通滤波器的输入端，所述第一低通滤波器的输出端连接光耦及其输出模块，所述泄放电阻一端连接所述第一低通滤波器的输出端，另一端连接公共负接线端DICOM。

进一步的，所述第一限流电阻为可插拔限流电阻。

进一步的，所述前置电路模块还包括双向TVS二极管，所述双向TVS一端连接所述第一限流电阻的输出端，另一端连接公共负接线端DICOM。

进一步的，所述光耦及其输出模块包括光耦模块、电源模块、第二低通滤波器、第二限流电阻、第三限流电阻；

所述第一低通滤波器的输出端连接光耦模块的管脚1；

所述电源模块连接光耦模块的管脚4；

所述光耦模块的管脚2连接公共负接线端DICOM；

所述光耦模块的管脚3的输出端连接第二低通滤波器的输入端，所述第二低通滤波器的输出端连接第二限流电阻的输入端，所述第二限流电阻的输出端连接收发器模块；

所述第三限流电阻的输入端连接光耦模块管脚3，输出端连接GND。

进一步的，所述电源模块的电压为5V。

进一步的，电路板上开有与所述光耦模块等大的孔，该孔设置在光耦模块的正下方。

进一步的，所述收发器模块为三态总线收发器模块的子模块。

进一步的，所述GND通过第一电容连接FG；

所述公共负接线端DICOM通过电容组连接FG，所述电容组包括第二电容和第三电容，所述第二电容与所述第三电容并联。

相对于现有技术，本实用新型所述的用于继电保护装置的遥信信号采集模块具有以下优势：

本实用新型所述的用于继电保护装置的遥信信号采集模块实现了遥信模块对遥信电压的全域适应，可根据现场的实际情况，灵活配置，且可保证所有遥信变位电压均在额定电压55％-70％的区间之内；遥信动作速度快、精度高、抖动小且EMC性能优良；稳定性和可靠性高，克服了遥信信号误报和漏报的问题。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的用于继电保护装置的遥信信号采集模块原理结构图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种用于继电保护装置的遥信信号采集模块，包括接线端子模块、信号采集电路、信号连接器模块；

所述信号采集电路的个数n为1以上的整数，所述接线端子模块包括m个接线端子,每个信号采集电路对应一个接线端子，所述m为大于或等于n+1的整数，所述接线端子模块中有一路接线端子为遥信信号的公共负接线端DICOM，其他为正接线端；

所述接线端子模块用于接入遥信信号并传输至信号采集电路，所述信号采集电路的输出端连接信号连接器模块；

所述信号采集电路包括沿信号输出方向依次连接的前置电路模块、光耦及其输出模块、收发器模块；

所述前置电路模块包括第一限流电阻、第一低通滤波器、泄放电阻，所述第一限流电阻的输入端连接接线端子，输出端连接第一低通滤波器的输入端，所述第一低通滤波器的输出端连接光耦及其输出模块，所述泄放电阻一端连接所述第一低通滤波器的输出端，另一端连接公共负接线端DICOM。

所述第一限流电阻为可插拔限流电阻，可根据实际遥信输入电压的需要，选择相应的限流电阻值进行匹配，使得遥信信号采集模块更具灵活性。

所述前置电路模块还包括双向TVS二极管，所述双向TVS一端连接所述第一限流电阻的输出端，另一端连接公共负接线端DICOM。当TVS二极管的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。

所述光耦及其输出模块包括光耦模块、电源模块、第二低通滤波器、第二限流电阻、第三限流电阻；所述电源模块的电压为5V。

所述第一低通滤波器的输出端连接光耦模块的管脚1；所述电源模块连接光耦模块的管脚4；所述光耦模块的管脚2连接公共负接线端DICOM；

所述光耦模块的管脚3的输出端连接第二低通滤波器的输入端，所述第二低通滤波器的输出端连接第二限流电阻的输入端，所述第二限流电阻的输出端连接收发器模块；

所述第三限流电阻的输入端连接光耦模块管脚3，输出端连接GND。

电路板上开有与所述光耦模块等大的孔，该孔设置在光耦模块的正下方，以增大爬电距离，增强绝缘隔离性能。

所述收发器模块为三态总线收发器模块的子模块。三态总线收发器模块包括多个子模块，每个子模块可以连接多个信号采集电路，如图1中所示，子模块的数量k小于或等于n，所述GND通过第一电容连接FG；

所述公共负接线端DICOM通过电容组连接FG，所述电容组包括第二电容和第三电容，所述第二电容与所述第三电容并联。

如图1所示，接线端子模块J1、前置电路模块A、光耦及其输出模块B、三态总线收发器模块C与信号连接器子模块X1；所述的接线端子模块J1与前置电路模块A相连，所述的前置电路模块A与光耦及其输出模块B相连，所述的光耦及其输出模块B与三态总线收发器模块C相连，所述的三态总线收发器子模块C与信号连接器子模块X1相连。

所述的接线端子模块J1是遥信信号的输入端，共有(n+1)个接线端子，其中n路为遥信信号的正接线端，1路为遥信信号的公共公共负接线端DICOM，即YXCOM端，它可将外界遥信信号传递到继电保护装置的遥信信号采集模块上。

所述的前置电路模块A由可插拔限流电阻、低通滤波器a1、TVS1、泄放电阻1组成，可插拔限流电阻与低通滤波器相连，可插拔限流电阻的输出端与TVS1的一端相连，TVS1的另一端YXCOM端相连，低通滤波器a1的输出端与泄放电阻1的一段相连，泄放电阻1的另一端与YXCOM端相连，所述的可插拔限流电阻可根据实际遥信输入电压的需要，选择相应的限流电阻值进行匹配，使得遥信信号采集模块更具灵活性。

所述的光耦及其输出端子模块B包括光耦模块1、电源、低通滤波器b1、限流电阻a1和b1，所述的电源为5V电源，它与光耦输出端的一端相连，另一端分别与低通滤波器b1和限流电阻a1相连，限流电阻a1的另一端与GND相连，所述的低通滤波器b1与限流电阻b1相连，所述的光耦模块在其正下方的印制电路板上开有与光耦模块等大的孔，以增大爬电距离，增强绝缘隔离性能。

所述的前置电路模块A与光耦及其输出模块B可构成遥信信号采集模块的基础模块，按照其连接方式，可以生成n路具有相同功能的基础模块，可实现对n路遥信信号进行同步采集，接线端子子模块J1的n路输入正接线端分别与n路基础模块相连，接线端子模块J1的1路YXCOM端与n路基础模块的公共YXCOM端相连。

所述的三态总线收发器模块C具有k个三态总线收发器子模块，k≤n，所述的n路基础模块分别连接至子模块C，子模块C的输出端连接至子模块X1，即可实现开入信号的快速、准确地传输。

所述的GND通过电容C1与FG相连，所述的YXCOM端与并联的C2和C3相连，再与FG相连，通过这种方式可以增强遥信信号采集模块的EMC特性，保证模块的稳定性与可靠性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于继电保护装置的遥信信号采集模块，其特征在于：包括接线端子模块、信号采集电路、信号连接器模块；

所述信号采集电路的个数n为1以上的整数，所述接线端子模块包括m个接线端子,每个信号采集电路对应一个接线端子，所述m为大于或等于n+1的整数，所述接线端子模块中有一路接线端子为遥信信号的公共负接线端DICOM，其他为正接线端；

所述接线端子模块用于接入遥信信号并传输至信号采集电路，所述信号采集电路的输出端连接信号连接器模块；

所述信号采集电路包括沿信号输出方向依次连接的前置电路模块、光耦及其输出模块、收发器模块；

所述前置电路模块包括第一限流电阻、第一低通滤波器、泄放电阻，所述第一限流电阻的输入端连接接线端子，输出端连接第一低通滤波器的输入端，所述第一低通滤波器的输出端连接光耦及其输出模块，所述泄放电阻一端连接所述第一低通滤波器的输出端，另一端连接公共负接线端DICOM。

2.根据权利要求1所述的用于继电保护装置的遥信信号采集模块，其特征在于：所述第一限流电阻为可插拔限流电阻。

3.根据权利要求1或2所述的用于继电保护装置的遥信信号采集模块，其特征在于：所述前置电路模块还包括双向TVS二极管，所述双向TVS一端连接所述第一限流电阻的输出端，另一端连接公共负接线端DICOM。

4.根据权利要求1所述的用于继电保护装置的遥信信号采集模块，其特征在于：所述光耦及其输出模块包括光耦模块、电源模块、第二低通滤波器、第二限流电阻、第三限流电阻；

所述第一低通滤波器的输出端连接光耦模块的管脚1；

所述电源模块连接光耦模块的管脚4；

所述光耦模块的管脚2连接公共负接线端DICOM；

所述光耦模块的管脚3的输出端连接第二低通滤波器的输入端，所述第二低通滤波器的输出端连接第二限流电阻的输入端，所述第二限流电阻的输出端连接收发器模块；

所述第三限流电阻的输入端连接光耦模块管脚3，输出端连接GND。

5.根据权利要求4所述的用于继电保护装置的遥信信号采集模块，其特征在于：所述电源模块的电压为5V。

6.根据权利要求4所述的用于继电保护装置的遥信信号采集模块，其特征在于：电路板上开有与所述光耦模块等大的孔，该孔设置在光耦模块的正下方。

7.根据权利要求1、2、4、5、6任一所述的用于继电保护装置的遥信信号采集模块，其特征在于：所述收发器模块为三态总线收发器模块的子模块。

8.根据权利要求4所述的用于继电保护装置的遥信信号采集模块，其特征在于：所述GND通过第一电容连接FG；

所述公共负接线端DICOM通过电容组连接FG，所述电容组包括第二电容和第三电容，所述第二电容与所述第三电容并联。