[實用新型]微機保護測控裝置

有效

• 申請號: 201220229411.4
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN202583747U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 張繼征;李成文;黃意凱
• 申請（專利權）人: 普爾盾電氣（上海）有限公司
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 上海浦東良風專利代理有限責任公司 31113
• 代理人: 張勁風

技術領域

本實用新型涉及一種通過對變電站參數測試、用于變電站保護和自動測控的微機保護測控裝置。

背景技術

在目前的發電廠、變電站、電氣化鐵路、企業的供用電系統中，微機保護已經越來越多被采用。傳統的微機保護大多使用51和96系列單片機，這種單片機對于常規的保護其性能基本能滿足要求，但是由于受到其自身硬件結構和速度的限制，這種單片機難以實現更新的復雜算法以及達到更高的采樣速率，并且傳統的微機保護，外圍芯片比較多，總線不能集成在CPU芯片內部，致使保護的穩定性和抗干擾能力受到極大的限制。市場上已有基于PC工控機的35KV/10KV變電站微機保護及自動化系統，即基于Mic2000系列工控機和WindowsCE嵌入式視窗操作系統，結合基于ISA總線的微機保護智能同步數據采集卡，設計了一個嵌入式的微機保護系統，主要用來實現中小型35KV/10KV變電站的微機保護和自動化功能。這種工控機式的保護裝置的保護實現方法與傳統基于單片機的繼電保護裝置有很大的區別，該系統由于存儲容量較大，計算速度較快，采用了VC＋＋語言、面向對象的程序設計方法和數據庫技術，使系統具有更好的兼容性，但是這種保護裝置外圍芯片較多，而且由于有兩個CPU處理器，存在兩個CPU處理器數據交換問題，使得系統的抗干擾能力不夠強，并且很難開發出較合理的硬件觸發的中斷服務程序來對緊急事件作出響應。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種高性能的微機保護測控裝置，解決外圍芯片較多、安全性、穩定性、抗干擾性、準確性和實用性較差的技術問題。

本實用新型的技術方案是：微機保護測控裝置，由電源模件、交流采樣模件、CPU模件、開關量輸出模件、開關量輸入模件、人機交互模件組成。CPU模件與電源模件、交流采樣模件、開關量輸出模件、開關量輸入模件為單向聯接，與人機交互模件為雙向連接。?CPU模件由CPU、開出光耦驅動模件、開入光耦驅動模件、通訊模件、時鐘模件、錄波模件組成。CPU與通訊模件、時鐘模件、錄波模件為雙向聯接，CPU與開出光耦驅動模件、開入光耦驅動模件為單向聯接。人機交互模件由液晶顯示器、操作按鍵和指示燈組成。交流采樣模件采集到的數據進入CPU模件的內部A/D轉換器，經CPU處理后通過開出光耦驅動模件傳輸給開關量輸出模件，完成開關量輸出的光電隔離與繼電器出口控制，開關量輸入模件將開關量信號通過開入光耦驅動再傳輸給CPU。

本實用新型的有益效果是：在同一片CPU內部完成幾乎所有的數據操作，真正實現了總線不出芯片，大大提高了微機保護的可靠性和抗干擾能力，由于Microchip?dsPic外圍芯片比較少，所以整體硬件設計占用的電路板面積較小，價格也較低，算法編程也容易實現。同時Microchip?dsPic支持SPI模式和I2C模式的數據傳輸，便于芯片容量擴充。這些特點使得本實用新型很適合需要高分辨率、高采樣率以及高速計算的場合。本實用新型和現有技術比較，外圍芯片更少、設計更加簡單，且不存在兩個CPU處理器之間的數據交換的問題，數據操作可以在片內完成。

附圖說明

圖1為本實用新型系統結構示意圖。

圖中：1－CPU模件，1－1－CPU，1－2－開出光耦驅動模件，1－3－開入光耦驅動模件，1－4－通訊模件，1－5－時鐘模件，1－6－錄波模件，2－電源模件，3－交流采樣模件，4－開關量輸出模件，5-開關量輸入模件，6-人機交互模件，6-1液晶顯示器、6-2操作按鍵、6-3指示燈。

具體實施方式

參照圖1，微機保護測控裝置（PES-6100），由電源模件2(上海德創電器電子有限公司XRA110R2405)，交流采樣模件3(南京擇明電子有限公司ZM-TCTA)，CPU模件1，開關量輸出模件4(日本松下株式會社JQ1AP-24V)，開關量輸入模件5(日本東芝株式會社TLP521-4)，人機交互模件6(深圳市拓普微科技開發有限公司LM3033DBY)組成。CPU模件1與電源模件2、交流采樣模件3、開關量輸出模件4、開關量輸入模件5為單向聯接，與人機交互模件6為雙向連接。?CPU模件1由CPU1－1、開出光耦驅動模件1－2(日本東芝株式會社TLP521-1)、開入光耦驅動模件1－3(日本東芝株式會社TLP521-4)、通訊模件1－4（美國模擬器件公司ADM2483）組成、時鐘模件1－5（美國美信半導體公司DS12C887）組成、錄波模件(愛特梅爾半導體科技（上海）有限公司AT24C512C)1－6組成，CPU1-1與通訊模件1-4、時鐘模1-5件、錄波模件1-6為雙向聯接，CPU1-1與開出光耦驅動模件1-2、開入光耦驅動模件1-3為單向聯接。CPU1－1為美國微芯科技（Microchip）公司的數字信號處理器芯片Microchip?dsPic?30F6014A-I/PF。交流采樣模件3采集到的數據進入CPU模件1－1的內部A/D轉換器，經CPU處理后通過開出光耦驅動模件1－2傳輸給開關量輸出模件4，完成開關量輸出的光電隔離與繼電器出口控制，開關量輸入模件5將開關量信號通過開入光耦驅動1－3再傳輸給CPU1－1，電源模件2提供裝置各種工作電源，85V至265V輸入，經抗干擾濾波回路后，利用逆變原理輸出+5V，＋24V，其中+5V為芯片工作提供電源，+24V為開入開出操作模塊提供電源。人機交互模件6由液晶顯示器6-1、操作按鍵6-2、指示燈6-3組成，其中液晶顯示器6-1完成各種信息的顯示，操作按鍵6-2完成用戶的查詢、修改操作，指示燈6-3指示故障信息、裝置狀態及開關狀態。