專利名稱：一種中壓數(shù)字化開關(guān)柜的微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種中壓數(shù)字化開關(guān)柜的微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的中壓(35kV以下)數(shù)字化開關(guān)柜的保護(hù)測(cè)量控制裝置主要是基于熱繼電器 或晶體管集成電路、普通單片機(jī)的保護(hù)等，采用這些技術(shù)去采集中壓開關(guān)柜的各種數(shù)據(jù)，測(cè) 量監(jiān)控中壓開關(guān)柜的運(yùn)行狀況，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，輸出信號(hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制斷路器的斷開或 合閘。以上這些技術(shù)的產(chǎn)品目前都有應(yīng)用。 基于熱繼電器的保護(hù)是以熱敏電阻和繼電器為核心，存在的主要問(wèn)題是時(shí)滯長(zhǎng)、 精度低，熱敏電阻和繼電器的可靠性差，單個(gè)繼電器功能單一，應(yīng)用該技術(shù)的產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，可靠性差，反應(yīng)速度慢。 基于晶體管集成電路保護(hù)的主要問(wèn)題在于抗干擾的高要求實(shí)現(xiàn)困難，并且一旦設(shè) 計(jì)好后一般不可能再擴(kuò)展，難于實(shí)現(xiàn)比較好的人機(jī)接口 。 而基于普通單片機(jī)的保護(hù)的主要問(wèn)題是限于普通單片機(jī)的速度和數(shù)據(jù)處理能力， 難于實(shí)現(xiàn)高級(jí)算法和可擴(kuò)展的通信接口 。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題，就是提供一種對(duì)中 壓開關(guān)柜數(shù)據(jù)采集及處理能力強(qiáng)、反應(yīng)速度快實(shí)時(shí)性好，功能集成度高，通信功能強(qiáng)，人機(jī) 界面友好的微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置。 解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型可以通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn) —種中壓數(shù)字化開關(guān)柜的微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置，其特征是包括由數(shù)據(jù)線電連
接的交流板、控制主板和面板，控制主板由電源提供電源； 所述的控制主板上插接有時(shí)鐘IC、中央控制芯片CPU、臨時(shí)內(nèi)存RAM、固定內(nèi)存
R0M、存儲(chǔ)器EEPR0M、可編程邏輯器件EPLD、模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D、"定時(shí)限"+ "反時(shí)限"控制邏輯、
輸入輸出轉(zhuǎn)換1/D模塊、光隔、濾波器以及操作板。 所述的中央控制芯片為低功耗的32位ColdFire MCU芯片。 在上述基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可進(jìn)一步完善 所述的控制主板上還外接有遙信板，遙信板的遙信量和遙脈量分別通過(guò)寫入光隔 經(jīng)I/D轉(zhuǎn)換輸入CPU ;可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方通信控制。 所述的控制主板上還設(shè)有以太網(wǎng)通訊端口和RS485接口，以太網(wǎng)通訊端口接入以 太網(wǎng)絡(luò)，RS485接口接入RS485網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)通信。 所述的控制主板上還外接有操作板和多路開關(guān)MUX1，起到多路選擇功能。 交流輸入量從交流板經(jīng)低通濾波器濾波后由MUX多路開關(guān)選擇后送至采樣通道 經(jīng)八/1)轉(zhuǎn)換后經(jīng)"定時(shí)限"+ "反時(shí)限"控制邏輯送至CPU, I/D轉(zhuǎn)換值寫入光隔傳遞給操作 板，遙信板的遙信量和遙脈量分別通過(guò)寫入光隔經(jīng)I/D轉(zhuǎn)換輸入CPU，面板與控制主板連接。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是 1 、響應(yīng)速度明顯加快，更加符合微機(jī)綜合保護(hù)實(shí)時(shí)性的要求。 2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明朗，便于維護(hù)和擴(kuò)充，基于熱繼電器的保護(hù)技術(shù)、基于晶體管集成電 路的保護(hù)技術(shù)，基本上是用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)所有的技術(shù)特征要求，其結(jié)構(gòu)必然復(fù)雜，不便于維 護(hù)，不易擴(kuò)展；基于普通單片機(jī)的保護(hù)技術(shù)特征的實(shí)現(xiàn)上是通過(guò)軟硬件結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但因 為單片機(jī)性能上的限制，所以也必須通過(guò)硬件上冗余來(lái)達(dá)到實(shí)現(xiàn)技術(shù)特征要求的目的。而 以低功耗32位ColdFire MCU芯片為核心的微機(jī)綜合繼電保護(hù)技術(shù)正是從硬件設(shè)計(jì)和軟件 設(shè)計(jì)上充分發(fā)揮了低功耗32位ColdFire MCU芯片的強(qiáng)大性能，使該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單明朗，維護(hù)方便，易于擴(kuò)展。 3、利用了低功耗32位ColdFire MCU芯片突出的數(shù)據(jù)處理能力，實(shí)現(xiàn)了 ，動(dòng)作報(bào) 告、告警報(bào)告、操作事項(xiàng)、S0E報(bào)告和錄波報(bào)告記錄等其他現(xiàn)有技術(shù)都難以實(shí)現(xiàn)的功能。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組成原理框示意圖； 圖2是負(fù)序過(guò)流保護(hù)邏輯示意圖； 圖3是本實(shí)用新型的PT斷線邏輯示意圖。 圖中1-電源，2-交流板，3-控制主板，4-操作板，5-遙信板，6-面板，7-時(shí)鐘， 8-中央控制芯片CPU， 9-RAM， 10-R0M， 11-EEPR0M， 12-EPLD， 13-多路開關(guān)MUX， 14-A/D， 15-"定時(shí)限"+ "反時(shí)限"控制邏輯，16-以太網(wǎng)通訊端口 ， 17-RS485接口 ， 18-I/D, 19-光隔， 20-濾波器。
具體實(shí)施方式如圖1所示，本中壓數(shù)字開關(guān)柜的微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置實(shí)施例，包括由數(shù)據(jù)線 電連接的交流板2、控制主板3和面板6，控制主板3由電源1提供電源。 控制主板3上插接有時(shí)鐘IC7、中央控制芯片CPU8、臨時(shí)內(nèi)存RAM9、固定內(nèi)存 R0M10、存儲(chǔ)器EEPR0M11、可編程邏輯器件EPLD12、 MUX多路開關(guān)13、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊A/D14、 "定時(shí)限"+ "反時(shí)限"控制邏輯模塊15、輸入輸出轉(zhuǎn)換1/D模塊18、光隔模塊19、操作板4 以及濾波器20。 交流輸入量從交流板經(jīng)低通濾波器20濾波后由MUX多路開關(guān)13選擇后送至采樣 通道，又通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊八/014轉(zhuǎn)換后經(jīng)"定時(shí)限"+ "反時(shí)限"控制邏輯模塊15送至中 央控制芯片CPU8， I/D18轉(zhuǎn)換值寫入光隔19傳遞給操作板4，操作板4輸出信號(hào)給執(zhí)行機(jī) 構(gòu)控制斷路器的斷開或合閘。 遙信板的遙信量和遙脈量分別通過(guò)寫入光隔經(jīng)I/D轉(zhuǎn)換輸入CPU，控制主板上設(shè) 有以太網(wǎng)通訊端口和RS48517接口，以太網(wǎng)通訊端口接入以太網(wǎng)絡(luò)，RS485接口接入RS485 網(wǎng)絡(luò)。 圖2是實(shí)施例的負(fù)序過(guò)流保護(hù)邏輯圖，負(fù)序過(guò)流保護(hù)對(duì)饋電母線更能顯出其優(yōu) 點(diǎn)，通常饋電母線的過(guò)流定值要求考慮所有出線的最大負(fù)荷情況，以達(dá)到線路后備保護(hù)的功能，由于定值相對(duì)較大，這樣就大大降低了母線側(cè)及線路側(cè)保護(hù)對(duì)故障的反應(yīng)，而采用負(fù) 序過(guò)流保護(hù)由于其反映的是故障時(shí)刻的電流，其定值整定將大大低于母線的負(fù)荷水平，并 降低了整定時(shí)間。這樣線路與母線的負(fù)序過(guò)流保護(hù)配合起來(lái)可大大提高靈敏度及動(dòng)作速 度，從而使其成為更有效的相間故障后備保護(hù)。 圖3為本實(shí)用新型的PT斷線邏輯圖，PT斷線檢測(cè)功能(LOP)可由配置字投退，保 護(hù)啟動(dòng)后停止檢測(cè)PT斷線，整組返回后恢復(fù)檢測(cè)，滿足條件后延時(shí)1. 25秒驅(qū)動(dòng)異常告警發(fā) 出本地及中央告警信號(hào)，但不切斷保護(hù)出口回路的+24V電源，母線側(cè)PT斷線或線路PT斷 線后，檢同期重合閘或檢無(wú)壓重合閘被閉鎖； 圖4是準(zhǔn)同期元件軟件框圖。 圖5是本實(shí)用新型的典型使用圖，裝置適用于35kV以下電壓等級(jí)的輸電線路、變 壓器出線、電容器等間隔的電流電壓保護(hù)，裝置同時(shí)提供測(cè)控功能。 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理速度，加強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能 力，本實(shí)用新型以低功耗32位ColdFire MCU芯片為核心設(shè)計(jì)的微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置，發(fā) 展了傳統(tǒng)的多功能繼電器技術(shù)，集成了D/A輸出、信息傳輸、故障波形記錄等更為充實(shí)的功 能，達(dá)到的效果是實(shí)時(shí)性好，反應(yīng)速度快，功能集成度高，通信功能強(qiáng)，人機(jī)界面友好，是一 種對(duì)數(shù)字化開關(guān)柜提供綜合、全面精確、快速保護(hù)的技術(shù)。
權(quán)利要求一種中壓數(shù)字化開關(guān)柜的微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置，其特征是包括由數(shù)據(jù)線電連接的交流板(2)、控制主板(3)和面板(6)，控制主板(3)由電源(1)提供電源；所述的控制主板(3)上插接有時(shí)鐘IC(7)、中央控制芯片CPU(8)、臨時(shí)內(nèi)存RAM(9)、固定內(nèi)存ROM(10)、存儲(chǔ)器EEPROM(11)、可編程邏輯器件EPLD(12)、模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D(14)、定時(shí)限反時(shí)限控制邏輯(15)、輸入輸出轉(zhuǎn)換I/D(18)模塊、光隔(19)、濾波器(20)以及操作板(4)；交流輸入量從交流板經(jīng)低通濾波器濾波后由MUX多路開關(guān)選擇后送至采樣通道經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后經(jīng)“定時(shí)限”+“反時(shí)限”控制邏輯送至CPU，I/D轉(zhuǎn)換值寫入光隔(19)傳遞給操作板(4)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中壓數(shù)字化開關(guān)柜的微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置，其特征是所 述的中央控制芯片(8)為低功耗的32位ColdFire MCU芯片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的中壓數(shù)字化開關(guān)柜的微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置，其特征是所 述的控制主板(3)還外接有遙信板(5)，遙信板(5)的遙信量和遙脈量分別通過(guò)寫入光隔經(jīng) I/D轉(zhuǎn)換輸入CPU。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的中壓數(shù)字化開關(guān)柜的微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置，其特征是所 述的控制主板(3)上設(shè)有以太網(wǎng)通訊端口 (16)和RS485接口 (17)，以太網(wǎng)通訊端口接入以 太網(wǎng)絡(luò)，RS485接口接入RS485網(wǎng)絡(luò)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的中壓數(shù)字化開關(guān)柜的微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置，其特征是所 述的控制主板(3)還插接有多路開關(guān)MUX(13)。
專利摘要一種中壓數(shù)字化開關(guān)柜的微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置，包括由數(shù)據(jù)線電連接的交流板(2)、控制主板(3)和面板(6)，主板由電源(1)供電；主板上插接有時(shí)鐘IC(7)、芯片CPU(8)、RAM(9)、ROM(10)、EEPROM(11)、EPLD(12)、A/D(14)、“定時(shí)限”+“反時(shí)限”控制邏輯(15)、I/D(18)、光隔(19)以及濾波器(20)；交流輸入量從交流板經(jīng)低通濾波器濾波后由MUX多路開關(guān)選擇后送至采樣通道經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后經(jīng)“定時(shí)限”+“反時(shí)限”控制邏輯送至CPU，I/D轉(zhuǎn)換值寫入光隔傳遞給操作板。本裝置數(shù)據(jù)采集及處理能力強(qiáng)、反應(yīng)速度快實(shí)時(shí)性好，功能集成度高，通信功能強(qiáng)，人機(jī)界面友好。
文檔編號(hào)H02H7/22GK201490705SQ200820206610
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者王 義, 賈景龍 申請(qǐng)人:廣州白云電器設(shè)備股份有限公司