專利名稱：數(shù)字式線路保護裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及的是一種適用于110kV及以下系統(tǒng)饋電線路的保護裝置，主要應用于電
力系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在110KV及以下供電系統(tǒng)的饋電線路中，常常需要根據(jù)饋電線路的實際需要而配置專門 的或常規(guī)的線路保護裝置，以保證供電線路的正常工作。目前在供電線路中所使用的饋電線 路保護裝置多為成熟的常規(guī)技術(shù)，這些技術(shù)要么結(jié)構(gòu)簡單，功能上存在有缺陷；要么結(jié)構(gòu)復 雜，體積較大，使用成本高。隨著微機技術(shù)的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)將微機測控保護等技術(shù)應 用于饋電線路的保護當中去，并取得了一些效果，如已經(jīng)使用的微機保護裝置解決了繼電保 護的功能；但上述的保護裝置采用的是一種面向功能功能的設計結(jié)構(gòu)，它們?nèi)圆荒軡M足供電 系統(tǒng)中饋電線路的安全使用要求。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述存在的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)合理，使用方便，安全可 靠，采用面向間隔為對象的設計結(jié)構(gòu)，即以電氣間隔為單元，將該間隔所需的所有保護和測 控等功能集于一臺裝置作綜合一體化設計，同時要求單元裝置可以滿足直接下放安裝于當?shù)?間隔中的工程設計需求的數(shù)字式線路保護裝置。
本實用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，它主要由電源及交流采樣插件、CPU 插件以及操作和信號出口插件組成，所述的電源采用220V交直流兩用開關電源，其中輸出的 +5V接于CPU插件，輸出的12V接于A/D采集部分；在交流采樣插件上共有15個模擬量輸入 變換器，用于將二次交流信號隔離變換為小電流或小電壓信號，經(jīng)調(diào)整后輸入到A/D。
所述的CPU插件為32位DSP+MCU的雙CPU硬件結(jié)構(gòu)，其中DSP芯片構(gòu)成數(shù)據(jù)采集和處理 裝置，而MCU芯片與鍵盤和LCD液晶顯示器相連，并構(gòu)成人機對話板；在該CPU插件上還設 置有至少兩個獨立的標準通訊接口 RS485、 CAN。
本實用新型所述的CPU插件通過I/O和光隔與操作和信號出口插件相連，該插件設置有 八個獨立的繼電器出口并定義成出口結(jié)點或信號放電繼電器的出口可與八個繼電器中的若干 個實現(xiàn)聯(lián)動。
所述的操作插件接收來自出口插件的控制命令，完成操作機構(gòu)的跳閘、合閘操作及防跳躍功能；采集并上發(fā)開關的合位/跳位信號；實現(xiàn)壓力異常告警及壓力降低閉鎖跳合閘功能； 信號出口插件接收CPU下發(fā)的命令并完成控制命令的輸出；向CPU轉(zhuǎn)發(fā)操作箱的上傳信號(合
/跳位)，完成信號燈指示。
本實用新型作為發(fā)電廠和變電站自動化系統(tǒng)內(nèi)的間隔層智能化單元、微機線路測控保護 裝置，可實現(xiàn)電氣間隔內(nèi)線路的遙測、遙信、遙調(diào)、遙控(四遙功能)以及繼電保護等多項 功能。本實用新型符合當今變電站綜合自動化水平發(fā)展的需要，具有良好性價比。解決了微 機裝置在惡劣環(huán)境下長期可靠運行的問題。裝置在軟件和硬件設計上借鑒了國內(nèi)外同類產(chǎn)品 的成功經(jīng)驗，與同類老產(chǎn)品相比，使用了現(xiàn)場總線等先進技術(shù)；它具有結(jié)構(gòu)合理，使用和維 護方便，系統(tǒng)的安全性、可靠性好等特點。

圖1是本實用新型的組成結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型作詳細的介紹如附圖1所示，本實用新型主要由電源及 交流采樣插件、CPU插件以及操作和信號出口插件等組成，它包括
第一部分為電源及交流采樣插件，電源采用220V交直流兩用的開關電源，可輸出
+5V/1.5A、 ±12V/0. 2A、 +24V/0. 2A。其中+5V用于CPU系統(tǒng)、12V用于A/D采集部分、24V 用于開入量和開出量的部分繼電器。交流插件上共有15個模擬量輸入變換器，用于將二次交 流信號(三相電壓、三相測量電流、三相保護電流、 一個零序電壓、 一個同期電壓、 一個零 序電流)隔離變換為小電流或小電壓信號，經(jīng)調(diào)整后輸入到A/D。
第二部分為CPU插件，CPU插件采用32位高性能DSP芯片構(gòu)成簡潔高效的數(shù)據(jù)采集和處 理系統(tǒng)，獨特的設計和先進的表面貼裝技術(shù)及多層印制板工藝，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和 抗干擾能力；保護采用32位高性能DSP芯片(硬件乘法器、大容量快速閃存、并行結(jié)構(gòu)及多 級流水線技術(shù))提高了保護裝置的數(shù)據(jù)處理能力，便于實現(xiàn)更快的算法和優(yōu)化的高級語言操 作系統(tǒng)。DSP芯片負責數(shù)據(jù)采集、濾波、計算、故障判斷計通訊等；MCU芯片負責鍵盤和LCD 液晶顯示，雙CPU之間通過通訊互聯(lián)，使得兩個處理器工作相互獨立，互不影響；快速、新 型A/D采樣轉(zhuǎn)換精度達14位，每通道采樣時間不超過s，并且可對通道進行軟件補償， 采用頻率跟蹤技術(shù)，保證了采樣的精度和速度；FFT變換，每周波64點采樣，實時多點采集 電流、電壓波形，可分析得到基波2 15次諧波保證了釆樣的準確性；硬件GPS衛(wèi)星對時， 相對精度為lms，提高了遙信的分辨率，可實現(xiàn)同步采樣；提供兩種獨立的標準通訊接口 (RS485、 C認)，能適應多種通訊媒介(光纖、屏蔽雙絞線等)，采用LFP規(guī)約，并支持電力行業(yè)標準DL/T667-1999 (IEC-60870-5-103)，傳輸速率為1Mb/sCAN網(wǎng)或10M/100M以太網(wǎng)通 訊，具備主動上傳能力。CPU插件構(gòu)成整個裝置的功能核心。
第三部分為操作及信號出口插件,操作插件接收來自出口插件的控制命令，完成操作機構(gòu) 的跳閘、合閘操作及防跳躍功能；采集并上發(fā)開關的合位/跳位信號；實現(xiàn)壓力異常告警及壓 力降低閉鎖跳合閘功能；當保護因事故跳閘及開關偷跳時，操作箱發(fā)事故總信號；控制回路 斷線后，發(fā)控制回路斷線信號。信號出口插件接收CPU下發(fā)的命令并完成控制命令的輸出； 向CPU轉(zhuǎn)發(fā)操作箱的上傳信號(合/跳位)；完成信號燈指示；放電。該插件有八個獨立的繼 電器出口，可定義成出口結(jié)點或信號。放電繼電器的出口可與8個繼電器中的若干個實現(xiàn)聯(lián) 動，裝置故障時該插件還可發(fā)故障信號并閉鎖跳/合閘操作。
第四部分人機對話板，人機對話板配有便捷的薄膜輸入鍵盤和豐富的液晶顯示，為用戶 提供了良好的操作界面；該板與CPU插件以通訊互聯(lián)的方式相連接，接收主系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)、 開關量數(shù)據(jù)及各種故障告警信息供用戶瀏覽，同時用戶還可以調(diào)整系統(tǒng)開入量的去抖時間、 修改電壓電流的變比、設置裝置的通訊地址、做遙控的傳動實驗、整定保護的定值和系統(tǒng)的 時間等，增加了系統(tǒng)使用的靈活性。
本實用新型所涉及的實施例中未詳述的元器件等內(nèi)容均為公知的常規(guī)技術(shù)內(nèi)容，本領域 的技術(shù)人員在了解上述記載的發(fā)明內(nèi)容技術(shù)上，能夠進行多種變換，且能方便地實施本發(fā)明。
權(quán)利要求1、一種數(shù)字式線路保護裝置，它主要由電源及交流采樣插件、CPU插件以及操作和信號出口插件組成，其特征在于所述的電源采用220V交直流兩用開關電源，其中輸出的+5V接于CPU插件，輸出的12V接于A/D采集部分；在交流采樣插件上共有15個模擬量輸入變換器，用于將二次交流信號隔離變換為小電流或小電壓信號，經(jīng)調(diào)整后輸入到A/D。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式線路保護裝置，其特征在于所述的CPU插件為32位 DSP+MCU的雙CPU硬件結(jié)構(gòu)，其中DSP芯片構(gòu)成數(shù)據(jù)采集和處理裝置，而MCU芯片與鍵盤和 LCD液晶顯示器相連，并構(gòu)成人機對話板；在該CPU插件上還設置有至少兩個獨立的標準通 訊接口 RS485、 CAN。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字式線路保護裝置，其特征在于所述的CPU插件通過 I/O和光隔與操作和信號出口插件相連，該插件設置有八個獨立的繼電器出口并定義成出口 結(jié)點或信號放電繼電器的出口可與八個繼電器中的若干個實現(xiàn)聯(lián)動。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字式線路保護裝置，其特征在于所述的操作插件接收來自出 口插件的控制命令，完成操作機構(gòu)的跳閘、合閘操作及防跳躍功能；采集并上發(fā)開關的合位/ 跳位信號；實現(xiàn)壓力異常告警及壓力降低閉鎖跳合閘功能；信號出口插件接收CPU下發(fā)的命 令并完成控制命令的輸出；向CPU轉(zhuǎn)發(fā)操作箱的上傳信號，完成信號燈指示。
專利摘要一種數(shù)字式線路保護裝置，它主要由電源及交流采樣插件、CPU插件以及操作和信號出口插件組成，所述的電源采用220V交直流兩用開關電源，其中輸出的+5V接于CPU插件，輸出的12V接于A/D采集部分；在交流采樣插件上共有15個模擬量輸入變換器，用于將二次交流信號隔離變換為小電流或小電壓信號，經(jīng)調(diào)整后輸入到A/D；所述的CPU插件為32位DSP+MCU的雙CPU硬件結(jié)構(gòu)，其中DSP芯片構(gòu)成數(shù)據(jù)采集和處理裝置，而MCU芯片與鍵盤和LCD液晶顯示器相連，并構(gòu)成人機對話板；在該CPU插件上還設置有至少兩個獨立的標準通訊接口RS485、CAN；它具有結(jié)構(gòu)合理，使用方便，安全可靠等特點。
文檔編號H02H7/26GK201142561SQ20072019184
公開日2008年10月29日 申請日期2007年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月31日
發(fā)明者余俊明, 劉金艷, 李兆成, 陳立功 申請人:虎牌控股集團有限公司