专利名称：牵引变电所进线缺相保护装置的制作方法
技术领域：
牵引变电所进线缺相保护装置技术领域[0001]本实用新型涉及一种进线系统的保护装置，特别是一种牵引变电所进线缺相保 护装置，适用于IiOkV单一电源的终端变电所缺相运行的保护。
背景技术：
[0002]电力行业标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DL/T 620-1997)第 4.1节对暂时过电压有如下阐述范围I的系统中，由单一电源侧用断路器操作中性点不 接地的变压器出现非全相运行或熔断器非全相熔断时，如果变压器的励磁电感与对地电 容产生铁磁谐振，即能产生2.0p.u.-3.0p.u.的过电压。[0003]电气化铁路系统中，因不对称负荷产生的高次谐波、负序电流对运行中的导线 的冲击电动力，会使电网和线路的运行环境不断恶化；随着运行时间的延长，线路和开 关的故障几率也将逐年增加。[0004]近年来，牵引变电所由于IlOkV进线断线或者断路器故障而造成的缺相运行事 故也屡有发生。例如2006年4月17日，由于地方供电局车寄变电所156少油断路器 喷油，致使京广线望都变电所缺相运行，事故造成牵引变电所停电2.5h、IlOkV少油开关 损坏1台、地方变电站IlOkV避雷器烧毁1台；2008年6月20日，朔黄线安国变电所进 线断线、断线相BLQ多次动作、运行中变压器中性点BLQ爆炸、倒换为交叉运行方式后 备用变压器中性点避雷器爆炸，事故造成安国变电所停电长达10余小时。[0005]现有牵引变电所的运行方式中，在值班人员发现缺相后，因中性点有36.5kV 的对地电压，如果按照现有原则和顺序倒闸，会产生烧坏中性点开关的触头、引起进线 SW6断路器绝缘下降、缩短主变压器的使用寿命等问题，并且还需要手动短封相应的闭 锁回路，这就势必会造成延时，使得故障不能及时排除。[0006]可见，任何供电方式的牵引变电所，在进线缺相时，一则可能产生断线谐振造 成避雷器爆炸；二则因地方和牵引变电所均不跳闸，造成牵引变电所倒闸时烧坏隔离开 关触头、断路器和变压器等问题；更为严重的是，当接触网采取越区供电方式时，限制 了车流、打乱了运输秩序、影响了运输能力。[0007]目前，既有牵引变电所中，涉及进线系统的保护包括失压保护和零序过电流保 护两种。失压保护是靠进线隔离开关外侧的抽压装置或进线隔离开关内侧的用于计、测 量的电压互感器实现的；零序过电流保护是靠装在变压器中性点的电流互感器实现的， 但因为中性点开关只在投切变压器的瞬时投入，其它情况下开关断开，这就相当于中性 点的零序过电流保护没有投入。也就是说，现有的进线系统只有简单的失压保护。实用新型内容[0008]本实用新型的目的是设计一种在牵引变电所缺相运行时，能够即时检测到故 障点，切除故障点，并按合理的运行方式投入备用系统的的牵引变电所进线缺相保护装 置，用以克服现有技术的不足。[0009]本实用新型的目的可以通过下述技术方案来实现[0010]本牵引变电所进线缺相保护装置，包括MCU、实时钟、模拟量输入及调理、通 讯接口、LED驱动、LCD接口、两个接口、电源、控制出口及空接点输出和端子，其特 征是MCU、实时钟、LED驱动、LCD接口和一个接口构成主板部分，模拟量输入及 调理、通讯接口、电源、控制出口及空接点输出、端子和另一个接口构成控制板部分； MCU采用具有数据协处理功能的16位单片机作为CPU，其内置的12位AD转换器用于 完成本装置的数据采样功能；实时钟用于为本装置提供时钟信号；LED驱动通过MCU 内的单片机口线驱动LED指示灯的点亮；LCD接口用于将液晶屏与主板部分相连接；模 拟量输入及调理采用小型精密电压互感器和电流互感器，将经过调理的电压、电流信号 输入至MCU内单片机的A/D采样通道，供MCU采样计算；通讯接口用于将MCU内单 片机的TTL电平通讯信号转换为485信号；电源为本装置提供工作电源；控制出口及空 接点输出由MCU内单片机的口线通过OC门控制继电器的吸合与释放；端子用于引入所 有外接电源线，并引出控制出口及空接点输出内所有继电器的空接点输出线；两个接口 用于连接主板部分和控制板部分，两个接口之间通过扁平电缆连接。[0011]本实用新型所述的MCU包括有单片机电路、键盘接口电路、存储电路、CPU 程序下载接口、A/D采样基准电压生成电路和电源滤波、去偶电路，其中，单片机电 路内有单片机1U1、8M晶体振荡器、二极管IDl和电容1C3，其单片机IUl的型号为 DSPIC30F5011, 二极管IDl的型号为IN4148，键盘接口电路内有排阻1RP2和5线单排 针接口 KEYINT，存储电路内有非易失存储器1U3，其型号为对64，CPU程序下载接口 内有6线单排针接口 1J1，其型号为PIN6，A/D采样基准电压生成电路内有三端可调分 流基准源3H1和电容3E1及3C3，其三端可调分流基准源3H1的型号为TL431，电源滤 波、去偶电路内有电容EP1、CPU CP2禾PCP3;实时钟内有时钟芯片1U2、电容IEl 和32K晶体振荡器，其时钟芯片1U2的型号为DS1302 ； LED驱动内有排阻IRPl和发 光二极管ILl及1L2 ； LCD接口内有三极管ITl和20线单排针接口 LCMINT，其三极 管ITl的型号分别为8050 ；模拟量输入及调理内有电流型电压互感器和穿芯型电流互 感器，其型号分别为HL88V和HLB99A;通讯接口内有通讯接口转换芯片2U1，其型 号为MAX485 ；电源内有开关电源芯片POWER，其型号为HAD10-05V12-LFCI ；控制 出口及空接点输出内有OC门芯片1U5、固体继电器、小型功率继电器和其它四个功率 继电器，其中，OC门芯片1U5、固体继电器和小型功率继电器的型号分别为UL2003、 JGX-5FA和JH32F-H，其它四个功率继电器的型号均为JH32F-Z ；端子内有10线拔插式 接线端子DIOINT和12线拔插式接线端子ANINT ；两个接口内分别有牛角座BINT，其 型号均为IDC^6 ；[0012]其连接关系为主板部分，在MCU内，单片机电路与键盘接口电路之间，5线 单排针接口 KEYINT的第1、第2、第3和第4引脚分别连接到单片机IUl的第52、第 53、第M和第55引脚；单片机电路与存储电路之间，非易失存储器1U3的第5和第6引 脚分别连接到单片机IUl的第36和第37引脚；单片机电路与CPU程序下载接口之间，6线单排针接口 IJl的第1、第4和第5引脚分别连接到单片机IUl的第7、第18和第17 引脚；实时钟与MCU之间，时钟芯片1U2的第5、第6和第7引脚分别连接到单片机 IUl的第62、第61和第60引脚；LED驱动与MCU之间，发光二极管ILl及1L2的负极分别连接至单片机IUl的第49和第44引脚，排阻IRPl的第4和第5引脚分别连接至 单片机IUl的第37和第36引脚；LCD接口与MCU之间，20线单排针接口 LCMINT的 第4、第5和第6引脚分别连接到单片机IUl的第48、第47和第46引脚，20线单排针 接口 LCMINT的第17引脚悬空，三极管ITl的基极通过电阻1R6连接至单片机IUl的 第43引脚；主板部分上的接口与MCU之间，其牛角座BINT的第4、第5、第6、第7、 第8、第9、第10、第11和第12引脚分别连接到单片机IUl的第11、第12、第13、第 14、第15、第16、第21、第22和第23引脚，牛角座BINT的第13和第14引脚短接， 并连接到MCU内A/D采样基准电压生成电路的VREF信号输出端；控制板部分，模拟 量输入及调理与端子之间，模拟量输入及调理内的电流型电压互感器UMAPT、UMBPT 和UMCPT的一次线圈的正极分别连接至端子内12线拔插式接线端子ANINT的第4、第 5和第6引脚，其负极短接后连接至12线拔插式接线端子ANINT的第7引脚，电流型电 压互感器ULAPT、ULBPT和ULCPT的一次线圈的正极分别连接至端子内12线拔插式 接线端子ANINT的第9、第10和第11引脚，其负极短接后连接至12线拔插式接线端子 ANINT的第12引脚；模拟量输入及调理与控制板部分上的接口之间，模拟量输入及调理 内从电流型电压互感器UMAPT、UMBPT和UMCPT的二次线圈的正极引出的电压信号 UAINR、UBINR和UCINR分别经电容滤波后，分别连接至控制板部分上的接口内牛角 座BINT的第4、第5和第6引脚，电流型电压互感器UMAPT、UMBPT和UMCPT的 二次线圈的负极短接后，连接至牛角座BINT的第13和第14引脚，从电流型电压互感器 ULAPT> ULBPT和ULCPT的二次线圈的正极弓丨出的电压信号UAINC、UBINC和UCINC 分别经电容滤波后，分别连接至控制板部分上的接口内牛角座BINT的第7、第8和第9 引脚，电流型电压互感器ULAPT、ULBPT和ULCPT的二次线圈的负极短接后，连接至 牛角座BINT的第13和第14引脚，从穿芯型电流互感器CTA、CTB和CTC的二次线圈 的正极引出的电流信号IA、IB和IC分别经电容滤波后，分别连接至控制板部分上的接口 内牛角座BINT的第10、第11和第12引脚，穿芯型电流互感器CTA、CTB和CTC的二 次线圈的负极均连接至牛角座BINT的第13和第14引脚；通讯接口与控制板部分上的接 口之间，通讯接口转换芯片2U1的第1和第4引脚分别连接到其牛角座BINT的第23和 第22引脚，通讯接口转换芯片2U1的第2和第3引脚短接后连接到牛角座BINT的第21 引脚；电源与端子之间，开关电源芯片POWER的第3和第2引脚分别连接到12线拔插 式接线端子ANINT的第1和第2引脚，开关电源芯片POWER的第5引脚输出直流电源 信号VCC，为本装置提供工作电源，直流电源信号VCC经MCU内的电源滤波、去偶电 路滤波和去偶后，单独给MCU内的单片机电路供电；控制出口及空接点输出与控制板部 分上的接口之间，OC门芯片1U5的第2、第3、第4、第5、第6和第7引脚分别连接到 其牛角座BINT的第20、第19、第18、第17、第16和第15引脚，控制出口及空接点输 出与端子之间，固体继电器SCR2的线圈输出端引出信号SCRCONT，并连接至OC门芯 片1U5的第15引脚，固体继电器SCR2的空接点的正极输出OFFOUTCOM信号，并连 接至10线拔插式接线端子DIOINT的第1引脚，小型功率继电器的线圈J5A输出端引出 信号TCOUT，并连接至OC门芯片1U5的第14引脚，小型功率继电器的空接点J5B的 正极引出信号OFFOUT2，并连接至10线拔插式接线端子DIOINT的第2引脚，功率继电 器的线圈JIB、J2B、J3B和J4B的输出端分别引出信号SCONT1、SCONT2、SCONT3和SCONT4，并分别连接至OC门芯片1U5的第13、第12、第11和第10引脚，功率继 电器的空接点J1A、J2A、J3A和J4A的两端分别引出信号OUTll和OUT12、OUT21和 OUT22、OUT31和OUT32以及OUT41和OUT42，并分别连接至10线拔插式接线端子 DIOINT的第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9和第10引脚；主板部分上的接口和 控制板部分上的接口之间，两个接口通过沈线扁平电缆连接。[0013]本实用新型的优点是1)在出现变压器励磁电抗与对地电容发生工频谐振时， 该装置能够即时检测到系统产生的2倍以上的工频过电压，并且跳开相应开关、破坏谐 振发生的条件，防止了设备过电压损坏问题的产生；幻在断线缺相时，该装置能够区分 接地和不接地两种故障方式，利用接地时产生零序电压、电流构成缺相接地保护，利用 缺相不接地时非故障相中的电流大小相等、相位相反，且只有正序分量和负序分量的特 征构成缺相不接地保护，有效地防止了某一方向接触网全部停电问题的发生；幻该保 护装置在智能判别出进线系统故障后，首先按合理的顺序倒闸，避免设备烧损的问题产 生，在出现备用系统无压时，提示值班员启动越区预案，安全可靠地保障了系统的正常 运行；4)该保护装置除完成缺相以及谐振保护外，通过电压、电流的向量计算分析，还 实现了在不增加一次设备的前提下完成进线系统的保护功能，填补了现有牵引变电所进 线系统没有保护的空白；5)适应性好，该保护装置可方便地纳入现有的综合自动化系统 中，能够与通信管理机以485的方式交换数据，提供给供电调度，非常有利于调度的综 合判断、统一指挥；另外，该装置亦适用于许多地方厂矿企业中的IlOkV终端变压器中 性点不接地的运行方式，并作为地方终端变电站的进线系统主保护。
[0014]图1是装置总体框架图；[0015]图2是主板部分原理图；[0016]图3是控制板部分原理图；[0017]图4是装置接线原理图；[0018]图5是装置盘后接线端子排图。
具体实施方式
[0019]如图15所示，本牵引变电所进线缺相保护装置，包括MCU1、实时钟2、模拟 量输入及调理3、通讯接口 4、LED驱动5、LCD接口 6、两个接口 7、电源8、控制出口 及空接点输出9和端子10，其特征是MCU1、实时钟2、LED驱动5、LCD接口 6和一 个接口 7构成主板部分，模拟量输入及调理3、通讯接口 4、电源8、控制出口及空接点输 出9、端子10和另一个接口 7构成控制板部分；MCUl采用具有数据协处理功能的16位 单片机作为CPU，其内置的12位AD转换器用于完成本装置的数据采样功能；实时钟2 用于为本装置提供时钟信号；LED驱动5通过MCUl内的单片机口线驱动LED指示灯的 点亮；LCD接口 6用于将液晶屏与主板部分相连接；模拟量输入及调理3采用小型精密 电压互感器和电流互感器，将经过调理的电压、电流信号输入至MCUl内单片机的A/D 采样通道，供MCUl采样计算；通讯接口 4用于将MCUl内单片机的TTL电平通讯信号 转换为485信号；电源8为本装置提供工作电源；控制出口及空接点输出9由MCUl内单片机的口线通过OC门控制继电器的吸合与释放；端子10用于引入所有外接电源线， 并引出控制出口及空接点输出9内所有继电器的空接点输出线；两个接口7用于连接主板 部分和控制板部分，两个接口 7之间通过扁平电缆连接。[0020]所述的MCUl包括有单片机电路、键盘接口电路、存储电路、CPU程序下载接 口、A/D采样基准电压生成电路和电源滤波、去偶电路，其中，单片机电路内有单片机 IUl、8M晶体振荡器、二极管IDl和电容1C3，其单片机IUl的型号为DSPIC30F5011， 二极管IDl的型号为IN4148，键盘接口电路内有排阻1RP2和5线单排针接口 KEYINT， 存储电路内有非易失存储器1U3，其型号为对64，CPU程序下载接口内有6线单排针接 口 1J1，其型号为PIN6，A/D采样基准电压生成电路内有三端可调分流基准源3H1和电 容3E1及3C3，其三端可调分流基准源3H1的型号为TL431，电源滤波、去偶电路内有 电容EP1、CPU CP2和CP3 ；实时钟2内有时钟芯片1U2、电容IEl和32K晶体振荡 器，其时钟芯片1U2的型号为DS1302 ； LED驱动5内有排阻IRPl和发光二极管ILl及 112，发光二极管ILl及1L2分别作为故障指示灯和预告指示灯使用；LCD接口 6内有三 极管ITl和20线单排针接口 LCMINT，其三极管ITl的型号分别为8050 ；模拟量输入及 调理3内有电流型电压互感器和穿芯型电流互感器，其型号分别为HL88V和HLB99A ； 通讯接口 4内有通讯接口转换芯片2U1，其型号为MAX485;电源8内有开关电源芯 片POWER，其型号为HAD10-05V12-LFCI ；控制出口及空接点输出9内有OC门芯片 1U5、固体继电器、小型功率继电器和其它四个功率继电器，其中，OC门芯片1U5、固 体继电器和小型功率继电器的型号分别为UL2003、JGX-5FA和JH32F-H，其它四个功率 继电器的型号均为JH32F-Z ；端子10内有10线拔插式接线端子DIOINT和12线拔插式 接线端子ANINT ；两个接口 7内分别有牛角座BINT，其型号均为IDC26 ；[0021]其连接关系为主板部分，在MCUl内，单片机电路与键盘接口电路之间，5 线单排针接口 KEYINT的第1、第2、第3和第4引脚分别连接到单片机IUl的第52、 第53、第M和第55引脚；单片机电路与存储电路之间，非易失存储器1U3的第5和第 6引脚分别连接到单片机IUl的第36和第37引脚；单片机电路与CPU程序下载接口之 间，6线单排针接口 IJl的第1、第4和第5引脚分别连接到单片机IUl的第7、第18和 第17引脚；实时钟2与MCUl之间，时钟芯片1U2的第5、第6和第7引脚分别连接到 单片机IUl的第62、第61和第60引脚；LED驱动5与MCUl之间，发光二极管ILl及 112的负极分别连接至单片机IUl的第49和第44引脚，排阻IRPl的第4和第5引脚分 别连接至单片机IUl的第37和第36引脚；LCD接口 6与MCUl之间，20线单排针接口 LCMINT的第4、第5和第6引脚分别连接到单片机IUl的第48、第47和第46引脚， 20线单排针接口 LCMINT的第17引脚悬空，三极管ITl的基极通过电阻1R6连接至单 片机IUl的第43弓丨脚；主板部分上的接口 7与MCUl之间，其牛角座BINT的第4、第 5、第6、第7、第8、第9、第10、第11和第12引脚分别连接到单片机IUl的第11、第 12、第13、第14、第15、第16、第21、第22和第23引脚，牛角座BINT的第13和第 14引脚短接，并连接到MCUl内A/D采样基准电压生成电路的VREF信号输出端；控制 板部分，模拟量输入及调理3与端子10之间，模拟量输入及调理3内的电流型电压互感 器UMAPT、UMBPT和UMCPT的一次线圈的正极分别连接至端子10内12线拔插式接线 端子ANINT的第4、第5和第6引脚，其负极短接后连接至12线拔插式接线端子ANINT的第7引脚，电流型电压互感器ULAPT、ULBPT和ULCPT的一次线圈的正极分别连接至端子10内12线拔插式接线端子ANINT的第9、第10和第11引脚，其负极短接后连 接至12线拔插式接线端子ANINT的第12引脚；模拟量输入及调理3与控制板部分上的 接口 7之间，模拟量输入及调理3内从电流型电压互感器UMAPT、UMBPT和UMCPT 的二次线圈的正极引出的电压信号UAINR、UBINR和UCINR分别经电容滤波后，分别 连接至控制板部分上的接口 7内牛角座BINT的第4、第5和第6引脚，电流型电压互感 器UMAPT、UMBPT和UMCPT的二次线圈的负极短接后，连接至牛角座BINT的第13 和第14引脚，从电流型电压互感器ULAPT、ULBPT和ULCPT的二次线圈的正极引出 的电压信号UAINC、UBINC和UCINC分别经电容滤波后，分别连接至控制板部分上的 接口 7内牛角座BINT的第7、第8和第9引脚，电流型电压互感器ULAPT、ULBPT和 ULCPT的二次线圈的负极短接后，连接至牛角座BINT的第13和第14引脚，从穿芯型 电流互感器CTA、CTB和CTC的二次线圈的正极引出的电流信号IA、IB和IC分别经 电容滤波后，分别连接至控制板部分上的接口 7内牛角座BINT的第10、第11和第12引 脚，穿芯型电流互感器CTA、CTB和CTC的二次线圈的负极均连接至牛角座BINT的第 13和第14引脚；通讯接口 4与控制板部分上的接口 7之间，通讯接口转换芯片2U1的第 1和第4引脚分别连接到其牛角座BINT的第23和第22引脚，通讯接口转换芯片2U1的 第2和第3引脚短接后连接到牛角座BINT的第21引脚；电源8与端子10之间，开关电 源芯片POWER的第3和第2引脚分别连接到12线拔插式接线端子ANINT的第1和第2 引脚，开关电源芯片POWER的第5引脚输出直流电源信号VCC，为本装置提供工作电 源，直流电源信号VCC经MCUl内的电源滤波、去偶电路滤波和去偶后，单独给MCUl 内的单片机电路供电；控制出口及空接点输出9与控制板部分上的接口 7之间，OC门芯 片1U5的第2、第3、第4、第5、第6和第7引脚分别连接到其牛角座BINT的第20、第 19、第18、第17、第16和第15引脚，控制出口及空接点输出9与端子10之间，固体继 电器SCR2的线圈输出端引出信号SCRCONT，并连接至OC门芯片1U5的第15引脚，固 体继电器SCR2的空接点的正极输出OFFOUTCOM信号，并连接至10线拔插式接线端子 DIOINT的第1引脚，小型功率继电器的线圈J5A输出端引出信号TCOUT，并连接至OC 门芯片1U5的第14引脚，小型功率继电器的空接点J5B的正极引出信号OFFOUT2，并 连接至10线拔插式接线端子DIOINT的第2引脚，功率继电器的线圈JIB、J2B、J3B和 J4B的输出端分别引出信号SCONT1、SCONT2、SCONT3禾口 SCONT4，并分别连接至OC 门芯片1U5的第13、第12、第11和第10引脚，功率继电器的空接点J1A、J2A、J3A和 J4A的两端分别引出信号OUTll和OUT12、OUT21和OUT22、OUT31和OUT32以及 OUT41和OUT42，并分别连接至10线拔插式接线端子DIOINT的第3、第4、第5、第 6、第7、第8、第9和第10引脚；主板部分上的接口 7和控制板部分上的接口 7之间， 两个接口 7通过26线扁平电缆连接。
权利要求1.一种牵引变电所进线缺相保护装置，包括MCU(I)、实时钟(2)、模拟量输入及调 理(3)、通讯接口(4)、LED驱动(5)、LCD接口(6)、两个接口(7)、电源⑶、控制 出口及空接点输出(9)和端子(10)，其特征是MCU(I)、实时钟(2)、LED驱动(5)、 LCD接口(6)和一个接口(7)构成主板部分，模拟量输入及调理(3)、通讯接口(4)、 电源(8)、控制出口及空接点输出(9)、端子(10)和另一个接口(7)构成控制板部分； MCU(I)采用具有数据协处理功能的16位单片机作为CPU，其内置的12位AD转换器用 于完成本装置的数据采样功能；实时钟(2)用于为本装置提供时钟信号；LED驱动(5) 通过MCU(I)内的单片机口线驱动LED指示灯的点亮；LCD接口(6)用于将液晶屏与 主板部分相连接；模拟量输入及调理(3)采用小型精密电压互感器和电流互感器，将经 过调理的电压、电流信号输入至MCU(I)内单片机的A/D采样通道，供MCU(I)采样计 算；通讯接口(4)用于将MCU(I)内单片机的TTL电平通讯信号转换为485信号；电源 ⑶为本装置提供工作电源；控制出口及空接点输出(9)由MCU(I)内单片机的口线通过 OC门控制继电器的吸合与释放；端子(10)用于引入所有外接电源线，并引出控制出口 及空接点输出(9)内所有继电器的空接点输出线；两个接口(7)用于连接主板部分和控制 板部分，两个接口(7)之间通过扁平电缆连接。
2.根据权利要求1所述的牵引变电所进线缺相保护装置，其特征是所述的MCU(I) 包括有单片机电路、键盘接口电路、存储电路、CPU程序下载接口、A/D采样基准电 压生成电路和电源滤波、去偶电路，其中，单片机电路内有单片机1U1、8M晶体振荡 器、二极管IDl和电容1C3，其单片机IUl的型号为DSPIC30F5011，二极管IDl的 型号为IN4148，键盘接口电路内有排阻1RP2和5线单排针接口 KEYINT，存储电路内 有非易失存储器1U3，其型号为2464，CPU程序下载接口内有6线单排针接口 1J1，其 型号为PIN6，A/D采样基准电压生成电路内有三端可调分流基准源3H1和电容3E1及 3C3，其三端可调分流基准源3H1的型号为TL431，电源滤波、去偶电路内有电容EP1、 CPU CP2禾PCP3;实时钟(2)内有时钟芯片1U2、电容IEl和32K晶体振荡器，其时 钟芯片1U2的型号为DS1302 ； LED驱动(5)内有排阻IRPl和发光二极管ILl及112 ； LCD接口(6)内有三极管ITl和20线单排针接口 LCMINT，其三极管ITl的型号分别为 8050；模拟量输入及调理(3)内有电流型电压互感器和穿芯型电流互感器，其型号分别 为HL88V和HLB99A ；通讯接口(4)内有通讯接口转换芯片2U1，其型号为MAX485 ； 电源(8)内有开关电源芯片POWER，其型号为HAD10-05V12-LFCI ；控制出口及空接点 输出(9)内有OC门芯片1U5、固体继电器、小型功率继电器和其它四个功率继电器，其 中，OC门芯片1U5、固体继电器和小型功率继电器的型号分别为UL2003、JGX-5FA和 JH32F-H,其它四个功率继电器的型号均为JH32F-Z;端子(10)内有10线拔插式接线端 子DIOINT和12线拔插式接线端子ANINT ；两个接口(7)内分别有牛角座BINT，其型 号均为IDC26 ；其连接关系为主板部分，在MCU(I)内，单片机电路与键盘接口电路之间，5线 单排针接口 KEYINT的第1、第2、第3和第4引脚分别连接到单片机IUl的第52、第 53、第54和第55引脚；单片机电路与存储电路之间，非易失存储器1U3的第5和第6引 脚分别连接到单片机IUl的第36和第37引脚；单片机电路与CPU程序下载接口之间， 6线单排针接口 IJl的第1、第4和第5引脚分别连接到单片机IUl的第7、第18和第17引脚；实时钟⑵与MCU(I)之间，时钟芯片1U2的第5、第6和第7引脚分别连接到单 片机IUl的第62、第61和第60引脚；LED驱动(5)与MCU(I)之间，发光二极管ILl 及1L2的负极分别连接至单片机IUl的第49和第44引脚，排阻IRPl的第4和第5引脚 分别连接至单片机IUl的第37和第36引脚；LCD接口(6)与MCU(I)之间，20线单排 针接口 LCMINT的第4、第5和第6引脚分别连接到单片机IUl的第48、第47和第46 引脚，20线单排针接口 LCMINT的第17引脚悬空，三极管ITl的基极通过电阻1R6连接 至单片机IUl的第43引脚；主板部分上的接口(7)与MCU(I)之间，其牛角座BINT的 第4、第5、第6、第7、第8、第9、第10、第11和第12引脚分别连接到单片机IUl的 第11、第12、第13、第14、第15、第16、第21、第22和第23引脚，牛角座BINT的 第13和第14引脚短接，并连接到MCU(I)内A/D采样基准电压生成电路的VREF信号 输出端；控制板部分，模拟量输入及调理⑶与端子(10)之间，模拟量输入及调理(3) 内的电流型电压互感器UMAPT、UMBPT和UMCPT的一次线圈的正极分别连接至端子 (10)内12线拔插式接线端子ANINT的第4、第5和第6引脚，其负极短接后连接至12 线拔插式接线端子ANINT的第7引脚，电流型电压互感器ULAPT、ULBPT和ULCPT 的一次线圈的正极分别连接至端子(10)内12线拔插式接线端子ANINT的第9、第10和 第11引脚，其负极短接后连接至12线拔插式接线端子ANINT的第12引脚；模拟量输入 及调理(3)与控制板部分上的接口(7)之间，模拟量输入及调理(3)内从电流型电压互感 器UMAPT、UMBPT和UMCPT的二次线圈的正极弓丨出的电压信号UAINR、UBINR和 UCINR分别经电容滤波后，分别连接至控制板部分上的接口(7)内牛角座BINT的第4、 第5和第6引脚，电流型电压互感器UMAPT、UMBPT和UMCPT的二次线圈的负极短 接后，连接至牛角座BINT的第13和第14引脚，从电流型电压互感器ULAPT、ULBPT 和ULCPT的二次线圈的正极弓丨出的电压信号UAINC、UBINC和UCINC分别经电容滤波 后，分别连接至控制板部分上的接口(7)内牛角座BINT的第7、第8和第9引脚，电流 型电压互感器ULAPT、ULBPT和ULCPT的二次线圈的负极短接后，连接至牛角座BINT 的第13和第14引脚，从穿芯型电流互感器CTA、CTB和CTC的二次线圈的正极引出的 电流信号IA、IB和IC分别经电容滤波后，分别连接至控制板部分上的接口(7)内牛角 座BINT的第10、第11和第12引脚，穿芯型电流互感器CTA、CTB和CTC的二次线圈 的负极均连接至牛角座BINT的第13和第14引脚；通讯接口(4)与控制板部分上的接口 (7)之间，通讯接口转换芯片2U1的第1和第4引脚分别连接到其牛角座BINT的第23和 第22引脚，通讯接口转换芯片2U1的第2和第3引脚短接后连接到牛角座BINT的第21 引脚；电源⑶与端子(10)之间，开关电源芯片POWER的第3和第2引脚分别连接到 12线拔插式接线端子ANINT的第1和第2引脚，开关电源芯片POWER的第5引脚输出 直流电源信号VCC，为本装置提供工作电源，直流电源信号VCC经MCU(I)内的电源滤 波、去偶电路滤波和去偶后，单独给MCU(I)内的单片机电路供电；控制出口及空接点 输出(9)与控制板部分上的接口(7)之间，OC门芯片1U5的第2、第3、第4、第5、第 6和第7引脚分别连接到其牛角座BINT的第20、第19、第18、第17、第16和第15引 脚，控制出口及空接点输出(9)与端子(10)之间，固体继电器SCR2的线圈输出端引出 信号SCRCONT，并连接至OC门芯片1U5的第15引脚，固体继电器SCR2的空接点的 正极输出OFFOUTCOM信号，并连接至10线拔插式接线端子DIOINT的第1引脚，小型功率继电器的线圈J5A输出端引出信号TCOUT，并连接至OC门芯片1U5的第14引脚， 小型功率继电器的空接点J5B的正极引出信号OFFOUT2，并连接至10线拔插式接线端 子DIOINT的第2弓丨脚，功率继电器的线圈JIB、J2B、J3B和J4B的输出端分别引出信 号SCONT1、SCONT2、SCONT3和SCONT4，并分别连接至OC门芯片1U5的第13、 第12、第11和第10引脚，功率继电器的空接点J1A、J2A、J3A和J4A的两端分别引出 信号 OUT 11 禾口 OUT12、 OUT21 禾口 OUT22、 OUT31 禾口 OUT32 以及 OUT41 禾口 OUT42， 并分别连接至10线拔插式接线端子DIOINT的第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9 和第10引脚；主板部分上的接口(7)和控制板部分上的接口(7)之间，两个接口(7)通 过26线扁平电缆连接。
专利摘要一种牵引变电所进线缺相保护装置，包括MCU、实时钟、模拟量输入及调理、通讯接口、LED驱动、LCD接口、两个接口、电源、控制出口及空接点输出和端子，其特点是利用进线缺相时的特征电压、电流，配合馈出线系统的有效闭锁构成简单、可靠的保护装置。其优点为，在出现变压器励磁电抗与对地电容发生工频谐振时，装置能够即时检测到，跳开相应开关、破坏谐振发生的条件，解决了设备过电压损坏的问题；断线缺相时，装置能够区分接地和不接地两种故障方式，进行合理的倒闸操作以避免烧损设备；在不增加一次设备的前提下，有效地消除了进线系统保护的死区，填补了电气化铁路进线系统没有保护的空白，是一种理想的牵引变电所进线缺相保护装置。
文档编号H02H7/04GK201805212SQ20102029031
公开日2011年4月20日 申请日期2010年8月10日 优先权日2010年8月10日
发明者朱建国, 李彦吉, 黄威宾 申请人:北京浩天中胜科技有限公司