電力測控保護裝置的製作方法
2023-04-26 12:03:46
專利名稱：電力測控保護裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種變電站、發電廠所用的電力測控保護裝置。
現有的微機電力測控保護裝置性能低，容量小，速度慢，工作可靠性較差，無法滿足發電廠和變電站設計、調試、運行的標準化、快速化、簡單化、智能化的要求。
本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種性能好，容量大，速度快，工作可靠性高，能滿足發電廠和變電站設計、調試、運行的標準化、快速化、簡單化、智能化要求的電力測控保護裝置。
本實用新型的技術解決方案一種電力測控保護裝置，其特徵在於它由模數轉換器A/D，32位數位訊號處理器DSP及其存貯器RAM1，通信管理處理器CPU及其存貯器RAM2，高速雙口存貯器RAM3和邏輯晶片IC1、IC2、IC3組成，模數轉換器A/D的輸入接被測電力模擬量信號，A/D的輸出與32位數位訊號處理器DSP的數據總線相連，DSP的數據總線和地址總線與存貯器RAM1相連，DSP的數據總線還與邏輯晶片IC1的輸入輸出口相連，IC1的輸入輸出口還接有被保護電力裝置的開關狀態信號及被保護電力裝置的電源頻率信號，IC1的輸入輸出口還與邏輯晶片IC2的輸入輸出口相連，IC2的輸入輸出口與高速雙口存貯器RAM3相連，IC2的輸入輸出口還與邏輯晶片IC3的輸入輸出口相連，IC3的輸入輸出口與通信管理處理器CPU的數據總線和地址總線相連，IC3的輸入輸出口還接有操作鍵盤及定時定位GPS脈衝輸入信號，CPU的數據總線和地址總線還與存貯器RAM2相連，其數據總線還與顯示器T相連。
本實用新型是專為變電站綜合自動化系統、無人值守變電站而設計的中低壓成套微機保護、測量、控制產品。該系列產品具有面向用戶的開放性、軟硬體系統模塊化、分布式安裝的特點，解決了微機保護裝置在惡劣環境(高溫、低溫、潮溼、電磁場幹擾、有害氣體、灰塵、震動等)下長期可靠運行的問題和常規保護、測量、控制與信號的兼容性問題，提高了變電站綜合自動化系統中通訊網絡的可靠性、快速性和多種規約的兼容性。並能滿足發電廠和變電站設計、調試、運行的標準化、快速化、簡單化、智能化的要求。本實用新型具有下列性能特點
(1)採用主頻為40MHZ的32位高性能CPU(內置硬體乘法器、FLASH存儲器、採用改進的並行結構及多級流水線技術)，提高了保護裝置的數據處理能力，便於實現更快的算法和優化的高級語言操作。
(2)選用快速的14位新型A/D晶片，每周波採樣64點，採樣頻率跟隨系統頻率的變化，使保護裝置具備很高的採樣速度和採樣精度。
(3)提供GPS接口，實現硬體對時及同步採樣。
(4)結構採用三分之一19英寸寬度、6U高度的標準機箱，單元式全封閉嵌入式設計，所有部件均採取鎖緊措施，抗振性能好，配置靈活，既可分散裝於開關櫃，亦可集中組屏。
(5)保護的投/退直觀明了，消除了常規微機保護採用軟體控制方式引起的進位轉換困難和計算錯誤。
(6)具有完整的操作箱功能。
(7)具有遙測、遙控、遙信、遙調功能，可測量正常負荷狀態下的電壓、電流、有功、無功、視在功率、功率因數、頻率，可測量電壓及電流1至16次諧波值。可實時累計有功電度、無功電度，便於電量控制與平衡，可進行直流電壓或變壓器溫度測量。具有執行前返校遙測功能。能保護信號、故障參數、開關量事件記錄。可遠方修改定值，遠方切換定值區。
(8)通信能力強，裝置配置三個通信接口，可通過該接口用屏蔽雙絞線、光纖或其他類型的通信介質聯網，構成變電站分布式保護測量系統。
(9)具有完善的裝置自檢功能，裝置軟硬體出現異常後，自動閉鎖所有保護出口，並通過面板上的「異常」燈告警，便於及時處理裝置故障，提高裝置的可靠性。
(10)可存儲9套不同的保護定值。
(11)裝置提供共64KB的故障錄波記錄、最近100個SOE事件的存儲空間，掉電保持，便於故障後的事故分析。
(12)採用表面安裝技術(SMT)及多層印製板，體積小，可靠性高。
(13)選用具有良好低溫特性的晶片，使裝置能應用於-40℃～80℃的環境變化，適合寒冷、高溼地區及戶外運行。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型的原理框圖；圖2是本實用新的電原理圖。
如圖1，本實用新型由模數轉換器A/D,32位數位訊號處理器DSP及其存貯器RAM1，通信管理處理器CPU及其存貯器RAM2，高速雙口存貯器RAM3和邏輯晶片IC1、IC2、IC3組成，模數轉換器A/D的輸入接被測電力模擬量信號，A/D的輸出與32位數位訊號處理器DSP的數據總線相連，DSP的數據總線和地址總線與存貯器RAM1相連，DSP的數據總線還與邏輯晶片IC1的輸入輸出口相連，IC1的輸入輸出口還接有被保護電力裝置的開關狀態信號及被保護電力裝置的電源頻率信號，IC1的輸入輸出口還與邏輯晶片IC2的輸入輸出口相連，IC2的輸入輸出口與高速雙口存貯器RAM3相連，IC2的輸入輸出口還與邏輯晶片IC3的輸入輸出口相連，IC3的輸入輸出口與通信管理處理器CPU的數據總線和地址總線相連，IC3的輸入輸出口還接有操作鍵盤及定時定位GPS脈衝輸入信號，CPU的數據總線和地址總線還與存貯器RAM2相連，其數據總線還與顯示器T相連。
本實用新型的具體線路如圖2，模數轉換器A/D採用兩塊A/D集成塊U15、U16(型號均可為MAX125)，被測保護電力裝置的各電壓電流信號分別送至U15、U16的各對應模擬量輸入端，U15、U16的數據總線接32位數位訊號處理器DSP，即圖2中的集成塊U11(型號可為TMS320F206)，U11的存貯器RMI採用兩塊存貯集成塊U13、U14(型號可為W241024)，U13、U14的數據總線和地址總線與U11相連，邏輯晶片IC1採用大規模可編程邏輯集成塊U12(型號可為XC95108)，U12的數據總線與U11相連，U12的輸入輸出口接被保護電力裝置的開關狀態信號，如斷路器、隔離刀閘、接地刀閘、過流速斷等開關信號，U12的一個輸入輸出口還與頻率跟蹤電路的輸出相連，該頻率跟蹤電路由運放U10、電阻R100、R101、R140及電容CA17構成，U10的輸入接被保護電力裝置的電壓信號，它將交流電壓信號整定為反映頻率的周期數位訊號，然後送至U12。邏輯晶片IC2、IC3均採用大規模可編程邏輯集成塊U31、U25(型號均可為XC95108)，U31的輸入輸出口分別與U12和U25的對應輸入輸出口相連，U31的高速雙口存貯器RAM3採用隨機存貯集成塊U32(型號可為W241024)，U31的輸入輸出口與U32相連。本實用新型的通信管理處理器CPU採用單片機集成塊U21(型號可為W78E58)，U21的存貯器RAM2採用隨機存貯集成塊U22(型號可為W241024)，U21的輸入輸出口與U22相連，U21的數據總線與大規模可編程邏輯集成塊U25相連，U21的數據總線還與液晶顯示器T相連，U25的輸入輸出口還接有操作鍵盤K及GPS脈衝信號，該GPS信號由全球衛星定時定位裝置轉換後獲得。U11-U16組成以U11為核心的保護測控部分，U21、U22、U25組成以U21為核心的通信管理部分，U31、U32組成高速雙口部分，保護測控部分通過高速雙口部分與通信管理部分有機地高速聯繫在一起。
當被保護電力裝置的各模擬量信號(如電壓、測量電流、保護電流等)送到U15、U16後，U11根據頻率跟蹤電路得到的被保護電力裝置的頻率對上述模擬信號進行32點等間隔抽樣，再經U11內部的FFT軟體運算，得到上述各模擬量的準確數值，並存貯在U13、U14中。被保護電力裝置的各開關量信號送到U12，亦由U11讀入並轉存到U13、U14中。當U11發現某採樣數據有異常時，會在內部軟體控制下根據通信管理部分約定的定值作出相應地處理(如過流事件發生，它發出告警信號)。通信管理部分中，操作人員通過鍵盤K向U25輸入規定的整定值等參數，並能通過高速雙口部分發至測控保護部分，由測控保護部分對被保護電力裝置進行保護，同時也可隨時調取測控保護部分採集的各實時數據，並通過液晶顯示器T顯示出來。
權利要求1.一種電力測控保護裝置，其特徵在於它由模數轉換器A/D，32位數位訊號處理器DSP及其存貯器RAM1，通信管理處理器CPU及其存貯器RAM2，高速雙口存貯器RAM3和邏輯晶片IC1、IC2、IC3組成，模數轉換器A/D的輸入接被測電力模擬量信號，A/D的輸出與32位數位訊號處理器DSP的數據總線相連，DSP的數據總線和地址總線與存貯器RAM1相連，DSP的數據總線還與邏輯晶片IC1的輸入輸出口相連，IC1的輸入輸出口還接有被保護電力裝置的開關狀態信號及被保護電力裝置的電源頻率信號，IC1的輸入輸出口還與邏輯晶片IC2的輸入輸出口相連，IC2的輸入輸出口與高速雙口存貯器RAM3相連，IC2的輸入輸出口還與邏輯晶片IC3的輸入輸出口相連，IC3的輸入輸出口與通信管理處理器CPU的數據總線和地址總線相連，IC3的輸入輸出口還接有操作鍵盤及定時定位GPS脈衝輸入信號，CPU的數據總線和地址總線還與存貯器RAM2相連，其數據總線還與顯示器T相連。
2.按權利要求1所述的電力測控保護裝置，其特徵在於模數轉換器A/D採用兩塊A/D集成塊U15、U16,U15、U16的數據總線接32位數位訊號處理器集成塊U11,U11的存貯器RM1採用兩塊存貯集成塊U13、U14,U13、U14的數據總線和地址總線與U11相連，邏輯晶片IC1採用大規模可編程邏輯集成塊U12，U12的數據總線與U11相連，U12的輸入輸出口接被保護電力裝置的開關狀態信號，U12的一個輸入輸出口還與頻率跟蹤電路的輸出相連，該頻率跟蹤電路由運放U10、電阻R100、R101、R140及電容CA17構成，U10的輸入接被保護電力裝置的電壓信號，它輸出的反映頻率的周期數位訊號接U12，邏輯晶片IC2、IC3均採用大規模可編程邏輯集成塊U31、U25,U31的輸入輸出口分別與U12和U25的對應輸入輸出口相連，U31的高速雙口存貯器RAM3採用隨機存貯集成塊U32，U31的輸入輸出口與U32相連；通信管理處理器CPU採用單片機集成塊U21，U21的存貯器RAM2採用隨機存貯集成塊U22,U21的輸入輸出口與U22相連，U21的數據總線與大規模可編程邏輯集成塊U25相連，U21的數據總線還與液晶顯示器T相連，U25的輸入輸出口還接有操作鍵盤K及GPS脈衝信號，U11-U16組成以U11為核心的保護測控部分，U21、U22、U25組成以U21為核心的通信管理部分，U31、U32組成高速雙口部分，保護測控部分通過高速雙口部分與通信管理部分有機地高速連接在一起。
專利摘要本實用新型涉及一種變電站、發電廠所用的電力測控保護裝置,其模數轉換器A/D的輸入接被測電力模擬量信號,A/D的輸出與32位數位訊號處理器DSP的數據總線相連,DSP的數據總線和地址總線與存貯器RAM1相連,DSP的數據總線還與邏輯晶片IC1的輸入輸出口相連,IC1的輸入輸出口與邏輯晶片IC2的輸入輸出口相連,IC2的輸入輸出口與高速雙口存貯器RAM3相連,IC2的輸入輸出口還與邏輯晶片IC3的輸入輸出口相連,IC3的輸入輸出口與通信管理處理器CPU的數據總線和地址總線相連。
文檔編號H02H7/00GK2454976SQ00241128
公開日2001年10月17日 申請日期2000年11月24日 優先權日2000年11月24日
發明者唐平, 葉曙光, 楊書傑, 吳瑛 申請人:南京大陸中電科技股份有限公司