CN208820461U - 一种微机保护控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种微机保护控制装置，包括外壳和位于外壳内为所述微机保护控制装置提供电源的电源模块，所述外壳内还设置有相互连接的微机保护单元和开关柜驱动单元，所述微机保护单元的输入端为所述微机保护控制装置的输入端，所述开关柜驱动单元的输出端为所述微机保护控制装置的输出端。本实用新型通过将微机保护装置和开关柜智能控制装置的功能整合到一起并设置在一个装置外壳内，对于同样的输入量只有一个相应输入端，从而可以有效减少整个装置在安装过程中的接线工作。

Description

一种微机保护控制装置

技术领域

本实用新型涉及微机保护领域，具体涉及一种微机保护控制装置。

背景技术

微机保护是利用微型计算机构成的继电保护，是电力系统继电保护的发展方向，它具有高可靠性、高选择性和高灵敏性，微机保护装置的硬件系统以微处理器为核心，配以输入、输出通道、人机接口和通讯接口等，微机保护广泛应用于电力、石化、矿山冶炼、铁路以及民用建筑等。

在现有的微机保护系统中，为了接线规范和接线安全，微机保护系统的各个设备不能与断路器或其他电力线路元件直接连接，而是必须通过开关柜端子排进行接线，成套厂把断路器和其他电力线路元件的端子先连接到开关柜端子排，再从开关柜端子排连接到微机保护系统的各个设备，微机保护系统通常包括微机保护装置、开关柜智能控制装置和开关柜连接片，所有的接线操作都是由成套厂在组装时进行分别接线，这里的接线方式存在以下问题：1)对于微机保护装置和开关柜智能控制装置这两个不同的设备来说，存在相同的输入量(比如微机保护装置和开关柜智能控制装置都会分别用到被保护系统中断路器的相关信号)，因此会存在重复接线；2)大量的重复接线容易出现接错现象，而且浪费材料；3)重复的工作会造成整个工程进度慢，效率低。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种微机保护控制装置，其通过将微机保护装置和开关柜智能控制装置的功能整合到一起并设置在一个装置外壳内，对于同样的输入量只有一个相应输入端，从而可以有效减少整个装置在安装过程中的接线工作。为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一种微机保护控制装置，包括外壳和位于外壳内为所述微机保护控制装置提供电源的电源模块，所述外壳内还设置有相互连接的微机保护单元和开关柜驱动单元，所述微机保护单元的输入端为所述微机保护控制装置的输入端，所述开关柜驱动单元的输出端为所述微机保护控制装置的输出端。

进一步地，所述微机保护单元包括：

采样单元：与第一微处理器连接，用于对被保护系统中相关数据进行采集并将采集到的数据发送给第一微处理器；

第一微处理器：同时与采样单元、开关柜驱动单元和第二微处理器连接，用于接收并处理采样单元发送的数据，然后将处理后的数据发送给开关柜驱动单元和第二微处理器；

第二微处理器：同时与第一微处理器和显示单元连接，用于接收并处理第一微处理器发送的数据，然后将处理后的数据发送给显示单元；

显示单元：与第二微处理器连接，用于接收第二微处理器发送的数据并显示；

其中，所述采样单元的输入端为所述微机保护控制装置的输入端。

进一步地，所述采样单元包括：

温湿度采集单元：用于采集被保护系统的温度和湿度参数并将采集到的温度和湿度参数发送给所述第一微处理器；

电流电压采集单元：用于采集被保护系统的电流和电压参数并将采集到的电流和电压参数发送给所述第一微处理器；

开入量采集单元：用于采集被保护系统中相关设备的位置信息并将位置信息发送给所述第一微处理器。

进一步地，所述开入量采集单元采集的位置信息包括断路器合闸位置、手车位置、断路器弹簧储能位置和远方就地位置中的一种或几种。

进一步地，所述开关柜驱动单元包括操作回路单元，还包括：

温湿度保护装置驱动单元：用于接收所述第一微处理发送的从所述温湿度采集单元接收并处理后的数据，并根据接收到的数据驱动与温湿度保护装置驱动单元相连的被保护系统中相关设备动作；

电流电压保护装置驱动单元：用于接收所述第一微处理发送的从所述电流电压采集单元接收并处理后的数据，并根据接收到的数据通过所述操作回路单元驱动与操作回路单元相连的被保护系统中相关设备动作；

开出保护装置驱动单元：用于接收所述第一微处理发送的从所述电流电压采集单元接收并处理后的数据，并根据接收到的数据通过所述操作回路单元驱动与操作回路单元相连的被保护系统中相关设备动作；

其中，所述操作回路单元的输出端和温湿度保护装置驱动单元的输出端为所述微机保护控制装置的输出端。

进一步地，所述显示单元包括液晶显示单元、数码管显示单元、指示灯显示单元、模拟图指示显示单元和语音报警单元中的一种或几种。

进一步地，还包括高压带电采集单元，用于采集被保护系统中电力线路的高压带电信息，并将采集到的信息发送给所述第二微处理器，所述第二微处理器对所述高压带电采集单元发送的信息进行处理然后将处理后的信息发送给所述显示单元。

进一步地，还包括面板开关单元，所述面板开关单元与被保护系统中相关设备连接，用于手动控制被保护系统中相关设备进行相关操作。

进一步地，所述面板开关单元包括储能电机控制单元、分合闸控制单元和硬压板控制单元。

进一步地，所述面板开关单元还包括与所述第一微处理器连接的远方就地控制单元。

本实用新型提供的微机保护控制装置，其通过将微机保护装置和开关柜智能控制装置的功能整合到一起并设置在一个装置外壳内，对于同样的输入量只有一个相应输入端，从而可以有效减少整个装置在安装过程中的接线工作；本实用新型在具体工作时，只要将需要采样的输入量从开关柜引入采样单元，而通过第一微处理器对采样单元的采集数据进行处理，当需要被保护系统相关设备动作时，通过开关柜驱动单元驱动相关设备即可，接线简单，不会存在重复接线，也不容易出现接错线的情况，效率高，能有效加快工程进度。

附图说明

图1为本实用新型提供的微机保护控制装置外壳内的设备结构框图。

图2为高压带电采集单元的结构框图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种微机保护控制装置，包括外壳和位于外壳内为所述微机保护控制装置提供电源的电源模块，所述外壳内还设置有相互连接的微机保护单元和开关柜驱动单元，所述微机保护单元的输入端为所述微机保护控制装置的输入端，所述开关柜驱动单元的输出端为所述微机保护控制装置的输出端。

这里需要说明的是，在具体使用时，本实施例的输入端与开关柜内的相应接线端子进行连接，对于同样的输入量只有一个相应输入端，从而可以有效减少整个装置在安装过程中的接线工作。

更详细地，由于现有技术方案是将微机保护装置和智能操控装置分开制造，待工程需要的产品齐套后，再在组装时分别将每个装置的端子通过开关柜端子排与被保护系统的相应设备进行连接，这样做的缺点是由于微机保护装置的输入量和智能操控装置的输入量存在大量重叠部分，这样会造成大量重复接线，而大量的人工重复连接容易出现错接、连线松动、浪费材料等问题，最关键是效率低下，严重影响整个工程的进度，而且在设计上会增加大量硬件成本，而本实施例将微机保护装置、智能操控装置和硬压板的功能集成在一个装置内，对于所有的输入量均通过微机保护单元采集输入，对于所有的输出控制量均由开关柜驱动单元输出，不存在重复输入与重复输出，集成度高，开关柜面板简洁美观，不仅能在工程之初有效避免重复接线，节约人力物力，提高工程效率，也可以在具体使用本实施例时，使工作人员操作起来简单方便，出错率低，从而提高本实施例的工作可靠性。

具体地，所述微机保护单元包括：

采样单元：与第一微处理器连接，用于对被保护系统中相关数据进行采集并将采集到的数据发送给第一微处理器；

第一微处理器：同时与采样单元、开关柜驱动单元和第二微处理器连接，用于接收并处理采样单元发送的数据，然后将处理后的数据发送给开关柜驱动单元和第二微处理器；

第二微处理器：同时与第一微处理器和显示单元连接，用于接收并处理第一微处理器发送的数据，然后将处理后的数据发送给显示单元；

显示单元：与第二微处理器连接，用于接收第二微处理器发送的数据并显示；

其中，所述采样单元的输入端为所述微机保护控制装置的输入端。

这里需要说明的是，本实施例主要应用于电力系统的保护工作中，通过对电力线路中断路器、接地刀闸等设备的控制实现电力保护。在具体工作时，第一微处理器和第二微处理器通过通信模块(可以为2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、GPRS通信模块或WiFi模块中的一种)实现数据和信息交互，设置两个微处理器，可以提高本实施例的数据处理速度，第一微处理器主要用于采样数据的分析并根据分析结果驱动被保护系统相关设备，第二微处理器主要用于控制采样数据的显示，分工明确，有利于检修和维护，当显示单元出现问题而驱动单元可以正常工作时，工作人员可以重点排查显示单元和第二微处理器，反之亦然，从而提高工作效率，在维修设备时也可以只更换出现问题的微处理器，能够大大节约成本。

具体地，所述采样单元包括：

温湿度采集单元：用于采集被保护系统的温度和湿度参数并将采集到的温度和湿度参数发送给所述第一微处理器；

电流电压采集单元：用于采集被保护系统的电流和电压参数并将采集到的电流和电压参数发送给所述第一微处理器；

开入量采集单元：用于采集被保护系统中相关设备的位置信息并将位置信息发送给所述第一微处理器。

具体地，所述开入量采集单元采集的位置信息包括断路器合闸位置、手车位置、断路器弹簧储能位置和远方就地位置中的一种或几种。

这里需要说明的是，所述被保护系统可以为电力系统中的输变电电路，被保护系统中相关设备可以为线路中的断路器、接地刀闸等开关设备，还可以为系统中设置的加热器、加湿器、风机或干燥器等；所述断路器合闸位置是指相关断路器处于断开状态还是闭合状态，手车位置是指手车的触头与母线线路触头的连接状态，弹簧储能位置是指断路器储能机构的储能状态，远方就地位置是指控制断路器分合闸的方式，在远方时通过远程操作控制断路器分合闸，在就地时在现场可以直接控制断路器分合闸。

具体地，所述开关柜驱动单元包括操作回路单元，还包括：

温湿度保护装置驱动单元：用于接收所述第一微处理发送的从所述温湿度采集单元接收并处理后的数据，并根据接收到的数据驱动与温湿度保护装置驱动单元相连的被保护系统中相关设备动作；

电流电压保护装置驱动单元：用于接收所述第一微处理发送的从所述电流电压采集单元接收并处理后的数据，并根据接收到的数据通过所述操作回路单元驱动与操作回路单元相连的被保护系统中相关设备动作；

开出保护装置驱动单元：用于接收所述第一微处理发送的从所述电流电压采集单元接收并处理后的数据，并根据接收到的数据通过所述操作回路单元驱动与操作回路单元相连的被保护系统中相关设备动作；

其中，所述操作回路单元的输出端和温湿度保护装置驱动单元的输出端为所述微机保护控制装置的输出端。

这里需要说明的是，操作回路单元是指驱动跳合闸线圈完成跳合闸的回路。

还需要说明的是，温湿度采集单元可以为温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器可以安装在被保护系统中任何需要检测温度和湿度的地方，比如线路较多的开关柜中，通过第一微处理器对检测到的温度值和湿度值进行运算处理和逻辑判断，当需要调节温度或湿度时，再通过温湿度保护装置驱动单元驱动温湿度保护装置(加热器、加湿器、风机或干燥器等)作出相应动作；电流电压采集单元可以用于采集三相电流、三相电压参数，通过第一微处理器对检测到的三相电流值和三相电压值进行运算处理和逻辑判断，然后通过电流电压保护装置驱动单元快速切断故障线路，保证电力系统的正常运行；开入量采集单元通过采集系统运行时的相关信息，如断路器合闸位置、手车位置、弹簧储能位置、远方就地位置等，实时的反应系统的工作情况。

还需要说明的是，本实施例还可以设置与第一微处理器连接的时钟单元和数据存储单元，时钟单元可以用于设置采样单元的采样频率，还可以为系统提供当前运行时间，在发生故障或事件时，记录当前时间，为后续分析处理故障提供依据；数据存储单元可以对采样单元采集的数据进行存储并供第一微处理器查询，而且可以避免掉电丢失数据的情况。

具体地，所述显示单元包括液晶显示单元、数码管显示单元、指示灯显示单元、模拟图指示显示单元和语音报警单元中的一种或几种。

其中，显示单元主要用来实现人机交互功能，第一微处理器处理后的电流、电压、有功功率、无功功率、温湿度、遥信量、故障信息、事件信息等参数值通过通信模块传送给第二微处理器，并通过第二微处理传送给相应的显示单元进行显示，方便用户实时掌握系统的运行情况。其中，液晶显示单元主要用于直观的显示电流、电压、有功功率、无功功率、温湿度、遥信量、故障信息、事件信息、定值等参数；数码管显示单元主要用于显示电流、电压、电度参数，方便抄表人员观察并记录；指示灯单元主要指示系统运行的一些重要参数，包括运行、报警、故障、加热A、加热B、解锁、高压带电A、B、C三相指示；模拟图指示单元主要用于根据断路器位置、手车工作位置、手车试验位置、接地刀闸位置等，实时显示系统运行时的一次图，方便观察系统运行情况；语音报警单元主要根据断路器位置、手车工作位置、手车试验位置、接地刀闸位置等，判断系统运行状态是否正确，当系统运行不正常时，会通过语音报警单元及时报警。

具体地，如图2所示，本实施例还可以设置高压带电采集单元，用于采集被保护系统中电力线路的高压带电信息，并将采集到的信息发送给所述第二微处理器，所述第二微处理器对所述高压带电采集单元发送的信息进行处理然后将处理后的信息发送给所述显示单元。本实施例中的高压带电采集单元包括依次连接的高压母线传感器、电压保护单元、整流单元和带电指示单元，所述整流单元还与三相隔离处理单元连接，所述三相隔离处理单元还同时与闭锁控制单元和闭锁指示单元连接，其中，高压母线传感器包括A相高压母线传感器、B相高压母线传感器和C相高压母线传感器，电压保护单元包括三套电压保护装置，整流单元包括三套AC/DC整流装置，带电指示单元包括A相带电指示、B相带电指示和C相带电指示，每相高压母线传感器均依次通过电压保护装置和AC/DC整流装置与对应相的带电指示灯连接。具体实施时，高压带电采集单元通过三相高压母线传感器采集三相高压带电情况，如果A、B、C三相带电时，相应的A、B、C三相指示灯亮。闭锁指示及闭锁控制具体为：当A、B、C三相任意一相带电，闭锁解除指示灯不亮，闭锁控制部分的继电器断开，禁止电磁锁动作；三相全不带电时，解锁指示灯亮绿灯，继电器闭合，允许电磁锁动作。

具体地，本实施例还可以包括面板开关单元，所述面板开关单元与被保护系统中相关设备连接，用于手动控制被保护系统中相关设备进行相关操作，更具体地，所述面板开关单元包括储能电机控制单元、分合闸控制单元和硬压板控制单元，还包括与所述第一微处理器连接的远方就地控制单元。

这里需要说明的是，面板开关单元可以手动控制断路器的分闸和合闸，可以实现远方就地操作，可以手动控制断路器储能机构进行储能，还可以手动控制保护跳闸、保护合闸、过流一段等回路的硬连接。具体地，储能电机控制单元主要用于控制断路器储能机构进行储能，当跳开断路器后，断路器需要储能后才能进行合闸操作，可以储能电机控制单元进行手动操作；分合闸控制单元主要用于通过面板开关控制断路器分合；硬压板控制单元主要用于手动控制保护跳闸、保护合闸、过流一段等回路的硬连接，直观的实现以上回路的通断，方便用户操作；远方就地控制单元主要用于实现断路器的远方就地操作，当远方就地控制单元处于远方时，可以通过遥控控制断路器分合，当远方就地控制单元处于就地时，可以通过本地控制断路器分合，即通过面板开关控制。

具体实施本实施例时，第一微处理器还可以通过远传通信单元将数据传送给上位机，具体地，远传通信单元可以为RS485通讯模块，通过RS485通讯模块将遥测、遥信、遥控等信息与上位机软件交互，实现远程监控。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。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的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种微机保护控制装置，包括外壳和位于外壳内为所述微机保护控制装置提供电源的电源模块，其特征在于，所述外壳内还设置有相互连接的微机保护单元和开关柜驱动单元，所述微机保护单元的输入端为所述微机保护控制装置的输入端，所述开关柜驱动单元的输出端为所述微机保护控制装置的输出端；所述微机保护控制装置还包括与所述微机保护单元连接的高压带电采集单元；

其中，所述微机保护单元包括采样单元，所述采样单元包括开入量采集单元，所述开入量采集单元用于采集断路器合闸位置、手车位置、断路器弹簧储能位置和远方就地位置中的一种或几种；所述高压带电采集单元用于通过三相高压母线传感器采集三相高压带电情况。

2.根据权利要求1所述的一种微机保护控制装置，其特征在于，所述微机保护单元还包括第一微处理器、第二微处理器和显示器，其中：

采样单元：与第一微处理器连接，用于对被保护系统中相关数据进行采集并将采集到的数据发送给第一微处理器；

第一微处理器：同时与采样单元、开关柜驱动单元和第二微处理器连接，用于接收并处理采样单元发送的数据，然后将处理后的数据发送给开关柜驱动单元和第二微处理器；

第二微处理器：同时与第一微处理器和显示单元连接，用于接收并处理第一微处理器发送的数据，然后将处理后的数据发送给显示单元；

显示单元：与第二微处理器连接，用于接收第二微处理器发送的数据并显示；

其中，所述采样单元的输入端为所述微机保护控制装置的输入端。

3.根据权利要求2所述的一种微机保护控制装置，其特征在于，所述采样单元还包括温湿度采集单元和电流电压采集单元，其中：

温湿度采集单元：用于采集被保护系统的温度和湿度参数并将采集到的温度和湿度参数发送给所述第一微处理器；

电流电压采集单元：用于采集被保护系统的电流和电压参数并将采集到的电流和电压参数发送给所述第一微处理器；

开入量采集单元：用于采集被保护系统中相关设备的位置信息并将位置信息发送给所述第一微处理器。

4.根据权利要求3所述的一种微机保护控制装置，其特征在于，所述开关柜驱动单元包括操作回路单元，还包括：

温湿度保护装置驱动单元：用于接收所述第一微处理器发送的从所述温湿度采集单元接收并处理后的数据，并根据接收到的数据驱动与温湿度保护装置驱动单元相连的被保护系统中相关设备动作；

电流电压保护装置驱动单元：用于接收所述第一微处理器发送的从所述电流电压采集单元接收并处理后的数据，并根据接收到的数据通过所述操作回路单元驱动与操作回路单元相连的被保护系统中相关设备动作；

开出保护装置驱动单元：用于接收所述第一微处理器发送的从所述电流电压采集单元接收并处理后的数据，并根据接收到的数据通过所述操作回路单元驱动与操作回路单元相连的被保护系统中相关设备动作；

其中，所述操作回路单元的输出端和温湿度保护装置驱动单元的输出端为所述微机保护控制装置的输出端。

5.根据权利要求2所述的一种微机保护控制装置，其特征在于，所述显示单元包括液晶显示单元、数码管显示单元、指示灯显示单元、模拟图指示显示单元和语音报警单元中的一种或几种。

6.根据权利要求2所述一种微机保护控制装置，其特征在于，还包括高压带电采集单元，用于采集被保护系统中电力线路的高压带电信息，并将采集到的信息发送给所述第二微处理器，所述第二微处理器对所述高压带电采集单元发送的信息进行处理然后将处理后的信息发送给所述显示单元。

7.根据权利要求2所述的一种微机保护控制装置，其特征在于，还包括面板开关单元，所述面板开关单元与被保护系统中相关设备连接，用于手动控制被保护系统中相关设备进行相关操作。

8.根据权利要求7所述的一种微机保护控制装置，其特征在于，所述面板开关单元包括储能电机控制单元、分合闸控制单元和硬压板控制单元。

9.根据权利要求7所述的一种微机保护控制装置，其特征在于，所述面板开关单元还包括与所述第一微处理器连接的远方就地控制单元。