專利名稱：電力測(cè)控保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變電站、發(fā)電廠所用的電力測(cè)控保護(hù)裝置。
現(xiàn)有的微機(jī)電力測(cè)控保護(hù)裝置性能低，容量小，速度慢，工作可靠性較差，無(wú)法滿足發(fā)電廠和變電站設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)化、快速化、簡(jiǎn)單化、智能化的要求。
本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種性能好，容量大，速度快，工作可靠性高，能滿足發(fā)電廠和變電站設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)化、快速化、簡(jiǎn)單化、智能化要求的電力測(cè)控保護(hù)裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案一種電力測(cè)控保護(hù)裝置，其特征在于它由模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D，32位數(shù)字信號(hào)處理器DSP及其存貯器RAM1，通信管理處理器CPU及其存貯器RAM2，高速雙口存貯器RAM3和邏輯芯片IC1、IC2、IC3組成，模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的輸入接被測(cè)電力模擬量信號(hào)，A/D的輸出與32位數(shù)字信號(hào)處理器DSP的數(shù)據(jù)總線相連，DSP的數(shù)據(jù)總線和地址總線與存貯器RAM1相連，DSP的數(shù)據(jù)總線還與邏輯芯片IC1的輸入輸出口相連，IC1的輸入輸出口還接有被保護(hù)電力裝置的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)及被保護(hù)電力裝置的電源頻率信號(hào)，IC1的輸入輸出口還與邏輯芯片IC2的輸入輸出口相連，IC2的輸入輸出口與高速雙口存貯器RAM3相連，IC2的輸入輸出口還與邏輯芯片IC3的輸入輸出口相連，IC3的輸入輸出口與通信管理處理器CPU的數(shù)據(jù)總線和地址總線相連，IC3的輸入輸出口還接有操作鍵盤及定時(shí)定位GPS脈沖輸入信號(hào)，CPU的數(shù)據(jù)總線和地址總線還與存貯器RAM2相連，其數(shù)據(jù)總線還與顯示器T相連。
本實(shí)用新型是專為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、無(wú)人值守變電站而設(shè)計(jì)的中低壓成套微機(jī)保護(hù)、測(cè)量、控制產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品具有面向用戶的開(kāi)放性、軟硬件系統(tǒng)模塊化、分布式安裝的特點(diǎn)，解決了微機(jī)保護(hù)裝置在惡劣環(huán)境(高溫、低溫、潮濕、電磁場(chǎng)干擾、有害氣體、灰塵、震動(dòng)等)下長(zhǎng)期可靠運(yùn)行的問(wèn)題和常規(guī)保護(hù)、測(cè)量、控制與信號(hào)的兼容性問(wèn)題，提高了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中通訊網(wǎng)絡(luò)的可靠性、快速性和多種規(guī)約的兼容性。并能滿足發(fā)電廠和變電站設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)化、快速化、簡(jiǎn)單化、智能化的要求。本實(shí)用新型具有下列性能特點(diǎn)
(1)采用主頻為40MHZ的32位高性能CPU(內(nèi)置硬件乘法器、FLASH存儲(chǔ)器、采用改進(jìn)的并行結(jié)構(gòu)及多級(jí)流水線技術(shù))，提高了保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)處理能力，便于實(shí)現(xiàn)更快的算法和優(yōu)化的高級(jí)語(yǔ)言操作。
(2)選用快速的14位新型A/D芯片，每周波采樣64點(diǎn)，采樣頻率跟隨系統(tǒng)頻率的變化，使保護(hù)裝置具備很高的采樣速度和采樣精度。
(3)提供GPS接口，實(shí)現(xiàn)硬件對(duì)時(shí)及同步采樣。
(4)結(jié)構(gòu)采用三分之一19英寸寬度、6U高度的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，單元式全封閉嵌入式設(shè)計(jì)，所有部件均采取鎖緊措施，抗振性能好，配置靈活，既可分散裝于開(kāi)關(guān)柜，亦可集中組屏。
(5)保護(hù)的投/退直觀明了，消除了常規(guī)微機(jī)保護(hù)采用軟件控制方式引起的進(jìn)制轉(zhuǎn)換困難和計(jì)算錯(cuò)誤。
(6)具有完整的操作箱功能。
(7)具有遙測(cè)、遙控、遙信、遙調(diào)功能，可測(cè)量正常負(fù)荷狀態(tài)下的電壓、電流、有功、無(wú)功、視在功率、功率因數(shù)、頻率，可測(cè)量電壓及電流1至16次諧波值。可實(shí)時(shí)累計(jì)有功電度、無(wú)功電度，便于電量控制與平衡，可進(jìn)行直流電壓或變壓器溫度測(cè)量。具有執(zhí)行前返校遙測(cè)功能。能保護(hù)信號(hào)、故障參數(shù)、開(kāi)關(guān)量事件記錄?？蛇h(yuǎn)方修改定值，遠(yuǎn)方切換定值區(qū)。
(8)通信能力強(qiáng)，裝置配置三個(gè)通信接口，可通過(guò)該接口用屏蔽雙絞線、光纖或其他類型的通信介質(zhì)聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成變電站分布式保護(hù)測(cè)量系統(tǒng)。
(9)具有完善的裝置自檢功能，裝置軟硬件出現(xiàn)異常后，自動(dòng)閉鎖所有保護(hù)出口，并通過(guò)面板上的“異?！睙舾婢?，便于及時(shí)處理裝置故障，提高裝置的可靠性。
(10)可存儲(chǔ)9套不同的保護(hù)定值。
(11)裝置提供共64KB的故障錄波記錄、最近100個(gè)SOE事件的存儲(chǔ)空間，掉電保持，便于故障后的事故分析。
(12)采用表面安裝技術(shù)(SMT)及多層印制板，體積小，可靠性高。
(13)選用具有良好低溫特性的芯片，使裝置能應(yīng)用于-40℃～80℃的環(huán)境變化，適合寒冷、高濕地區(qū)及戶外運(yùn)行。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；圖2是本實(shí)用新的電原理圖。
如圖1，本實(shí)用新型由模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D,32位數(shù)字信號(hào)處理器DSP及其存貯器RAM1，通信管理處理器CPU及其存貯器RAM2，高速雙口存貯器RAM3和邏輯芯片IC1、IC2、IC3組成，模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的輸入接被測(cè)電力模擬量信號(hào)，A/D的輸出與32位數(shù)字信號(hào)處理器DSP的數(shù)據(jù)總線相連，DSP的數(shù)據(jù)總線和地址總線與存貯器RAM1相連，DSP的數(shù)據(jù)總線還與邏輯芯片IC1的輸入輸出口相連，IC1的輸入輸出口還接有被保護(hù)電力裝置的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)及被保護(hù)電力裝置的電源頻率信號(hào)，IC1的輸入輸出口還與邏輯芯片IC2的輸入輸出口相連，IC2的輸入輸出口與高速雙口存貯器RAM3相連，IC2的輸入輸出口還與邏輯芯片IC3的輸入輸出口相連，IC3的輸入輸出口與通信管理處理器CPU的數(shù)據(jù)總線和地址總線相連，IC3的輸入輸出口還接有操作鍵盤及定時(shí)定位GPS脈沖輸入信號(hào)，CPU的數(shù)據(jù)總線和地址總線還與存貯器RAM2相連，其數(shù)據(jù)總線還與顯示器T相連。
本實(shí)用新型的具體線路如圖2，模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D采用兩塊A/D集成塊U15、U16(型號(hào)均可為MAX125)，被測(cè)保護(hù)電力裝置的各電壓電流信號(hào)分別送至U15、U16的各對(duì)應(yīng)模擬量輸入端，U15、U16的數(shù)據(jù)總線接32位數(shù)字信號(hào)處理器DSP，即圖2中的集成塊U11(型號(hào)可為TMS320F206)，U11的存貯器RMI采用兩塊存貯集成塊U13、U14(型號(hào)可為W241024)，U13、U14的數(shù)據(jù)總線和地址總線與U11相連，邏輯芯片IC1采用大規(guī)?？删幊踢壿嫾蓧KU12(型號(hào)可為XC95108)，U12的數(shù)據(jù)總線與U11相連，U12的輸入輸出口接被保護(hù)電力裝置的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)，如斷路器、隔離刀閘、接地刀閘、過(guò)流速斷等開(kāi)關(guān)信號(hào)，U12的一個(gè)輸入輸出口還與頻率跟蹤電路的輸出相連，該頻率跟蹤電路由運(yùn)放U10、電阻R100、R101、R140及電容CA17構(gòu)成，U10的輸入接被保護(hù)電力裝置的電壓信號(hào)，它將交流電壓信號(hào)整定為反映頻率的周期數(shù)字信號(hào)，然后送至U12。邏輯芯片IC2、IC3均采用大規(guī)模可編程邏輯集成塊U31、U25(型號(hào)均可為XC95108)，U31的輸入輸出口分別與U12和U25的對(duì)應(yīng)輸入輸出口相連，U31的高速雙口存貯器RAM3采用隨機(jī)存貯集成塊U32(型號(hào)可為W241024)，U31的輸入輸出口與U32相連。本實(shí)用新型的通信管理處理器CPU采用單片機(jī)集成塊U21(型號(hào)可為W78E58)，U21的存貯器RAM2采用隨機(jī)存貯集成塊U22(型號(hào)可為W241024)，U21的輸入輸出口與U22相連，U21的數(shù)據(jù)總線與大規(guī)?？删幊踢壿嫾蓧KU25相連，U21的數(shù)據(jù)總線還與液晶顯示器T相連，U25的輸入輸出口還接有操作鍵盤K及GPS脈沖信號(hào)，該GPS信號(hào)由全球衛(wèi)星定時(shí)定位裝置轉(zhuǎn)換后獲得。U11-U16組成以U11為核心的保護(hù)測(cè)控部分，U21、U22、U25組成以U21為核心的通信管理部分，U31、U32組成高速雙口部分，保護(hù)測(cè)控部分通過(guò)高速雙口部分與通信管理部分有機(jī)地高速聯(lián)系在一起。
當(dāng)被保護(hù)電力裝置的各模擬量信號(hào)(如電壓、測(cè)量電流、保護(hù)電流等)送到U15、U16后，U11根據(jù)頻率跟蹤電路得到的被保護(hù)電力裝置的頻率對(duì)上述模擬信號(hào)進(jìn)行32點(diǎn)等間隔抽樣，再經(jīng)U11內(nèi)部的FFT軟件運(yùn)算，得到上述各模擬量的準(zhǔn)確數(shù)值，并存貯在U13、U14中。被保護(hù)電力裝置的各開(kāi)關(guān)量信號(hào)送到U12，亦由U11讀入并轉(zhuǎn)存到U13、U14中。當(dāng)U11發(fā)現(xiàn)某采樣數(shù)據(jù)有異常時(shí)，會(huì)在內(nèi)部軟件控制下根據(jù)通信管理部分約定的定值作出相應(yīng)地處理(如過(guò)流事件發(fā)生，它發(fā)出告警信號(hào))。通信管理部分中，操作人員通過(guò)鍵盤K向U25輸入規(guī)定的整定值等參數(shù)，并能通過(guò)高速雙口部分發(fā)至測(cè)控保護(hù)部分，由測(cè)控保護(hù)部分對(duì)被保護(hù)電力裝置進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也可隨時(shí)調(diào)取測(cè)控保護(hù)部分采集的各實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并通過(guò)液晶顯示器T顯示出來(lái)。
權(quán)利要求1.一種電力測(cè)控保護(hù)裝置，其特征在于它由模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D，32位數(shù)字信號(hào)處理器DSP及其存貯器RAM1，通信管理處理器CPU及其存貯器RAM2，高速雙口存貯器RAM3和邏輯芯片IC1、IC2、IC3組成，模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的輸入接被測(cè)電力模擬量信號(hào)，A/D的輸出與32位數(shù)字信號(hào)處理器DSP的數(shù)據(jù)總線相連，DSP的數(shù)據(jù)總線和地址總線與存貯器RAM1相連，DSP的數(shù)據(jù)總線還與邏輯芯片IC1的輸入輸出口相連，IC1的輸入輸出口還接有被保護(hù)電力裝置的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)及被保護(hù)電力裝置的電源頻率信號(hào)，IC1的輸入輸出口還與邏輯芯片IC2的輸入輸出口相連，IC2的輸入輸出口與高速雙口存貯器RAM3相連，IC2的輸入輸出口還與邏輯芯片IC3的輸入輸出口相連，IC3的輸入輸出口與通信管理處理器CPU的數(shù)據(jù)總線和地址總線相連，IC3的輸入輸出口還接有操作鍵盤及定時(shí)定位GPS脈沖輸入信號(hào)，CPU的數(shù)據(jù)總線和地址總線還與存貯器RAM2相連，其數(shù)據(jù)總線還與顯示器T相連。
2.按權(quán)利要求1所述的電力測(cè)控保護(hù)裝置，其特征在于模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D采用兩塊A/D集成塊U15、U16,U15、U16的數(shù)據(jù)總線接32位數(shù)字信號(hào)處理器集成塊U11,U11的存貯器RM1采用兩塊存貯集成塊U13、U14,U13、U14的數(shù)據(jù)總線和地址總線與U11相連，邏輯芯片IC1采用大規(guī)?？删幊踢壿嫾蓧KU12，U12的數(shù)據(jù)總線與U11相連，U12的輸入輸出口接被保護(hù)電力裝置的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)，U12的一個(gè)輸入輸出口還與頻率跟蹤電路的輸出相連，該頻率跟蹤電路由運(yùn)放U10、電阻R100、R101、R140及電容CA17構(gòu)成，U10的輸入接被保護(hù)電力裝置的電壓信號(hào)，它輸出的反映頻率的周期數(shù)字信號(hào)接U12，邏輯芯片IC2、IC3均采用大規(guī)?？删幊踢壿嫾蓧KU31、U25,U31的輸入輸出口分別與U12和U25的對(duì)應(yīng)輸入輸出口相連，U31的高速雙口存貯器RAM3采用隨機(jī)存貯集成塊U32，U31的輸入輸出口與U32相連；通信管理處理器CPU采用單片機(jī)集成塊U21，U21的存貯器RAM2采用隨機(jī)存貯集成塊U22,U21的輸入輸出口與U22相連，U21的數(shù)據(jù)總線與大規(guī)?？删幊踢壿嫾蓧KU25相連，U21的數(shù)據(jù)總線還與液晶顯示器T相連，U25的輸入輸出口還接有操作鍵盤K及GPS脈沖信號(hào)，U11-U16組成以U11為核心的保護(hù)測(cè)控部分，U21、U22、U25組成以U21為核心的通信管理部分，U31、U32組成高速雙口部分，保護(hù)測(cè)控部分通過(guò)高速雙口部分與通信管理部分有機(jī)地高速連接在一起。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種變電站、發(fā)電廠所用的電力測(cè)控保護(hù)裝置,其模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的輸入接被測(cè)電力模擬量信號(hào),A/D的輸出與32位數(shù)字信號(hào)處理器DSP的數(shù)據(jù)總線相連,DSP的數(shù)據(jù)總線和地址總線與存貯器RAM1相連,DSP的數(shù)據(jù)總線還與邏輯芯片IC1的輸入輸出口相連,IC1的輸入輸出口與邏輯芯片IC2的輸入輸出口相連,IC2的輸入輸出口與高速雙口存貯器RAM3相連,IC2的輸入輸出口還與邏輯芯片IC3的輸入輸出口相連,IC3的輸入輸出口與通信管理處理器CPU的數(shù)據(jù)總線和地址總線相連。
文檔編號(hào)H02H7/00GK2454976SQ00241128
公開(kāi)日2001年10月17日 申請(qǐng)日期2000年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月24日
發(fā)明者唐平, 葉曙光, 楊書杰, 吳瑛 申請(qǐng)人:南京大陸中電科技股份有限公司