一種對小信號進行高精度測量的保護測控裝置的製作方法
2023-05-11 06:57:46 1
專利名稱：一種對小信號進行高精度測量的保護測控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型為一種數位化保護測控裝置，可以對符合國標的電子式電壓互感器和電子式電流互感器輸出的小信號進行高精度測量，集保護、測量、控制、監測、通訊、故障錄波、事件記錄等多種功能於一體。屬於電力系統繼電保護領域。
背景技術：
目前，數位化變電站對線路的模擬量採集，主要使用電子式互感器，電子式互感器包括採集器和合併器。通過合併器對採集器採集的模擬量數據進行恢復處理，再把數據傳送到傳統的繼電保護測控裝置中，利用繼電保護裝置對線路實施監測保護。但是合併器造價昂貴，一般只在高電壓等級線路的數位化變電站中使用，如110KV及以上等級；而中低電 壓等級的線路，如35KV以下，在實施數位化變電站建造時，一般只使用採集器，而不使用合併器，這就需要合適的繼電保護裝置能夠對採集器採集到的小信號進行高精度採樣測量，從而滿足繼電保護裝置對輸電線路實施保護的要求。
實用新型內容針對中低電壓等級的線路實施數位化變電站建造時的實際情況，本實用新型提供了一種新型的數位化保護測控裝置。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種可以對符合國標的電子式電壓互感器和電子式電流互感器輸出的小信號進行高精度測量的微機綜合保護測控裝置，型號為PA150-小信號，包括電源插件、交流採樣插件、繼電器插件、通信插件、主控板、液晶控制及顯示面板；其特徵在於外部模擬量輸入端子通過交流採樣插件與主控板相連；串口和乙太網通訊端子通過通信插件與主控板相連；繼電器輸出端子通過繼電器插件與主控板相連；外部開入量輸入端子通過電源插件與主控板相連；上述的微機綜合保護測控裝置，其進一步特徵在於所述主控板是由MCU、FPGA、鐵電存儲器、採樣電路組成；所述交流採樣插件是由測量互感器模塊組成；所述通信插件是由串口通訊模塊和乙太網通訊模塊組成；所述繼電器插件是由保護分合閘繼電器、保持繼電器、信號繼電器組成；所述電源插件是由電源模塊和開入量輸入模塊組成；液晶控制及顯示面板是由按鍵、指示燈、IXD和控制晶片組成。上述的微機綜合保護測控裝置，其更進一步特徵在於，測量互感器可以對符合國標的電子式電壓互感器和電子式電流互感器輸出的小信號進行高精度測量；它還具有通訊電路部分，通過光電隔離的通訊接口可進行遠方通訊。本實用新型的有益效果微機綜合保護裝置PA150-小信號人機界面友好，提供全中文顯示界面和簡捷的可視化操作；適應性強，具有多種保護功能，適用於多種一次設備要求；可與開關櫃廠家配套構成智能化開關櫃，提高開關櫃本身的技術含量，增強開關櫃的競爭實力；多元化功能的高度集成及標準化的產品結構形式，集保護、測量、控制、監測、通訊、錄波、事件記錄等多種功能於一體。外觀時尚，體積小，模塊化設計，維護方便，降低成本。針對35KV等級以下變電站實施數位化變電站建造時，可以針對符合國標的一次電子式電壓互感器和電子式電流互感器輸出的小信號進行高精度測量，而無需再配備價格高昂的合併器，就可以對線路的電力參數進行測量、監控，以達到節約成本，簡化設計安裝過程的目的。
圖I是本發明中微機綜合保護測控裝置的結構框圖。
具體實施方式
以下結合附圖通過具體實施例對本發明的技術方案做進一步的說明。微機綜合保護裝置PA150-小信號主要由電源插件、交流採樣插件、繼電器插件、通信插件、主控板、液晶控制及顯示面板等部件組成。如圖I所示，為本實用新型中微機綜合保護裝置PA150-小信號的結構框圖。從電網一次設備TA及TV採樣來的電壓電流信號經精密電壓電流變換器變換，經低通濾波後再經高精度運算放大器放大、限幅保護，變換成一定幅度的交流電壓信號，經16位Α/D轉換產生的數字量通過單片機MCU (STR912FW44X6)來運算、處理，MCU同時還接受經光電隔離的開入量和遙控輸入信號量以及通過鍵盤查詢、整定定值等操作產生的輸入信號量。所有這些經Α/D轉換的數字量以及外部輸入的信號量經MCU綜合運算、處理，當滿足動作條件時便發出相應的跳、合閘信號和告警信號到驅動接口電路，接著驅動接口電路將這些信號送到出口繼電器板，出口繼電器板上的跳、合閘繼電器觸點接通斷路器的跳、合閘迴路，告警信號繼電器接通告警迴路。同時，MCU發出相應的位置、狀態信號。所有信號測量、保護動作值、跳合閘變位記錄、整定過程、查詢過程、故障類型、故障波形、遙信量、電網頻率、時間等均能在LCD h顯TK。本裝置可利用通信口(串口、乙太網)可以與遠方調度中心進行通信，實現遙控、遙信、遙調、遙測等功能，具有定值的遠方查詢及整定、遠方保護壓板投退等遠方控制功能。主要特點及功能保護功能齊備各型號保護功能齊備，並可按照用戶要求進行定製。邏輯功能各保護功能、繼電器、開入量具有邏輯組態功能，用戶可以現場根據需要來進行設定保護動作信號量輸出自由整定、開關量可通過設定實現非電量保護功能和閉鎖保護功能。控制迴路裝置自帶防跳迴路，直流、交流均可帶防跳；防跳功能解除簡單。測量功能高精度測量電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、零序電流、計算電度。高度集成集保護、測量、控制、監測、通訊、錄波、事件記錄等多種功能於一體。友好人機界面大屏幕圖形液晶顯示，動態顯示一次系統圖、實時波形圖、故障錄波圖、各種電氣參數及保護信息。中文菜單提示，操作快捷方便。強大的通訊功能可提供雙RS485、乙太網(光口、電口)通訊接口 ；通訊協議支持modbus RTU、modbus TCP ;通訊波特率可達19200bps。各功能單元與主控計算機(或通信管理機)進行通訊，可實現遙測、遙信、遙控、保護定值設定及查詢、裝置工作狀態、SOE事件記錄、錄波數據等傳輸功能。多路狀態監測及邏輯定義功能有多達16路開入量，除特殊定義的開入量可由用戶定義，解決了用戶需監測多路開入量的問題，而不需再配其他裝置。強大自檢功能具備軟、硬體實時自檢與報警功能。在線編程功能(ISP):提供一個在線編程通訊接口，可自由下載各種保護軟體模塊、一次系統圖，無須拆卸裝置。事件記錄在線記錄事件量達256條,先進先出(FIFO)動態刷新,帶有時間標記，掉電不丟失。故障錄波功能可將故障前、故障中、故障後的電流、電壓、斷路器狀態和保護信息完整真實記錄下來，記錄長度100個周波，為用戶進行故障分析提供依據。 故障自動推畫面功能當保護動作或者有告警信息時，裝置自動彈出畫面，提示用戶動作或者告警的保護。校時功能提供獨立時鐘同步接口，接收GPS校時信號。外形美觀大方機殼採用鋁合金板，散熱性能好，結構緊湊，抗震動及電磁兼容性能更強；前面殼採用黑色有機玻璃及金屬外殼，外觀時尚美觀，指示操作方便。雖然本實用新型已以較佳實施例公開如上，但它們並不是用來限定本實用新型，任何熟習此技藝者，在不脫離本實用新型之精神和範圍內，自當可作各種變化或潤飾，因此本實用新型的保護範圍應當以本申請的權利要求保護範圍所界定的為準。
權利要求1.一種對小信號進行高精度測量的保護測控裝置，包括電源插件、交流採樣插件、繼電器插件、通信插件、主控板、液晶控制及顯示面板；其特徵在於外部模擬量輸入端子通過所述交流採樣插件與所述主控板相連；串口和乙太網通訊端子通過所述通信插件與所述主控板相連；繼電器輸出端子通過所述繼電器插件與所述主控板相連；外部開入量輸入端子通過所述電源插件與所述主控板相連。
2.根據權利要求I所述的對小信號進行高精度測量的保護測控裝置，其特徵在於，所述主控板是由MCU、FPGA、鐵電存儲器、採樣電路組成。
3.根據權利要求I所述的對小信號進行高精度測量的保護測控裝置，其特徵在於，所述交流採樣插件是由測量互感器模塊組成。
4.根據權利要求I所述的對小信號進行高精度測量的保護測控裝置，其特徵在於，所述通信插件是由串口通訊模塊和乙太網通訊模塊組成。
5.根據權利要求I所述的對小信號進行高精度測量的保護測控裝置，其特徵在於，所述繼電器插件是由保護分合閘繼電器、保持繼電器、信號繼電器組成。
6.根據權利要求I所述的對小信號進行高精度測量的保護測控裝置，其特徵在於，所述電源插件是由電源模塊和開入量輸入模塊組成。
7.根據權利要求I所述的對小信號進行高精度測量的保護測控裝置，其特徵在於，所述液晶控制及顯示面板是由按鍵、指示燈、IXD和控制晶片組成。
8.根據權利要求I所述的對小信號進行高精度測量的保護測控裝置，其特徵在於，它還具有通訊電路部分，通過光電隔離的通訊接口可進行遠方通訊。
9.根據權利要求3所述的對小信號進行高精度測量的保護測控裝置，其特徵在於，所述測量互感器模塊對符合國標的電子式電壓互感器和電子式電流互感器輸出的小信號進行高精度測量。
專利摘要本實用新型公開了一種對小信號進行高精度測量的保護測控裝置，包括電源插件、交流採樣插件、繼電器插件、通信插件、主控板、液晶控制及顯示面板；其特徵在於外部模擬量輸入端子通過交流採樣插件與主控板相連；串口和乙太網通訊端子通過通信插件與主控板相連；繼電器輸出端子通過繼電器插件與主控板相連；外部開入量輸入端子通過電源插件與主控板相連；交流採樣插件中的測量互感器可以對符合國標的電子式電壓互感器和電子式電流互感器輸出的小信號進行高精度測量；它還具有通訊電路部分，通過光電隔離的通訊接口可進行遠方通訊。本實用新型裝置人機界面友好，多種功能於一體，模塊化設計，維護方便，降低成本。
文檔編號H02J13/00GK202475023SQ201220034958
公開日2012年10月3日 申請日期2012年2月4日 優先權日2012年2月4日
發明者張杭, 陳軍 申請人:南京因泰萊電器股份有限公司