专利名称：一种继电保护装置高速同步模拟量采集板卡的制作方法
技术领域：
一种继电保护装置高速同步模拟量采集板卡技术领域[0001 ] 本实用新型涉及继电保护。
背景技术：
[0002]随着电力工业的迅速发展，人们对继电保护装置的可靠性、灵敏度和速动性等要求越来越高，而这些要求的满足必须依赖于高速度、高精度、高可靠性的模拟采样系统。同时，在电力系统暂态保护系统中，暂态信号中一般含有丰富的谐波分量和干扰信号，因此对暂态信号进行采样不但需要高精度高采样频率的模数转换器，而且也需要具有隔离、滤波等功能的高性能调理电路。另外，对高采样频率模数转换器的处理需要耗费大量的CPU资源。现有继电保护装置的模拟量采样板卡一般采用不具备隔离功能的调理电路进行调理后送入直接挂在实现控制算法的CPU上的模数转换器，电路可靠性不高，各个模拟量采样通道之间容易相互干扰，同时采样频率越高，数据量越大，模数转换器占用CPU资源越多，从而导致CPU执行控制任务的时间受限，这不但影响CPU工作效率，而且存在采样频率和采样通道数受限以及时序同步难以实现等问题。发明内容[0003]本实用新型所要解决的问题是模拟量采样板卡可靠性不高、采样精度不高以及采样频率、采样通道数与CPU资源相矛盾的问题。[0004]为解决上述问题，本实用新型采用的方案如下:[0005]一种继电保护装置高速同步模拟量采集板卡，其特征在于，包括:模拟量输入接口、信号调理电路、线性光耦、滤波放大电路、模数转换器、处理器、存储器、IO接口 ；模拟量输入接口经信号调理电路、线性光耦、滤波放大电路、模数转换器连接处理器；处理器连接存储器、IO接口。[0006]其中，模拟量输入接口为8路，各路模拟量输入相互隔离。各路模拟量输入相互隔离是指每路信号均采用独立的隔离电源，每路信号的处理通过独立的信号调理电路、线性光耦、滤波放大电路、模数转换器。各路模拟量输入相互隔离，避免了各路信号之间的串扰，提高了采样可靠性。[0007]信号调理电路包括:分压电路、限幅电路、滤波电路和比例电路。[0008]IO接口包括:CAN总线、RS485通道、BSJ接口和BJJ接口。CAN总线用于处理器将采样信息传送给CPU板卡。 RS485通道用于通过背板对外连接，实现对时功能。BSJ接口用于当板卡出现故障时对外传递闭锁信号。BJJ接口用于对外传递告警信号。[0009]本实用新型的板卡通过模拟量输入接口获得模拟电压信号，经信号调理电路的分压、限幅、滤波、比例等处理后，再通过线性光耦隔离并由滤波放大电路放大后送入模数转换器，处理器控制模数转换器把模拟信号转换成数字信号，处理器对数字信号进行软件滤波处理后通过背板CAN总线把采样信息送给CPU板卡，以便CPU获得相关采样信息或做出相应保护动作。其中，模拟量输入接口输入的电压范围可以包括-220V/110V +220V/110V、-48V/24疒+48V/24V、AC220V等几个等级，电压范围宽，兼容性强，可以通过不同的硬件配置在此板卡上分别实现。[0010]进一步，本实用新型的板卡包括有温度探测器，可以实时探测板卡工作温度，处理器可以通过软件配置板卡工作过温门槛，保证系统在过温情况下可以发出告警信息。[0011]进一步，本实用新型的板卡还包括系统监视电路，通过板卡上的系统监视电路对板卡运行状态进行监视，当板卡出现故障时板卡上的指示灯熄灭，同时通过背板BSJ接口和BJJ接口发出闭锁信号告警信号给其他所有板卡。[0012]本实用新型的技术效果包括:[0013]1、本实用新型的板卡采用独立的模数转换专用处理器，减少CPU负担，并提高模数转换的精度和速度。[0014]2、本实用新型各路模拟量输入相互隔离，避免了各路信号之间的串扰，提高了采样可靠性。[0015]3、本实用新型通过背板CAN总线与CPU板卡交互采样信息，通过RS485总线实现对时功能，与传统的并行总线相比，可靠性高，布线简单。[0016]4、本实用新型通过背板CAN总线与CPU板卡交互，方便扩展。[0017]5、本实用新型板卡具有智能监视功能，当系统运行故障时可以做出相应指示或动作，保障系统安全。[0018]6、模拟量输入接口输入的电压范围可以包括-220V/110V +220V/110V、-4SV/24V +4SV/24V、AC220V等几个等级，电压范围宽，兼容性强，可以通过不同的硬件配置在此板卡上分别实现。
[0019]图1为本实用新型布线及控制关系示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合说明书附图对本实用新型做进一步详细说明。[0021]一种继电保护装置高速同步模拟量采集板卡，包括:8路模拟量输入接口、信号调理电路、线性光耦、滤波放大电路、模数转换器、处理器、存储器、IO接口 ；模拟量输入接口经信号调理电路、线性光耦、滤波放大电路、模数转换器连接处理器；处理器连接存储器、IO接口。其中，模拟量输入接口为8路，从8路模拟量输入接口的8路信号均为差分输入，8路信号相互隔离。每路信号均采用独立的隔离电源，每路信号的处理通过独立的信号调理电路、线性光耦、滤波放大电路、模数转换器。各路模拟量输入相互隔离，避免了各路信号之间的串扰，提高了采样可靠性。[0023]信号调理电路由分压电路、限幅电路、滤波电路和比例电路组成。[0024]线性光耦为线性的光电耦合器。[0025]模数转换器用于将模拟信号转换成数字信号，采用高精度高采样频率的模数转换器，内有专用的处理器，可以实现高精度的实时同步采样。[0026]IO接口包括:CAN总线、RS485通道、BSJ接口和BJJ接口。CAN总线用于处理器将采样信息传送给CPU板卡。RS485通道用于通过背板对外连接，实现对时功能。BSJ接口用于当板卡出现故障时对外传递闭锁信号。BJJ接口用于对外传递告警信号。板卡的处理器通过背板CAN总线连接CPU板卡和其他板卡。[0027]外部送入的模拟量输入接口的电压信号经过信号调理电路的分压、限幅、滤波以及比例等处理后，进入线性光耦，经过线性光耦隔离的信号再经过滤波和比例放大后送入高精度同步模数转换器，处理器操作模数转换器将模拟信号转换为数字信号，处理器对数字信号进行软件滤波处理后通过背板CAN总线把采样信息送给CPU板卡，以便CPU获得相关采样信息或做出相应保护动作。本实用新型的模拟量输入接口输入的电压范围可以包括-220V/110V +220V/110V、-48V/24V +48V/24V、AC220V等几个等级，电压范围宽，兼容性强，可以通过不同的硬件配置在此板卡上分别实现。[0028]此外，本实用新型的板卡还可以进一步包括有温度探测器，可以实时探测板卡工作温度，处理器可以通过软件配置板卡工作过温门槛，保证系统在过温情况下可以发出告警信息，提高系统可靠性。[0029]本实用新型的板卡还包括有系统监控电路，通过智能监视电路进行系统监视，在板卡出现故障时板卡上的指示灯熄灭，同时通过背板发出告警信号或闭锁信号给CPU板卡。[0030]此板卡具有阻容复位电路，保证板卡稳定可靠工作。板卡通过背板获得5V电源，并通过LDO转换成3.3 V供板内使用。
权利要求1.一种继电保护装置高速同步模拟量采集板卡，其特征在于，包括:模拟量输入接口、信号调理电路、线性光耦、滤波放大电路、模数转换器、处理器、存储器、IO接口 ；模拟量输入接口经信号调理电路、线性光耦、滤波放大电路、模数转换器连接处理器；处理器连接存储器、IO接口。
2.如权利要求1所述的继电保护装置高速同步模拟量采集板卡，其特征在于，所述的模拟量输入接口为8路,各路模拟量输入相互隔尚。
3.如权利要求1所述的继电保护装置高速同步模拟量采集板卡，其特征在于，所述的信号调理电路包括:分压电路、限幅电路、滤波电路和比例电路。
4.如权利要求1所述的继电保护装置高速同步模拟量采集板卡，其特征在于，所述的IO接口包括CAN总线接口。
5.如权利要求1所述的继电保护装置高速同步模拟量采集板卡，其特征在于，所述的IO接口包括RS485通道。
6.如权利要求1所述的继电保护装置高速同步模拟量采集板卡，其特征在于，所述的IO接口包括BSJ接口。
7.如权利要求1所述的继电保护装置高速同步模拟量采集板卡，其特征在于，所述的IO接口包括BJJ接口。
8.如权利要求1所述的继电保护装置高速同步模拟量采集板卡，其特征在于，还包括LDO电源转换器。
9.如权利要求1所述的继电保护装置高速同步模拟量采集板卡，其特征在于，还包括温度探测器。
10.如权利要求1所述的继电保护装置高速同步模拟量采集板卡，其特征在于，还包括系统监控电路。 ·
专利摘要本实用新型公开了一种继电保护装置高速同步模拟量采集板卡，其特征在于，包括模拟量输入接口、信号调理电路、线性光耦、滤波放大电路、模数转换器、处理器、存储器、IO接口；模拟量输入接口经信号调理电路、线性光耦、滤波放大电路、模数转换器连接处理器，处理器连接存储器、IO接口。模拟量输入接口输入电压信号经信号调理电路处理后，再通过线性光耦隔离并由滤波放大电路放大后送入模数转换器，处理器控制模数转换器把模拟信号转换成数字信号并读取转换结果。本实用新型采用独立的模数转换专用处理器，减少CPU负担，并提高模数转换的精度和速度；并且各路模拟量输入相互隔离，避免了各路信号之间的串扰，提高了采样可靠性。
文档编号G06F17/40GK203117981SQ20132004906
公开日2013年8月7日 申请日期2013年1月29日 优先权日2013年1月29日
发明者储海兵, 任善荣 申请人:江苏易立电气有限公司