专利名称：适用于客运专线的铁路变配电所变压器主保护测控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铁路变配电所保护装置领域，特别是涉及到适用于客运专线的铁路变配电所变压器主保护测控装置。
背景技术：
近年来，我国铁路变配电所二次设备的技术水平有了很大进步，成绩有目共睹，但在实际运用过程中仍存在很多问题，例如设计复杂，维修需花费大量人力和物理来进行故障检测，继而才能进行维修，从而浪费大量的时间和精力，进而也说明我国现有技术在保护装置及故障自检等方面做的还不到位。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于客运专线的铁路变配电所变压器主保护测控装置，能够对变配电所中的变压器进行差流速断保护、比率差动保护、二次谐波闭锁、TA断线告警、差流越限告警、故障闭锁信号、控制回路断线异常告警等。本实用新型是通过以下技术方案来实现的适用于客运专线的铁路变配电所变压器主保护测控装置，包括交流插件、保护插件和通信插件，所述的保护插件包括CPU模块和CPLD模块，所述的CPU模块、CPLD模块都连接到一条数据总线上，CPLD模块上设置有多路开入和多路开出，交流插件通过多个A/D转换器连接到保护插件的数据总线上，所述的通信插件通过一个双口 RAM连接到保护插件的数据总线上。进一步，上述的交流插件外接有传感器，传感器为电流传感器，分别用于测量变压器高压侧电流、变压器母联侧电流和变压器低压侧电流，变压器为三相，总计有9路数据。上述的保护插件还包括有一个USB接口芯片，所述的USB接口芯片连接到数据总线，USB接口芯片与USB接口连接，用于接入USB设备。上述的保护插件还包括有复位芯片和时钟芯片，所述的复位芯片连接到CPU模块上，所述的时钟芯片连接到数据总线。上述的保护插件还包括有程序存储器、定值及报告存储器和数据存储器，所述的程序存储器、定值及报告存储器和数据存储器连接到数据总线上，程序存储器用于存储器运行程序，定值及报告存储器用于存储触发数据，数据存储器用于存储中间处理数据。上述的保护插件还包括有状态指示模块,所述的状态指示模块连接到数据总线上，状态指示模块为多个信号指示灯，信号指示灯分为以下种类I运行灯在装置正常运行时，本灯有规律地闪烁，指示装置运行正常；2通信灯当装置和上位机通信时,本灯闪烁；3告警灯当装置自检出现故障或出现控制回路异常、PT断线等现象时，本灯亮；4跳闸灯当装置保护跳闸后，本灯亮，装置复归后本灯灭，指示装置的跳闸状态。上述的通信插件包括光收发器，用于光电信号的转换。上述的CPLD模块的开入位置处和开出位置处都设置有光电隔离，光电隔离保证了信号的单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离。本实用新型的有益效果是(I)本装置能完成35KV、110KV等电压等级的内桥供电方式的两圈变压器的差动保护功能及有关的测控功能，主要提供差流速断保护、比率差动保护、二次谐波闭锁、TA断线告警、差流越限告警、故障闭锁信号、控制回路断线异常告警等，进一步保障了整个系统的运行，并节省了维修人员的时间和精力；(2)本装置具有功能完善、结构紧凑小巧、可靠性高等优点；(3)本装置既可组屏安装，也可以安装在开关柜上。
图I为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例实施例如图I所示，适用于客运专线的铁路变配电所变压器主保护测控装置，包括交流插件、保护插件和通信插件，所述的保护插件包括CPU模块和CPLD模块，所述的CPU模块、CPLD模块都连接到一条数据总线上，CPLD模块上设置有多路开入和多路开出，交流插件通过多个A/D转换器连接到保护插件的数据总线上，所述的通信插件通过一个双口 RAM连接到保护插件的数据总线上。上述的交流插件外接有传感器，传感器为电流传感器，分别用于测量变压器高压侧电流、变压器母联侧电流和变压器低压侧电流，变压器为三相，总计有9路电流信号，交流插件为电流变换器，将传感器传输的交流信号进行隔离变换后传到保护插件的A/D转换器中。上述的保护插件还包括有一个USB接口芯片，所述的USB接口芯片连接到数据总线，USB接口芯片与USB接口连接，用于接入USB设备。上述的保护插件还包括有复位芯片和时钟芯片，所述的复位芯片连接到CPU模块上，所述的时钟芯片连接到数据总线。上述的保护插件还包括有程序存储器、定值及报告存储器和数据存储器，所述的程序存储器、定值及报告存储器和数据存储器连接到数据总线上，程序存储器用于存储器运行程序，定值及报告存储器用于存储触发数据，数据存储器用于存储中间处理数据。上述的保护插件还包括有状态指示模块,所述的状态指示模块连接到数据总线上所述的数据总线上，状态指示模块为多个信号指示灯，信号指示灯分为以下种类I运行灯在装置正常运行时，本灯有规律地闪烁，指示装置运行正常；2通信灯当装置和上位机通信时,本灯闪烁；3告警灯当装置自检出现故障或出现控制回路异常、PT断线等现象时，本灯亮；4跳闸灯当装置保护跳闸后，本灯亮，装置复归后本灯灭，指示装置的跳闸状态。通信插件采用插卡方式，具有多种网络结构可供选择，支持采用光纤冗余自愈双环网结构，可以满足不同类型的变电站对通信网络的需求，其包括光收发器，光收发器用于光电信号的转换。上述的CPLD模块的开入位置处和开出位置处都设置有光电隔离，光电隔离保证了信号的单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离。本实用新型主要提供差流速断保护、比率差动保护、二次谐波闭锁、TA断线告警、差流越限告警、故障闭锁信号、控制回路断线异常告警等，各保护原理如下(I)差流速断保护主要是变压器的任一相的差动电流大于设定值时，即进行跳闸处理，并发送信号到远端的上位机，差动电流时CPU模块根据测得的数据进行计算而得。(2)比率制动式差动保护其是变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间短路故障，采用二次谐波制动原理，用以躲过变压器空投时励磁涌流造成的保护误动。比率差动保护动作方程如下Iop>Icd(Ires ^ Izdl 时)Iop>Icd+kl*( Ires- Izdl)(Izdl〈Ires < Izd2 时〉)Iop>Icd+kl*( Izd2_ Izdl) + k2*( Ires - Izd2)(Izd2〈Ires时〉)式中Iop为差动电流，led为差动最小动作电流整定值，Ires为制动电流，Izdl制动电流I段整定值，Izd2制动电流II段整定值，Kl为I比率段制动系数，K2为II比率段制动系数。(3) 二次谐波闭锁利用三相差动电流中的二次谐波分量作为励磁涌流闭锁判据。动作方程如下lop. 2>K2*Iop式中Ιορ. 2为Α，B，C三相差动电流中最大二次谐波电流，Κ2为二次谐波制动系数，Iop为三相差动电流中最大基波电流。(4)差流越限告警正常情况下监视各相差流，如果任一相差流大于差流越限定值，(一般设为最小动作电流的1/2)，经延时起动告警继电器。(5)故障闭锁信号用于给备投装置提供闭锁信号。当差动速断或比率差动保护启动时，BSJ2动作给出闭锁接点信号，当所有保护返回时，闭锁信号延时20毫秒后收回。(6)控制回路断线异常告警装置采集断路器的分位和合位，当控制电源正常、断路器位置辅助接点正常时，必然有一个分位或合位，否则，经4S延时报控制回路异常告警信号，但不闭锁保护。本实用新型的工作原理传感器测试到数据，传输到交流插件，由交流插件进行隔离变换后传输到保护插件的A/D转换器，A/D转换器进行数据转化传输到数据总线上，由CPU模块进行处理，得到的数据在定值范围内，则仅仅将报告存储，然后通过通信插件传输到上位机；如果数据不在定值范围内，CPU模块则控制CPLD模块根据上述保护原理进行相应的保护动作，并自动点亮面板上的信号指示灯，同时主CPU将测量报告和动作报告存储，再通过通信插件中的光纤接口传输到上位机。上位机可发送信号到本装置，从而执行如复位等操作。保护动作信息或其他告警信息将自动保存到定值及报告存储器，可以保存16个故障报告和128个事件报告，包括动作时间、动作值以及故障波形数据等，所有信息都有掉电不丢失的功能。本实用新型的硬件发生故障时，包括定值自检出错、继电器开出不良、AD自检出错、RAM自检出错、写Flash出错等，装置面板上的告警指示灯均会给出告警信号。
权利要求1.适用于客运专线的铁路变配电所变压器主保护测控装置，其特征在于包括交流插件、保护插件和通信插件，所述的保护插件包括CPU模块和CPLD模块，所述的CPU模块、CPLD模块都连接到一条数据总线上，CPLD模块上设置有多路开入和多路开出，交流插件通过多个A/D转换器连接到保护插件的数据总线上，所述的通信插件通过一个双口 RAM连接到保护插件的数据总线上。
2.根据权利要求I所述的适用于客运专线的铁路变配电所变压器主保护测控装置，其特征在于所述的交流插件上外接有传感器。
3.根据权利要求I所述的适用于客运专线的铁路变配电所变压器主保护测控装置，其特征在于所述的保护插件还包括有一个USB接口芯片，所述的USB接口芯片连接到数据总线。
4.根据权利要求I所述的适用于客运专线的铁路变配电所变压器主保护测控装置，其特征在于所述的保护插件还包括有复位芯片和时钟芯片，所述的复位芯片连接到CPU模块，所述的时钟芯片连接到数据总线。
5.根据权利要求I所述的适用于客运专线的铁路变配电所变压器主保护测控装置，其特征在于所述的保护插件还包括有程序存储器、定值及报告存储器和数据存储器，所述的程序存储器、定值及报告存储器和数据存储器连接到数据总线上。
6.根据权利要求3 5中任一所述的适用于客运专线的铁路变配电所变压器主保护测控装置，其特征在于所述的保护插件还包括有状态指示模块，所述的状态指示模块连接到数据总线上，状态指示模块为多个信号指示灯。
7.根据权利要求I所述的适用于客运专线的铁路变配电所变压器主保护测控装置，其特征在于所述的通信插件包括光收发器。
8.根据权利要求I所述的适用于客运专线的铁路变配电所变压器主保护测控装置，其特征在于所述的CPLD模块的开入位置处和开出位置处都设置有光电隔离。
专利摘要本实用新型公开了适用于客运专线的铁路变配电所变压器主保护测控装置，包括交流插件、保护插件和通信插件，所述的保护插件包括CPU模块和CPLD模块，所述的CPU模块、CPLD模块都连接到一条数据总线上，交流插件通过A/D转换器连接到数据总线上，通信插件通过一个双口RAM连接到数据总线上。本实用新型的有益效果是主要提供差流速断保护、比率差动保护、二次谐波闭锁、TA断线告警、差流越限告警、故障闭锁信号、控制回路断线异常告警等，本装置具有功能完善、结构紧凑小巧、可靠性高等优点，本装置既可组屏安装，也可以安装在开关柜上。
文档编号H02H7/045GK202817709SQ20122056263
公开日2013年3月20日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者范红疆, 钟选明, 陈小川, 王牣 申请人:成都交大许继电气有限责任公司