一種基于dsp的漏電保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于DSP的漏電保護(hù)系統(tǒng)，其特征是：由數(shù)據(jù)采集裝置、與數(shù)據(jù)采集裝置連接DSP控制裝置和分別與DSP控制裝置連接的人機(jī)對(duì)話裝置、執(zhí)行裝置組成，數(shù)據(jù)采集裝置通過CAN總線與DSP控制裝置通訊，DSP控制裝置再通過CAN總線與執(zhí)行裝置和人機(jī)對(duì)話裝置進(jìn)行通訊。本實(shí)用新型可以通過對(duì)電網(wǎng)電路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高電路的安全性能。不僅適用于井下中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)，也適用于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的供電系統(tǒng)，提高了選擇性漏電動(dòng)作可靠性，保證了動(dòng)作值的穩(wěn)定性。在中斷控制時(shí)，用時(shí)不到1納秒，如此速度大大地提高了井下的安全性能。
【專利說明】—種基于DSP的漏電保護(hù)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)，具體是一種基于DSP的漏電保護(hù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在井下漏電保護(hù)系統(tǒng)中的井下饋電總開關(guān)與支路開關(guān)原理，總開關(guān)QFl處然采用附加直流電源檢查法，支路開關(guān)中采用零序電流幅值比較法、群體比幅比相法和零序功率方向法。在支路中采用這些方法的算法比較復(fù)雜，采樣量比較多，形成的系統(tǒng)比較復(fù)雜；在信號(hào)傳輸方面采用RS485總線，該總線傳輸?shù)木嚯x小于一公里，已經(jīng)不能滿足目前煤礦生產(chǎn)長(zhǎng)距離送電的要求；在信號(hào)接入系統(tǒng)中，采用直接接入控制器的AD轉(zhuǎn)換的I/O 口，隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)要求的不斷提高，一個(gè)控制器同時(shí)控制多個(gè)單元的形勢(shì)所趨，這種接法呈現(xiàn)出浪費(fèi)大量的I/O資源的現(xiàn)象；在控制器方面，則采用單片機(jī)或較低版本的芯片來完成，這樣控制器已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求；有的系統(tǒng)也沒有完善的人機(jī)對(duì)話單元。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是要為克服傳統(tǒng)的漏電保護(hù)系統(tǒng)中存在的不足，而提供一種基于DSP的漏電保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的漏電保護(hù)系統(tǒng)相比，使用的裝置簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)起來更容易。
[0004]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是:
[0005]一種基于DSP的漏電保護(hù)系統(tǒng)，由控制裝置和分別與控制裝置連接的數(shù)據(jù)采集裝置、人機(jī)對(duì)話裝置、執(zhí)行裝置組成。
[0006]所述數(shù)據(jù)采集裝置由零序電流、相電流采樣單元、零序電壓采樣單元、低通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、第一信號(hào)調(diào)理電路、第二信號(hào)調(diào)理電路、模擬開關(guān)和光電隔離模塊構(gòu)成；零序電壓采樣單元通過第二信號(hào)調(diào)理電路與控制裝置連接；零序電流、相電流采樣單元、低通濾波器、第一信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器順序連接后，通過CAN總線與光電隔離模塊連接，光電隔離模塊與模擬開關(guān)連接，模擬開關(guān)與控制裝置連接。
[0007]所述控制裝置由采用TMS320C6678芯片構(gòu)成的DSP控制器。
[0008]所述人機(jī)對(duì)話裝置由打印單元、顯示單元、鍵盤輸入單元和報(bào)警單元連接構(gòu)成，其中:
[0009]打印單元:連接到打印機(jī)后，可直接打印所需的數(shù)據(jù)或當(dāng)前運(yùn)行的物理量；
[0010]顯示單元:用來顯示程序初始化狀態(tài)、電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、鍵盤輸入狀態(tài)；
[0011]鍵盤輸入單元:用來設(shè)定初始值和運(yùn)行狀態(tài)的物理量；
[0012]報(bào)警單元:當(dāng)運(yùn)行狀態(tài)與所設(shè)置的狀態(tài)不一致時(shí)，如發(fā)生漏電事故時(shí)，即時(shí)發(fā)出聲音，以達(dá)到報(bào)警提醒作用。
[0013]所述執(zhí)行裝置由繼電器和脫扣器單元連接組成。
[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0015]1.通過本實(shí)用新型，系統(tǒng)得到了明顯的優(yōu)化。該系統(tǒng)在控制器方面，用一塊TMS320C6678控制芯片和一塊AD轉(zhuǎn)換芯片就能實(shí)現(xiàn)，以往的系統(tǒng)在各分開關(guān)處分別接入的MCU芯片加上DSP控制芯片，使得系統(tǒng)復(fù)雜，而本系統(tǒng)降低成本的同時(shí)系統(tǒng)也得到了明顯的優(yōu)化。
[0016]2.本系統(tǒng)在用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線來傳輸數(shù)字信號(hào)，滿足井下長(zhǎng)距離漏電檢測(cè)的需要。
[0017]3.該系統(tǒng)在CAN總線與DSP控制器相連之前先與模擬開關(guān)相連，模擬開關(guān)再與DSP控制器的I/O 口相連，以減少I/O 口資源的占用率，為滿足將來用DSP控制更大的系統(tǒng)、需要更多的I/O 口資源提供一種設(shè)計(jì)思路的同時(shí)也使控制系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單。
[0018]4.此系統(tǒng)在漏電檢測(cè)時(shí):總開關(guān)處附加直流電源檢測(cè)方法，在分開關(guān)處采用零序電流特征量來實(shí)現(xiàn)選擇性漏電保護(hù)。零序電流特征量只涉及電流的特征量，參照電氣量單純，提高干擾能力強(qiáng)，靈敏度高，能有效解決小規(guī)模供電系統(tǒng)中選擇性漏電保護(hù)靈敏度低、可靠性差的技術(shù)難題，同時(shí)檢測(cè)時(shí)只需檢測(cè)對(duì)電流進(jìn)行采樣，使用的裝置簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)起來更容易，使系統(tǒng)得到進(jìn)一步的優(yōu)化。
[0019]5.本實(shí)用新型中涉及到的控制單元，該單元中的的核心控制芯片采用TMS320C6678,此芯片的主頻為1.5GHz，指令周期為0.67ns，當(dāng)發(fā)生漏電時(shí)，CPU產(chǎn)生中斷，能在足夠短的時(shí)間內(nèi)切斷漏電支路，避免因?yàn)槁╇姸l(fā)生的事故。同時(shí)，大大地降低CPU不斷掃描由轉(zhuǎn)換開關(guān)傳來的各支路信號(hào)所用的時(shí)間，使系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化提供保障。
[0020]6.本實(shí)用新型同時(shí)為監(jiān)控人員提供了一個(gè)安全、完善和便捷的人機(jī)對(duì)話平臺(tái)，通過該平臺(tái)能直接監(jiān)控電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，從而滿足不斷發(fā)展的自動(dòng)化技術(shù)的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型漏電保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022]圖2為饋電總開關(guān)與支路開關(guān)原理圖。
[0023]圖3為本實(shí)用新型漏電保護(hù)系統(tǒng)中各單元的連接框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述:
[0025]如圖1所示，一種基于DSP的漏電保護(hù)系統(tǒng)，由DSP控制裝置和分別與DSP控制裝置連接的數(shù)據(jù)采集裝置、人機(jī)對(duì)話裝置、執(zhí)行裝置構(gòu)成，數(shù)據(jù)采集裝置通過CAN總線與DSP控制裝置進(jìn)行通訊，DSP控制裝置再通過CAN總線與執(zhí)行裝置和人機(jī)對(duì)話裝置進(jìn)行通訊。其中:
[0026]DSP控制裝置為由IT公司生產(chǎn)的2000系列的TMS320C6678 DSP控制器單元構(gòu)成；
[0027]數(shù)據(jù)采集裝置由零序電流、相電流采樣單元、零序電壓采樣單元、低通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、第一信號(hào)調(diào)理電路、第二信號(hào)調(diào)理電路、模擬開關(guān)和光電隔離模塊構(gòu)成；零序電壓采樣單元通過第二信號(hào)調(diào)理電路與控制裝置連接；零序電流、相電流采樣單元、低通濾波器、第一信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器順序連接后，通過CAN總線與光電隔離模塊連接，光電隔離模塊與模擬開關(guān)連接，模擬開關(guān)與控制裝置連接。
[0028]人機(jī)對(duì)話裝置由打印單元、顯示單元、鍵盤輸入單元和報(bào)警單元構(gòu)成；
[0029]執(zhí)行裝置由繼電器和脫扣器構(gòu)成；
[0030]如圖3所示，工作時(shí)，通過電流互感器從電網(wǎng)中采集得到的采樣零序電流和相電流，在總開關(guān)QFl處采用附加直流電源法來實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)絕緣電阻的連續(xù)檢測(cè)；在分開關(guān)QF2處，則采用零序電流特征量來實(shí)現(xiàn)選擇漏電保護(hù)。各支路采集到的信號(hào)經(jīng)過低通濾波器、第一信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換后，利用現(xiàn)場(chǎng)CAN總線將轉(zhuǎn)換來的數(shù)字信號(hào)經(jīng)光電隔離模塊光電隔離后，傳到模擬開關(guān)處，再送給DSP控制器，光電隔離模塊能提高抗干擾能力，DSP控制器通過編程利用零序電流特征性來判斷通過模擬開關(guān)不斷掃描各支路傳來的采樣電流的支路有無(wú)漏電，零序電壓采樣單元處于饋電開關(guān)總開關(guān)QFl處，采集取樣電壓和附加直流電壓經(jīng)過第二信號(hào)調(diào)理電路后直接送到DSP控制器的A/D轉(zhuǎn)換的I/O 口處，經(jīng)過DSP控制器的處理，完成對(duì)總開關(guān)電路的絕緣電阻連續(xù)檢測(cè)，并對(duì)總開關(guān)QFl處的執(zhí)行單元發(fā)出相應(yīng)的指令。人機(jī)對(duì)話裝置中報(bào)警單元、顯示單元、打印單元和鍵盤輸入單元通過CAN總線與DSP控制器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通訊，DSP控制器把處理的相關(guān)信息通過報(bào)警單元發(fā)出報(bào)警，通過顯示單元顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，并把信息通過打印單元打印出來，最后通過鍵盤輸入單元輸入所需的指令。
【權(quán)利要求】
1.一種基于DSP的漏電保護(hù)系統(tǒng)，包括DSP控制裝置，其特征是:所述DSP控制裝置為TMS320C6678 DSP控制器，該控制器分別與數(shù)據(jù)采集裝置、人機(jī)對(duì)話裝置和執(zhí)行裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電保護(hù)系統(tǒng)，其特征是:所述數(shù)據(jù)采集裝置由零序電流、相電流采樣單元、零序電壓采樣單元、低通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、第一信號(hào)調(diào)理電路、第二信號(hào)調(diào)理電路、模擬開關(guān)和光電隔離模塊構(gòu)成；零序電壓采樣單元通過第二信號(hào)調(diào)理電路與TMS320C6678 DSP控制器連接；零序電流、相電流采樣單元、低通濾波器、第一信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器順序連接后，通過CAN總線與光電隔離模塊連接，光電隔離模塊與模擬開關(guān)連接，模擬開關(guān)與TMS320C6678 DSP控制器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電保護(hù)系統(tǒng)，其特征是:所述人機(jī)對(duì)話裝置由打印單元、顯示單元、鍵盤輸入單元和報(bào)警單元連接構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電保護(hù)系統(tǒng)，其特征是:所述執(zhí)行裝置由繼電器和脫扣器連接組成。
【文檔編號(hào)】H02H3/32GK203722204SQ201320516760
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】高鵬, 莫興洋, 羅奕, 唐焱, 葉仿?lián)? 蔣占四, 張斌, 陳金龍, 高成, 林偉通 申請(qǐng)人:桂林電子科技大學(xué)