CN220570320U - 一种直流牵引继电保护装置 - Google Patents

Abstract

一种直流牵引继电保护装置，包括壳体、显示屏、指示灯、接线端子、通讯串口、信号采集模块和控制单元，所述显示屏、指示灯安装在壳体的外侧，所述接线端子和通讯串口设置在壳体的尾部，所述信号采集模块和控制单元安装在壳体的内部，所述显示屏、指示灯、接线端子和通讯串口分别与控制单元电性连接，所述信号采集模块与控制单元的信号采集端口电性连接；该装置集成多个种类的牵引直流保护的功能，能给实现牵引直流系统馈线保护、电缆绝缘监测等功能，也能用于直流进线柜、直流馈线柜等直流柜，控制不同种类的快速直流断路器、直流隔离开关等，能给在一定程度上解决传统监控装置种类过多、配置复杂、备件成本高等问题，具有较好的推广应用前景。

Description

一种直流牵引继电保护装置

技术领域

本实用新型涉及城市轨道交通直流牵引供电系统的直流牵引保护测控技术，尤其涉及到一种直流牵引继电保护装置。

背景技术

直流牵引系统对城市轨道交通工具安全运行起到不可或缺的作用，为了保证城市轨道交通工具平稳运行，一般都搭设有直流牵引保护测控装置，用于对类似地铁的交通工具直流牵引系统进行保护。现有城市轨道交通直流牵引继电保护装置接口单一、功能简单，通信功能不够丰富，一般不能集成多个种类的牵引直流保护的功能，进而无法适应越来越复杂的现场。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种直流牵引继电保护装置，该装置集成多个种类的牵引直流保护的功能，能给实现牵引直流系统馈线保护、进线保护、框架保护、电缆绝缘监测等功能，也能给用于直流进线柜、直流馈线柜、负极柜、隔离开关柜、轨电位柜、隔离开关柜等直流柜，控制不同种类的快速直流断路器、直流隔离开关等，能给在一定程度上解决传统监控装置种类过多、配置复杂、备件成本高等问题，具有较好的推广应用前景，能够解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种直流牵引继电保护装置，包括壳体、显示屏、指示灯、接线端子、通讯串口、信号采集模块和控制单元，其中，

所述显示屏、指示灯安装在壳体的外侧，所述接线端子和通讯串口设置在壳体的尾部，所述信号采集模块和控制单元安装在壳体的内部，所述显示屏、指示灯、接线端子和通讯串口分别与控制单元电性连接，所述信号采集模块与控制单元的信号采集端口电性连接。

上述的一种直流牵引继电保护装置，其中，所述信号采集模块包括模拟量输入回路和开关量输入回路，分别用于处理不同的类型的输入信号。

上述的一种直流牵引继电保护装置，其中，所述模拟量输入回路设置有输入保护电路、滤波电路、运放跟随电路组成，所述输入保护电路、滤波电路和运放跟随电路依次连接，所述运放跟随电路主控芯片为MAX9944ASA+T。

上述的一种直流牵引继电保护装置，其中，所述开关量输入回路设置有保护电路、滤波电路、反向保护二极管、光耦电路和信号隔离电路，所述反向保护二极管的型号为LL4148，所述光耦电路主控新芯片型号为

SN74LVC245APWR。

上述的一种直流牵引继电保护装置，其中，所述控制单元的主控芯片型号为STM32F407ZGT6。

上述的一种直流牵引继电保护装置，其中，所述信号采集端口与控制单元的信号输入端之间设置有AD模块，所述AD模块主控芯片型号为AD7606BSTZ。

本实用新型的技术效果在于：

本实用新型提供的一种直流牵引继电保护装置，其集成多个种类的牵引直流保护的功能，能给实现牵引直流系统馈线保护、进线保护、框架保护、电缆绝缘监测等功能，也能给用于直流进线柜、直流馈线柜、负极柜、隔离开关柜、轨电位柜、隔离开关柜等直流柜，控制不同种类的快速直流断路器、直流隔离开关等，能给在一定程度上解决传统监控装置种类过多、配置复杂、备件成本高等问题，具有较好的推广应用前景。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图之一

图2为本实用新型整体结构示意图之二

图3为本实用新型整体结构示意图之三

图4为本实用新型的电气结构原理图

图5为本实用新型的模拟量输入回路电路图

图6为本实用新型的模拟量输入回路的保护电路和运放跟随电路电路图

图7为本实用新型的开关量输入回路的保护电路、反向保护二极管、光耦电路电路图

图8为本实用新型的信号隔离电路电路图其中，附图标记：

1.壳体；2.显示屏；3.指示灯；4.接线端子；5.通讯串口；6.信号采集模块；7.控制单元。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参阅图1-8，一种直流牵引继电保护装置，包括壳体1、显示屏2、指示灯3、接线端子4、通讯串口5、信号采集模块6和控制单元7，所述显示屏2、指示灯3安装在壳体1的外侧，所述接线端子4和通讯串口5设置在壳体1的尾部，所述信号采集模块6和控制单元7安装在壳体1的内部，所述显示屏2、指示灯3、接线端子4和通讯串口5分别与控制单元7电性连接，所述信号采集模块6与控制单元7的信号采集端口电性连接。

进一步地，所述信号采集模块6包括模拟量输入回路和开关量输入回路，分别用于处理不同的类型的输入信号。

进一步地，所述模拟量输入回路设置有输入保护电路、滤波电路、运放跟随电路，所述输入保护电路、滤波电路和运放跟随电路依次电性连接，所述运放跟随电路主控芯片为MAX9944ASA+T。

具体地，模拟量输入回路通过后面板上的模拟量输入端子与外部的直流变送器等设备相连接，用于采集直流牵引供电系统的直流电压和电流，将其转化为数字量送入控制单元，同时也可采集线路电流、框架电流、框架电压、线路电压、电压绝缘传感器信号等数据，并配合AD模块处理为控制单元可识别地数字信号；本实施例模拟量输入回路的输入范围为±20mA或4～20mA。

具体地，所述输入保护电路用来防止外部的过电压信号损坏整个回路，当外部电压过高，TVS会瞬间导通，泄放外部高电压能量，输入保护电路采用TVS SMBJ12CA作为保护器件，使用100Ω电阻进行限流。

具体地，所述运放跟随电路将外部模拟量输入信号送入AD模数转换电路，可以进行电路的阻抗匹配变换，降低AD模数转换电路前级电路的内阻，增加抗干扰能力，保证AD转换精度。

所述开关量输入回路设置有保护电路、滤波电路、反向保护二极管、光耦电路和信号隔离电路，将外部输入的高电平信号转换为控制单元7能够接收的低电平信号；所述反向保护二极管能给防止出现外部输入正负极接反导致整个回路损坏的问题，具体型号为LL4148，所述光耦电路主控新芯片型号为SN74LVC245APWR。

进一步地，开关量输入回路通过后面板上的开关量输入端子与外部的断路器、隔离开关、监控系统、继电保护以及其它设备的位置接点、辅助接点、信号接点等电性连接。

进一步地，输入保护电路用来防止外部的过电压信号损坏整个回路，当外部电压过高，TVS会瞬间导通，泄放外部高电压能量，输入保护电路采用TVS SMBJ12CA作为保护器件。

具体地，光耦电路的作用是用光信号隔离外部输入和内部信号，防止因为外部输入的异常导致内部回路损坏，并隔离干扰信号，本实施例通过电阻分压的原理将外部110V或220V的强电信号转化成光耦能够接受的弱电信号，并且通过跳线短接调整电阻分压电路的电阻值的方式适应不同的外部开关量输入电压。

具体地，所述信号隔离电路是对进入CPU总线的信号进行隔离，以保护控制单元正常运行，所述隔离电路主控芯片型号为SN74LVC245APWR。

所述控制单元7电性连接有显示屏2、按键、指示灯3、通讯串口5和接线端子，所述信号采集端口与控制单元7的信号输入端之间设置有AD模块，所述AD模块主控芯片型号为AD7606BSTZ；所述通讯串口5包括485通信、以太网通信、CAN通信等通信方式，可以适用于不同的牵引变电所监控系统。

进一步地，所述控制单元7设有模拟量输出回路和开关量输出回路，其通过后面板上的模拟量输出端子与外部的直流牵引供电系统的电气设备相连接，该模拟量输出回路可输出15V 200mA的直流电压，用于给某些特殊的快速直流断路器的脱扣回路，实现快速脱扣。

进一步地，所述开关量输出回路通过后面板上的开关量输出端子与外部的断路器、隔离开关、监控系统、继电保护以及其它设备的控制或信号输入接点电性连接，给直流牵引供电系统的断路器、隔离开关、监控系统、继电保护以及其它设备等发出动作信号。

具体地，所述控制单元的主控芯片型号为STM32F407ZGT6。

本实用新型的工作原理：

用户在使用本实用新型所提供的直流牵引继电保护装置时，首先根据待监控设备的特点，按照要求将待连接设备的相应信号线与该装置的接线端子电连接，然后使用按键根据连接设备特点设置相应参数，即可正常使用该装置。

本实用新型在正常运行时，控制单元7根据模拟量输入回路、开关量输入回路采集到的直流牵引供电系统的信号进行判断，如果符合设置参数，控制单元7则会按照设定程序，执行相应动作条件，例如通过开关量输出回路、模拟量输出回路对直流牵引供电系统中的相关设备发出动作或信号指令，并通过通信上传到直流牵引供电系统中的监控系统或其它通信设备，处理紧急情况；同时，用户也可通过控制单元7从通信串口6和操作面板接收操作指令，进行相应的动作，实时对直流牵引供电系统进行监控保护。

涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本实用新型保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种直流牵引继电保护装置，包括壳体、显示屏、指示灯、接线端子、通讯串口、信号采集模块和控制单元，其特征在于，

所述显示屏、指示灯安装在壳体的外侧，所述接线端子和通讯串口设置在壳体的尾部，所述信号采集模块和控制单元安装在壳体的内部，所述显示屏、指示灯、接线端子和通讯串口分别与控制单元电性连接，所述信号采集模块与控制单元的信号采集端口电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种直流牵引继电保护装置，其特征在于，所述信号采集模块包括模拟量输入回路和开关量输入回路，分别用于处理不同的类型的输入信号。

3.根据权利要求2所述的一种直流牵引继电保护装置，其特征在于，所述模拟量输入回路设置有输入保护电路、滤波电路、运放跟随电路组成，所述输入保护电路、滤波电路和运放跟随电路依次连接，所述运放跟随电路主控芯片为MAX9944ASA+T。

4.根据权利要求2所述的一种直流牵引继电保护装置，其特征在于，所述开关量输入回路设置有保护电路、滤波电路、反向保护二极管、光耦电路和信号隔离电路，所述反向保护二极管的型号为LL4148，所述光耦电路主控新芯片型号为SN74LVC245APWR。

5.根据权利要求1所述的一种直流牵引继电保护装置，其特征在于，所述控制单元的主控芯片型号为STM32F407ZGT6。