专利名称：一种用于跳闸控制器出口可配置的触发矩阵装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于继电保护系统扩展配置设备领域，涉及一种触发矩阵装置，尤其 是一种用于跳闸控制器出口可配置的触发矩阵装置。
背景技术：
Trip Matrix是一种矩阵形式的交叉信号分配器，通常用来将来自数字保护系统 的触发信号可编程地连接到触发继电器上去，是目前继电保护系统中十分重要的一种扩展 配置设备，可以大大增加控制保护系统应用的灵活性。Trip Matrix的原理并不复杂，主要 有软触发矩阵和硬触发矩阵两种实现方式。软触发矩阵方式可以应用现在流行的数字化设 计方法，省去硬接线的复杂结构，实现状态的在线检测和上报，方便维护和管理，但是数字 化的实现方式也同时有抗干扰性差，可靠性下降的缺点。而硬触发矩阵则相反，能很好地克 服这些缺点的同时却面临装置过大，实现联网困难的不足。因此在电力系统数字化的潮流 趋势下，发展能够结合两者优点的Trip Matrix已经成为一种客观的需要
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于跳闸控制器出口 可配置的触发矩阵装置，该装置在Trip Matrix硬触发矩阵实现方式中，增加了 CPU板，经 过隔离处理后将状态信息读入CPU板处理，实现对设备状态的监测，从而提高装置的数字 化水平。本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的这种用于跳闸控制器出口可配置的触发矩阵装置，包括连接背板以及由接插件与 连接背板连接的矩阵结构板、电源板、输入板和输出板。另外还包括一个用于在线监测触发 矩阵的CPU板，所述CPU板与连接背板连接，CPU板通过连接背板采集来自输入板和输出板 的状态信号。上述CPU板包括CPU最小系统电路、信号隔离电路、A/D采样电路和通讯接口 ；所 述CPU最小系统电路的输入端与A/D采样电路的输出端连接，所述A/D采样电路的输入端 通过信号隔离电路分别与输入板和输出板连接；所述通讯接口与CPU最小系统电路连接。上述的用于跳闸控制器出口可配置的触发矩阵装置，其特征在于所述输入板包 含有第一输入延伸电路，第一 LED状态指示电路以及预留的第一输入信号返回电路；所述 第一输入延伸电路将输入信号延伸到接插件接口，所述第一输入信号返回电路将输入信号 重新引出。上述输出板包含有输出引出电路、第二 LED状态指示电路以及输出扩展电路；所 述输出引出电路将由接插件接口进来的输出信号引出到输出端的输出扩展电路，所述输出 扩展电路将输出信号分成多路引出。以上所述的触发矩阵装置装备在6U标准机箱内。本实用新型结合了数字化设计技术，增加了一个CPU板，从而增加了装置的联网通信能力和数据处理能力，提高了装置的数字化水平。
图1是本实用新型的矩阵原理示意图；图2是系统总体框图； 图3是图1虚线框内局部放大图。其中1为输入信号从输入板到矩阵结构板的示意路径，2为输出信号从矩阵结构 板到输出板的示意路径，3和4均为LED状态指示回路信息采集到CPU板的示意路径。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述如图2，这种用于跳闸控制器出口可配置的触发矩阵装置，包括连接背板以及由接 插件与连接背板连接的矩阵结构板、电源板、输入板和输出板，另外本实用新型还包括一个 用于在线监测触发矩阵的CPU板，CPU板与连接背板连接，其通过连接背板采集来自输入板 和输出板的状态信号。矩阵结构板用以实现矩阵的物理结构，通过插栓选择矩阵交叉点的接通与否，来 实现输入输出不同连接关系的配置。连接背板通过接插件与各块电路板及矩阵结构板相连接，以实现系统各块电路板 之间的连接通道。连接背板上包含输入延伸电路(将接插件接口进来的输入信号延伸到矩 阵结构板)、输出引出电路(将输出信号从矩阵结构板弓I出到与输出板相连的接插件接口) 和CPU板与输入输出板的连接电路(将输入输出板上各端口的LED指示回路连接到CPU 板)。以上CPU板包括CPU最小系统电路、信号隔离电路、A/D采样电路和相关外围接口 电路(如通讯接口电路)。CPU最小系统电路的输入端与A/D采样电路的输出端连接，A/D 采样电路的输入端通过信号隔离电路分别与输入板和输出板连接；通讯接口与CPU最小系 统电路连接。采集信号经信号隔离电路隔离后，送A/D采样电路采样，然后将采样后的数字 量送给CPU板中的CPU处理，完成相关的数据处理和通讯工作。CPU板的通讯接口(如以太 网或CAN总线等)可以接入上位机网络。输入板包含有第一输入延伸电路(用于将输入信号延伸到接插件接口)，第一 LED 状态指示电路以及预留的第一输入信号返回电路(用于将输入信号重新引出)。第一输入 延伸电路将输入信号延伸到接插件接口，第一输入信号返回电路将输入信号重新引出；第 一 LED状态指示电路用于指示整个输入板的工作状态。输出板包含有输出引出电路(用于将从接插件接口进来的输出信号引出到输出 端口)、第二 LED状态指示电路以及输出扩展电路。其中输出引出电路将由接插件接口进来 的输出信号引出到输出端的输出扩展电路，输出扩展电路将输出信号分成多路引出。如上所述，输入板和输出板端口分别配备有第一 LED状态指示电路和第二 LED状 态指示电路，当有触发信号流经相应端口时，对应的LED灯回路将被接通，从而点亮LED，并 将状态信息输出到CPU板处理，实现数据的采集、处理和传送。输入板的单路输入电路如图 1中A虚线框内所示，输出板的单路输出电路如图1中B虚线框内所示。输入板的第一 LED状态指示电路如图3中左边部分电路A的虚线框内所示，输出板的第二 LED状态指示电路如图3中右边部分电路B的虚线框内所示。图2中，输入通过输入板接口引入，经连接背板和排线至矩阵结构板(如图虚线路 径1所示)。经矩阵结构板选择后的输出再由排线和连接背板返回至输出板，由后部接口引 出(如图2虚线路径2所示)。CPU板从输入板和输出板的LED状态指示回路取回状态信 息(如图2虚线路径3和4所示)，经过隔离和采样后，完成相关的数据处理和通讯任务。 本实用新型的装置装备在6U标准机箱上，以实现装置的标准化和批量化生产，降低制造和 维护成本。如图1，是本实用新型的矩阵原理示意图，
以下结合附图，对本实用新型的信号传 输原理作进一步描述1)首先经过接插件对交叉点连接关系的配置，形成满足特定需要的出口控制组合 方式，实现对矩阵的编程。2)来自数字控制保护系统的触发命令从输入端口(即输入板)接入，进入矩阵 结构板的输入行线路并通过经过配置的连接点与输出列线路连通，输出列线路与输出板连 接，从而流向不同的出口，实现对特定继电器组的触发。3)输入板和输出板端口都配备有状态LED指示灯，当有触发信号流经相应端口 时，对应的LED指示灯回路将被接通，从而点亮LED，并将状态信息输出到CPU板处理，实现 数据的采集、处理和传送。综上所述，本实用新型采用模块式设计方法，包括的连接背板(也可以成为总线 背板)、矩阵结构板、电源板、输入板、输出板和CPU板等构成的整个装置的系统模块，这使 得系统中子模块的任何修改都可以单独进行，而不致影响整个系统的工作。CPU板用以采集 来自输入板和输出板的状态信息，以实现对触发矩阵工作状态的在线监测。CPU板的技术 市场上已经比较成熟，可以加以整合以满足需要，降低制造成本。每块输入板的输入端口有 限，但可根据实际情况增减输入板的数目来满足需要。每块输入板的输出端口有限，但同样 可根据实际情况增减输出板的数目来满足需要。
权利要求一种用于跳闸控制器出口可配置的触发矩阵装置，包括连接背板以及由接插件与连接背板连接的矩阵结构板、电源板、输入板和输出板，其特征在于还包括一个用于在线监测触发矩阵的CPU板，所述CPU板与连接背板连接，CPU板通过连接背板采集来自输入板和输出板的状态信号。
2.根据权利要求1所述的用于跳闸控制器出口可配置的触发矩阵装置，其特征在于 所述CPU板包括CPU最小系统电路、信号隔离电路、A/D采样电路和通讯接口 ；所述CPU最 小系统电路的输入端与A/D采样电路的输出端连接，所述A/D采样电路的输入端通过信号 隔离电路分别与输入板和输出板连接；所述通讯接口与CPU最小系统电路连接。
3.根据权利要求1所述的用于跳闸控制器出口可配置的触发矩阵装置，其特征在于 所述输入板包含有第一输入延伸电路，第一 LED状态指示电路以及预留的第一输入信号返 回电路；所述第一输入延伸电路将输入信号延伸到接插件接口，所述第一输入信号返回电 路将输入信号重新引出。
4.根据权利要求1所述的用于跳闸控制器出口可配置的触发矩阵装置，其特征在于 所述输出板包含有输出引出电路、第二 LED状态指示电路以及输出扩展电路；所述输出引 出电路将由接插件接口进来的输出信号引出到输出端的输出扩展电路，所述输出扩展电路 将输出信号分成多路引出。
5.根据权利要求1所述的用于跳闸控制器出口可配置的触发矩阵装置，其特征在于 所述触发矩阵装置装备在6U标准机箱内。
专利摘要本实用新型涉及一种用于跳闸控制器出口可配置的触发矩阵装置，包括连接背板以及由接插件与连接背板连接的矩阵结构板、电源板、输入板和输出板。另外还包括一个用于在线监测触发矩阵的CPU板，所述CPU板与连接背板连接，CPU板通过连接背板采集来自输入板和输出板的状态信号。本实用新型结合了数字化设计技术，增加了一个CPU板，从而增加了装置的联网通信能力和数据处理能力，提高了装置的数字化水平。
文档编号H02J13/00GK201594764SQ20092027486
公开日2010年9月29日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者严结实, 刘欣, 周林, 张杭 申请人:中国西电电气股份有限公司