电力综合保护测控装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力综合保护测控装置，属于电力系统继电保护技术领域。
【背景技术】
[0002]目前市场已经有多种综合继电保护产品，但存在一些缺点，主要表现在:(1)、产品型号种类繁多，给产品的开发、生产及售后服务、运行管理带来很大的工作量，备品备件的数量及种类也比较繁杂；(2)、国产综合继电保护产品的电源寿命一般都很短，5~6年就要更换一次，产品的维护工作量较大；(3)、目前的产品大都为后插拔板件，不方便板件拔出维修；(4)、各板件之间的连接或使用昂贵的端子，或无法保证可靠连接且无法检测。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种电力综合保护测控装置，方便现场维护安装和板件维修替换，易于扩展各种板件，产品适用范围更广，并且具有更强的抗干扰能力和更高的运行可靠程度。
[0004]本实用新型的技术方案如下:
[0005]电力综合保护测控装置，其特征在于:它包括带有主CPU板的主板，电源板、前面板和交流板；电源板通过其can收发器及扁平电缆连接到主板；前面板通过其can收发器及扁平电缆连接到主板；交流板通过交流电缆接入主板，用于将外部强电信号转化为可采样的弱电信号并输送到主板。
[0006]还包括扩展板，该扩展板通过其can收发器及扁平电缆连接到主板。
[0007]还包括一路RS232维护口，该RS232维护口通过扁平电缆以及设在主板中的电平转换电路接入所述主CPU板的UART2模块。
[0008]所述主CPU板包括I2C总线，该I2C总线分别连接有用于用于保存参数的E2PROM和用于提供时钟信息的8025T实时时钟。
[0009]所述主CPU板包括MAC，MAC外接PHY电路，PHY电路连接有以太网通讯接口。
[0010]本实用新型的积极效果在于:第一、采用分布式架构，各板件相对独立，连接简单，即使连接出现异常也可以立即检测到并立即进行异常报警；第二、采用前插拔方式，通过扁平电缆连接，方便了现场维护安装和板件维修替换。第三、基于分布式架构，易于扩展各种板件。第四、采用工业级标准电源设计思想，宽范围输入，单5V电源输出，保证了装置的长期稳定可靠运行。第五、AC回路采用通用化设计策略，电流电压互感器可互换，增加了产品的适用范围；第六、支持220V、110V强电开入、交直流通用，支持防反接，防浪涌、防雷电波等多种保护机制。第七、机箱采用全封闭结构；各板件采用先进的表面贴装技术；装置强弱电回路、开入开出回路布局合理；重要器件(电源模块、互感器、继电器、液晶、端子)均采用国内外知名企业的成熟产品，保证了装置的强抗干扰能力和高可靠性。第八、基于通用灵活硬件设计，能够采用软件可编程技术，支持保护元件、LED、开入、开出、按键、动作报告等信息编程，以满足用户的各种特殊需求。第九、支持高精度时钟守时，每年误差小于5分钟。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的结构和工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型。
[0013](1)、整体结构
[0014]如图1，本装置包括主板1、电源板4、前面板3和交流板6。
[0015]电源板4采用标准化电源设计理念，单5V输出，通过STM32F103的1 口扩展了八路开入和三路开出信号，并通过其can收发器及扁平电缆5连接到主板I ;前面板3通过其STM32F103的1 口扩展了 160X160点阵液晶、^^一个LED和九个通用按键，并通过其can收发器及扁平电缆5连接到主板。交流板6通过交流电缆接入主板1，将外部输入的强电信号转化为可采样的弱电信号并输送到主板I。
[0016]主板1、电源板4、前面板3通过二十五芯扁平电缆连接在一起，二十五芯扁平电缆包含了 can和电源信号，所有信号三倍冗余；主板I基于STM32F207芯片，通过can总线和其他板通讯，通过片内AD对交流板信号进行采样，支持两路RS485通讯和一路维护通讯，并通过IIC总线扩展E2PROM和实时时钟。交流电缆最大支持十二路交流采样回路，所有信号两倍几余。
[0017]基于二十五芯网络扁平电缆，支持各种扩展板件的连接。除交流板6外，所有板件都带有CAN收发器，而且STM32F207和STM32F103都带can驱动，因此整个系统构成基于CAN网的分布式网络系统。基于CAN网络，主板可同其他板件进行通讯，并可确认板件连接是否正常，连接异常时发出报警信号。
[0018](2)、主 CPU 板
[0019]主CPU板是整个系统的核心，基于STMicroelectronics公司的STM32F207芯片。通过片内十二位高速AD对交流板转换后的信号进行采样，傅式滤波后计算各电气量信息。最大支持两路RS485通讯，使用片内的UARTO和UARTl，需要额外增加电平转换电路。为了维护方便，增加一路RS232维护口，使用片内的UART2模块，外部增加电平转换电路后接入前面板3。主板I包含七路常开开出节点和一路常闭开出节点，通过1 口驱动。支持B码对时，通过1 口驱动，并增加电平转换电路。通过I2C总线扩展E2PROM和8025T实时时钟，用于保存参数和时钟信息。
[0020]通过片内MAC，并外接PHY电路，可额外扩展一路以太网通讯接口。
[0021]通过增加电池模块，可额外支持非掉电ram，用于实时保存电度数据，且支持掉电时钟守时。
[0022](3)交流板
[0023]交流板6将外部输入的强电信号转化为可采样的弱电信号，然后通过交流电缆接入主板I。
[0024]外部强电信号包括电流信号和电压信号，分别需要CT和PT互感器。交流板6采用通用化设计理念，CT和PT可互换设计，提高了适用范围。
[0025](4)电源板
[0026]采用工业标准化电源设计理念，宽范围输入，单5V回路输出，然后通过二十五芯扁平电缆给各板件提供电源。
[0027]额外电源板包括了十二路开入和三路开出，通过STM32F103芯片1 口驱动，并通过can网同主板通讯。
[0028](5)前面板
[0029]前面板3基于STMicroelectronics公司的STM32F103芯片，通过1 口驱动160X160点阵IXD，^^一路LED和九个通用按键，并通过can网同主板通讯。
[0030]为了适应用户的各种特殊需求，前面板额外支持最大四个自定义按键，其功能通过软件编程实现。
[0031](6)扩展板
[0032]扩展板2基于STMicroelectronics公司的STM32F103芯片，通过1 口驱动DI和DO功能，通过AD采样Al回路，通过PWM加滤波回路驱动AO回路，并通过can网同主板I通讯。
[0033]为了同时支持多块扩展板，每个扩展板需要有唯一的地址信息，通过电阻排方式实现，以支持在线灵活设置。
【主权项】
1.电力综合保护测控装置，其特征在于:它包括带有主CPU板的主板(1)，电源板(4)、前面板(3 )和交流板(6 );电源板(4 )通过其can收发器及扁平电缆(5 )连接到主板(I);前面板(3)通过其can收发器及扁平电缆(5)连接到主板(I);交流板(6)通过交流电缆接入主板(I )，用于将外部强电信号转化为可采样的弱电信号并输送到主板(I )。2.根据权利要求1所述的电力综合保护测控装置，其特征在于:还包括扩展板(2)，该扩展板(2)通过其can收发器及扁平电缆(5)连接到主板(I)。3.根据权利要求1所述的电力综合保护测控装置，其特征在于:还包括一路RS232维护口，该RS232维护口通过扁平电缆(5)以及设在主板(I)中的电平转换电路接入所述主CPU板的UART2模块。4.根据权利要求1所述的电力综合保护测控装置，其特征在于:所述主CPU板包括12C总线，该I2C总线分别连接有用于用于保存参数的E2PROM和用于提供时钟信息的8025T实时时钟。5.根据权利要求1所述的电力综合保护测控装置，其特征在于:所述主CPU板包括MAC, MAC外接PHY电路，PHY电路连接有以太网通讯接口。
【专利摘要】本实用新型提供一种电力综合保护测控装置，包括带有主CPU板的主板（1），电源板（4）、前面板（3）和交流板（6）；电源板（4）通过其can收发器及扁平电缆（5）连接到主板（1）；前面板（3）通过其can收发器及扁平电缆（5）连接到主板（1）；交流板（6）通过交流电缆接入主板（1），用于将外部强电信号转化为可采样的弱电信号并输送到主板（1）；各板件基于STMicroelectronics公司的STM32F207或STM32F103芯片；板件之间采用二十五芯扁平电缆连接，所有信号三倍冗余；支持各种扩展板件；支持最大两路RS485通讯，一路以太网通讯和一路B码对时；支持高精度时钟守时，每年误差小于5分钟。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN204631535
【申请号】CN201520381366
【发明人】丛培建, 常伦凯, 耿鲁飞, 连志威, 刘广星
【申请人】烟台东方威思顿电气股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月4日