本實(shí)用新型屬于線路保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字式線路保護(hù)測控裝置。

背景技術(shù)：

在供電系統(tǒng)出現(xiàn)供電事故時(shí),保護(hù)裝置能安全、可靠、快速地切除故障點(diǎn),同時(shí)保證正常運(yùn)行的供電設(shè)備不誤動(dòng),對實(shí)現(xiàn)工業(yè)安全生產(chǎn)意義重大。傳統(tǒng)的保護(hù)經(jīng)歷了機(jī)電型、晶體管型、集成電路型以及單片機(jī)型幾個(gè)階段,因受裝置本身系統(tǒng)資源的限制,裝置整體性能不高,如保護(hù)裝置的精度低、整定值調(diào)整級(jí)差大、抗干擾能力差、保護(hù)功能不全面、實(shí)時(shí)處理性能弱,不能滿足高壓供電系統(tǒng)發(fā)展的需要。

目前，由于電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展而對繼電保護(hù)不斷提出新的要求，因此市場上面出現(xiàn)了各種類型的數(shù)字化線路保護(hù)測控裝置，以16位多CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)繼電保護(hù)在運(yùn)算速度、計(jì)算精度、網(wǎng)絡(luò)通訊等方面已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的要求，并且目前國內(nèi)大部分保護(hù)裝置存在型號(hào)復(fù)雜、設(shè)備備件困難等局面，對于線路保護(hù)領(lǐng)域都不太適用，或者說是可操作性能不佳，因此，現(xiàn)有的數(shù)字化線路保護(hù)測控裝置不能很好的為人們所利用，限制了市場，實(shí)用性不佳，存在著不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種數(shù)字式線路保護(hù)測控裝置，整體結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行計(jì)算精度和可靠性高，功能齊全，支持電力系統(tǒng)線路所需的保護(hù)、監(jiān)視和控制。

本實(shí)用新型提供了如下的技術(shù)方案：

一種數(shù)字式線路保護(hù)測控裝置，包括CPU插件和與所述CPU插件連接的交流回路、出口回路、電源插件和人機(jī)交互板，所述CPU插件、所述出口回路和所述電源插件相互連接，所述CPU插件上設(shè)有DSP芯片和分別與所述DSP芯片連接的A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、開入回路、開出回路和通信口，所述A/D轉(zhuǎn)換器連接所述交流回路，所述開出回路連接所述出口回路，所述通信口為監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集通信口，支持MODBUS/TCPIP和RS485通信規(guī)約，所述電源插件上設(shè)有開入轉(zhuǎn)換回路，所述開入轉(zhuǎn)換回路連接所述開入回路。

優(yōu)選的，所述交流回路包括電壓互感器采樣回路、電流互感器采樣回路，所述電壓互感器采樣回路和電流互感器采樣回路分別和所述A/D轉(zhuǎn)換器連接，將二次交流信號(hào)隔離變換為小電流或小電壓信號(hào)，經(jīng)調(diào)整后輸入到A/D轉(zhuǎn)換器，所述電壓互感器和母線電壓互感器連接，測量母線狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述存儲(chǔ)器包括分別與所述DSP芯片相互連接的ROM、RAM、NVRAM和EEPROM，大容量的存儲(chǔ)器設(shè)置，具備故障錄波功能并且為避免因系統(tǒng)擾動(dòng)使保護(hù)頻繁啟動(dòng)，導(dǎo)致存儲(chǔ)不需要的數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述人機(jī)交互板上設(shè)有與所述CPU插件相互連接的指示燈、液晶屏、鍵盤和維護(hù)口，所述維護(hù)口為USB接口，通過該USB接口外插U盤可升級(jí)裝置程序，并可通過該接口導(dǎo)出動(dòng)作錄波信息，通過所述指示燈和所述液晶屏實(shí)時(shí)顯示開關(guān)的各種運(yùn)行參數(shù)、及時(shí)反映故障信號(hào),接收包括來自所述鍵盤的輸入,控制所述液晶屏的界面顯示。

優(yōu)選的，所述監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集通信口設(shè)在所述人機(jī)交互板上，可與監(jiān)測分站以及調(diào)度主站一起構(gòu)成供電綜合自動(dòng)化系統(tǒng),能夠及時(shí)地把供電系統(tǒng)電氣設(shè)備的電氣參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)、電量信息、設(shè)備工況以及故障信息、故障錄波數(shù)據(jù)發(fā)送到調(diào)度中心,同時(shí)也能夠接收調(diào)度主站發(fā)出的遙控、定值設(shè)定和信號(hào)復(fù)歸等命令,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。

本實(shí)用新型的有益效果是：裝置操作回路配置靈活，可以適應(yīng)各種操作機(jī)構(gòu)；系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計(jì)，保護(hù)功能配置齊全、動(dòng)作快速、性能可靠；良好的人機(jī)界面顯示，可以使用U盤升級(jí)程序和讀取裝置信息，提供了便捷的軟件維護(hù)與信息獲取平臺(tái)；支持串口modbus通信規(guī)約；實(shí)現(xiàn)modbus以太網(wǎng)通信，通過此協(xié)議，控制器相互之間通過網(wǎng)絡(luò)(例如以太網(wǎng))和其它設(shè)備之間可以通信；多種存儲(chǔ)方式，保證裝置的高可靠性和保護(hù)、監(jiān)視和控制執(zhí)行速度。

附圖說明

附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。在附圖中：

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型面板示意圖；

圖3是本實(shí)用新型背板示意圖；

圖中標(biāo)記為：1.機(jī)體；2.液晶屏；3.指示燈；4.鍵盤；5.通信口；6.USB接口；7.出口插件；8.CPU插件；9.電源插件；10.交流插件；11.以太網(wǎng)口。

具體實(shí)施方式

如圖1-圖3所示，一種數(shù)字式線路保護(hù)測控裝置，包括CPU插件8和與CPU插件8連接的交流回路、出口回路、電源插件9和人機(jī)交互板，CPU插件8、出口回路和電源插9件相互連接，CPU插件8上設(shè)有DSP芯片和分別與DSP芯片連接的A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、開入回路、開出回路和通信口，A/D轉(zhuǎn)換器連接交流回路，交流回路包括電壓互感器采樣回路、電流互感器采樣回路，電壓互感器采樣回路和電流互感器采樣回路分別和A/D轉(zhuǎn)換器連接，將二次交流信號(hào)隔離變換為小電流或小電壓信號(hào)，經(jīng)調(diào)整后輸入到A/D轉(zhuǎn)換器，電壓互感器和母線電壓互感器連接，測量母線狀態(tài)。開出回路連接出口回路，通信口5為監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集通信口，支持MODBUS/TCPIP和RS485通信規(guī)約，電源插件9上設(shè)有開入轉(zhuǎn)換回路，開入轉(zhuǎn)換回路連接開入回路。監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集通信口設(shè)在人機(jī)交互板上，可與監(jiān)測分站以及調(diào)度主站一起構(gòu)成供電綜合自動(dòng)化系統(tǒng),能夠及時(shí)地把供電系統(tǒng)電氣設(shè)備的電氣參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)、電量信息、設(shè)備工況以及故障信息、故障錄波數(shù)據(jù)發(fā)送到調(diào)度中心,同時(shí)也能夠接收調(diào)度主站發(fā)出的遙控、定值設(shè)定和信號(hào)復(fù)歸等命令,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。

如圖1所示，存儲(chǔ)器包括分別與DSP芯片相互連接的ROM、RAM、NVRAM和EEPROM，大容量的存儲(chǔ)器設(shè)置，具備故障錄波功能并且為避免因系統(tǒng)擾動(dòng)使保護(hù)頻繁啟動(dòng)，導(dǎo)致存儲(chǔ)不需要的數(shù)據(jù)，本裝置錄波數(shù)據(jù)僅當(dāng)保護(hù)動(dòng)作后，才存入NVRAM和EEPROM中，否則，本次數(shù)據(jù)只保存在RAM中，可被上位機(jī)讀取。

如圖1-如3所示，CPU插件8以TMS320VC33DSP芯片為核心構(gòu)成,主要完成數(shù)據(jù)采集計(jì)算、故障判別、跳閘出口等功能以及與變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。DSP芯片采用以ARM7內(nèi)核為核心的微處理器,主要完成人機(jī)交互所需的液晶顯示和鍵盤管理。為了提高裝置運(yùn)行的可靠性,裝置采用插件組合式結(jié)構(gòu),各插件通過母板上的總線實(shí)現(xiàn)互連,有效增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾性能。人機(jī)交互板上設(shè)有與CPU插件8相互連接的指示燈3、液晶屏2、鍵盤4和維護(hù)口，維護(hù)口為USB接口6，通過該USB接口6外插U盤可升級(jí)裝置程序，并可通過該接口導(dǎo)出動(dòng)作錄波信息，通過指示燈3和液晶屏2實(shí)時(shí)顯示開關(guān)的各種運(yùn)行參數(shù)、及時(shí)反映故障信號(hào),接收包括來自鍵盤4的輸入,控制液晶屏的界面顯示。

如圖1所示，交流回路共有9路模擬量輸入,其中有3路保護(hù)電流輸入量(保護(hù)Ia、Ic、3I0),2路測量電流輸入量(測量Ia、Ic、),4路電壓測量輸入量(Ua、Ub、Uc、3U0)。9路模擬輸入信號(hào)首先經(jīng)一階RC濾波器及量程轉(zhuǎn)換,再經(jīng)多路模擬開關(guān)輸入到A/D轉(zhuǎn)換器ADS7852上。經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后,輸出編碼以二進(jìn)制偏移碼形式給出。ADS7852A/D轉(zhuǎn)換芯片具有轉(zhuǎn)換速度快、采樣偏差小、超小功耗及穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。該裝置的采樣回路無可調(diào)整元件,也不需要在現(xiàn)場作調(diào)整,可靠性高。遙信輸入共有10路開關(guān)量輸入,采集當(dāng)前的開關(guān)狀態(tài)、模擬鍵盤的輸入以及手動(dòng)操作的輸入等。10路開關(guān)量輸入信號(hào)經(jīng)過TLP121光電隔離,再經(jīng)74ALS244數(shù)據(jù)緩沖器,輸入到CPU上,當(dāng)輸入信號(hào)為高電平時(shí)讀到的數(shù)據(jù)為“1”,反之,當(dāng)輸入信號(hào)為低電平時(shí)讀到的數(shù)據(jù)為“0”。出口回路共有6路開關(guān)量輸出出口,開關(guān)量出信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)緩沖器和TLP121開出光隔,再經(jīng)功率放大電路驅(qū)動(dòng)出口繼電器。繼電器回路包括分勵(lì)脫扣、過流脫扣、失壓脫扣的保護(hù)動(dòng)作出口,用于合閘的合閘控制出口以及信號(hào)出口等。

如圖2-圖3所示，數(shù)字式線路保護(hù)測控裝置外設(shè)機(jī)體可以通過內(nèi)部通信保護(hù)裝置的工作情況及裝置本身的狀態(tài),并通過指示燈3和人機(jī)界面實(shí)時(shí)顯示開關(guān)的各種運(yùn)行參數(shù)、及時(shí)反映故障信號(hào),接收包括來自鍵盤4的輸入,控制液晶屏2的界面顯示。插件MMI模件是基于ARM CPU開發(fā)的人機(jī)界面,它可以提供128×64的寬溫液晶(液晶的背光可控),支持8個(gè)LED顯示燈,具有高達(dá)256KB的數(shù)據(jù)及程序內(nèi)存，可以實(shí)時(shí)地顯示測量量和計(jì)算量。同時(shí)還配置了豐富的燈光指示信息使本裝置的運(yùn)行信息更為直觀。

如圖1-圖3所示，該裝置在大中型供電系統(tǒng)現(xiàn)場使用,運(yùn)行穩(wěn)定,通過操作界面友好,可通過裝置上的鍵盤4瀏覽信息,在不停電的情況下就可以實(shí)現(xiàn)對開關(guān)的各種操作、定值整定以及故障報(bào)告的查詢。該裝置設(shè)有2個(gè)通信接口提供了MODBUS/TCPIP和RS485兩種通信方式,是保護(hù)裝置與外界之間的信息橋梁,接收現(xiàn)場運(yùn)行人員或遠(yuǎn)程控制終端發(fā)出的控制命令,以執(zhí)行對保護(hù)裝置的操作、調(diào)試以及數(shù)據(jù)信息獲取、定值的查詢和修改等，可與監(jiān)測分站以及調(diào)度主站一起構(gòu)成供電綜合自動(dòng)化系統(tǒng),能夠及時(shí)地把供電系統(tǒng)電氣設(shè)備的電氣參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)、電量信息、設(shè)備工況以及故障信息、故障錄波數(shù)據(jù)發(fā)送到調(diào)度中心,同時(shí)也能夠接收調(diào)度主站發(fā)出的遙控、定值設(shè)定和信號(hào)復(fù)歸等命令,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。該裝置的開發(fā)及應(yīng)用,對于提高供電系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性,有著重要的意義。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。