一种基于dsp的漏电保护系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于DSP的漏电保护系统，其特征是：由数据采集装置、与数据采集装置连接DSP控制装置和分别与DSP控制装置连接的人机对话装置、执行装置组成，数据采集装置通过CAN总线与DSP控制装置通讯，DSP控制装置再通过CAN总线与执行装置和人机对话装置进行通讯。本发明可以通过对电网电路进行实时监控，提高电路的安全性能。不仅适用于井下中性点不接地的供电系统，也适用于中性点经消弧线圈接地的供电系统，提高了选择性漏电动作可靠性，保证了动作值的稳定性。在中断控制时，用时不到1纳秒，如此速度大大地提高了井下的安全性能。
【专利说明】—种基于DSP的漏电保护系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统，具体是一种基于DSP的漏电保护系统。
【背景技术】
[0002]目前在井下漏电保护系统中的井下馈电总开关与支路开关原理，总开关QFl处然采用附加直流电源检查法，支路开关中采用零序电流幅值比较法、群体比幅比相法和零序功率方向法。在支路中采用这些方法的算法比较复杂，采样量比较多，形成的系统比较复杂；在信号传输方面采用RS485总线，该总线传输的距离小于一公里，已经不能满足目前煤矿生产长距离送电的要求；在信号接入系统中，采用直接接入控制器的AD转换的I/O 口，随着现代化生产要求的不断提高，一个控制器同时控制多个单元的形势所趋，这种接法呈现出浪费大量的I/O资源的现象；在控制器方面，则采用单片机或较低版本的芯片来完成，这样控制器已经不能满足现代化生产的要求；有的系统也没有完善的人机对话单元。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是要为克服传统的漏电保护系统中存在的不足，而提供一种基于DSP的漏电保护系统，该系统与传统的漏电保护系统相比，不仅系统更加优化，而且性能也得到了进一步的改善。
[0004]实现本发明目的的技术方案是:
一种基于DSP的漏电保护系统，由控制装置和分别与控制装置连接的数据采集装置、人机对话装置、执行装置组成。
[0005]所述数据采集装置由零序电流、相电流采样单元、零序电压采样单元、低通滤波器、A/D转换器、第一信号调理电路、第二信号调理电路、模拟开关和光电隔离模块构成；零序电压采样单元通过第二信号调理电路与控制装置连接；零序电流、相电流采样单元、低通滤波器、第一信号调理电路、A/D转换器顺序连接后，通过CAN总线与光电隔离模块连接，光电隔离模块与模拟开关连接，模拟开关与控制装置连接。
[0006]所述控制装置由采用TMS320C6678芯片构成的DSP控制器。
[0007]所述人机对话装置由打印单元、显示单元、键盘输入单元和报警单元连接构成，其中:
打印单元:连接到打印机后，可直接打印所需的数据或当前运行的物理量；
显示单元:用来显示程序初始化状态、电网运行状态、键盘输入状态；
键盘输入单元:用来设定初始值和运行状态的物理量；
报警单元:当运行状态与所设置的状态不一致时，如发生漏电事故时，即时发出声音，以达到报警提醒作用。
[0008]所述执行装置由继电器和脱扣器单元连接组成。
[0009]本发明的优点是:
1.通过本发明，系统得到了明显的优化。该系统在控制器方面，用一块TMS320C6678控制芯片和一块AD转换芯片就能实现，以往的系统在各分开关处分别接入的MCU芯片加上DSP控制芯片，使得系统复杂，而本系统降低成本的同时系统也得到了明显的优化。
[0010]2.本系统在用CAN现场总线来传输数字信号，满足井下长距离漏电检测的需要。
[0011]3.该系统在CAN总线与DSP控制器相连之前先与模拟开关相连，模拟开关再与DSP控制器的I/O 口相连，以减少I/O 口资源的占用率，为满足将来用DSP控制更大的系统、需要更多的I/O 口资源提供一种设计思路的同时也使控制系统更加简单。
[0012]4.此系统在时漏电检测时:总开关处附加直流电源检测方法，在分开关处采用零序电流特征量来实现选择性漏电保护。零序电流特征量只涉及电流的特征量，参照电气量单纯，提高干扰能力强，灵敏度高，能有效解决小规模供电系统中选择性漏电保护灵敏度低、可靠性差的技术难题，同时检测时只需检测对电流进行采样，使用的装置简单，实现起来更容易，使系统得到进一步的优化。
[0013]5.本发明中涉及到的控制单元，该单元中的的核心控制芯片采用TMS320C6678，此芯片的主频为1.5GHz，指令周期为0.67ns，当发生漏电时，CPU产生中断，能在足够短的时间内切断漏电支路，避免因为漏电而发生的事故。同时，大大地降低CPU不断扫描由转换开关传来的各支路信号所用的时间，使系统进一步优化提供保障。
[0014]6.本发明同时为监控人员提供了一个安全、完善和便捷的人机对话平台，通过该平台能直接监控电网的运行状况，从而满足不断发展的自动化技术的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明漏电保护系统的结构框图。
[0016]图2为馈电总开关与支路开关原理图。
[0017]图3为本发明漏电保护系统中各单元的连接框图。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合附图及【具体实施方式】对本发明作进一步的描述:
如图1所示，一种基于DSP的漏电保护系统，由DSP控制装置和分别与DSP控制装置连接的数据采集装置、人机对话装置、执行装置构成，数据采集装置通过CAN总线与DSP控制装置进行通讯，DSP控制装置再通过CAN总线与执行装置和人机对话装置进行通讯。其中:DSP控制装置为由IT公司生产的2000系列的TMS320C6678 DSP控制器单元构成；数据采集装置由零序电流、相电流采样单元、零序电压采样单元、低通滤波器、A/D转换器、第一信号调理电路、第二信号调理电路、模拟开关和光电隔离模块构成；零序电压采样单元通过第二信号调理电路与控制装置连接；零序电流、相电流采样单元、低通滤波器、第一信号调理电路、A/D转换器顺序连接后，通过CAN总线与光电隔离模块连接，光电隔离模块与模拟开关连接，模拟开关与控制装置连接。
[0019]人机对话装置由打印单元、显示单元、键盘输入单元和报警单元构成；
执行装置由继电器和脱扣器构成；
如图3所示，工作时，通过电流互感器从电网中采集得到的采样零序电流和相电流，在总开关QFl处采用附加直流电源法来实现对电网绝缘电阻的连续检测；在分开关QF2处，则采用零序电流特征量来实现选择漏电保护。各支路采集到的信号经过低通滤波器、第一信号调理电路、A/D转换后，利用现场CAN总线将转换来的数字信号经光电隔离模块光电隔离后，传到模拟开关处，再送给DSP控制器，光电隔离模块能提高抗干扰能力，DSP控制器通过编程利用零序电流特征性来判断通过模拟开关不断扫描各支路传来的采样电流的支路有无漏电，零序电压采样单元处于馈电开关总开关QFl处，采集取样电压和附加直流电压经过第二信号调理电路后直接送到DSP控制器的A/D转换的I/O 口处，经过DSP控制器的处理，完成对总开关电路的绝缘电阻连续检测，并对总开关QFl处的执行单元发出相应的指令。人机对话装置中报警单元、显示单元、打印单元和键盘输入单元通过CAN总线与DSP控制器实现实时通讯，DSP控制器把处理的相关信息通过报警单元发出报警，通过显示单元显示系统运行状态，并把信息通过打印单元打印出来，最后通过键盘输入单元输入所需的指令。
【权利要求】
1.一种基于DSP的漏电保护系统，由控制装置和分别与控制装置连接的数据采集装置、人机对话装置、执行装置组成，数据采集装置通过CAN总线与控制装置进行通讯，DSP控制装置再通过CAN总线与执行装置和人机对话装置进行通讯。
2.根据权利要求1所述的漏电保护系统，其特征是:所述数据采集装置由零序电流、相电流采样单元、零序电压采样单元、低通滤波器、A/D转换器、第一信号调理电路、第二信号调理电路、模拟开关和光电隔离模块构成；零序电压采样单元通过第二信号调理电路与控制装置连接；零序电流、相电流采样单元、低通滤波器、第一信号调理电路、A/D转换器顺序连接后，通过CAN总线与光电隔离模块连接，光电隔离模块与模拟开关连接，模拟开关与控制装置连接。
3.根据权利要求1所述的漏电保护系统，其特征是:所述控制装置由采用TMS320C6678芯片构成的DSP控制器。
4.根据权利要求1所述的漏电保护系统，其特征是:所述人机对话装置由打印单元、显示单元、键盘输入单元和报警单元连接构成。
5.根据权利要求1所述的漏电保护系统，其特征是:所述执行装置由继电器和脱扣器连接组成。
【文档编号】H02H3/32GK103441470SQ201310370331
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】高鹏, 莫兴洋, 罗奕, 唐焱, 叶仿拥, 蒋占四, 张斌, 陈金龙, 高成, 林伟通 申请人:桂林电子科技大学