通用微机保护装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种结构简单、运行稳定、并集合线路保护、电容器保护、变压器保护及电动机保护功能于一体的通用微机保护装置。本实用新型包括控制模块、电源模块及分别与所述控制模块和电源模块相连接的采样模块、开入模块、开出模块、操作模块、通讯模块及人机界面模块，所述控制模块与所述电源模块相连接，所述控制模块包括微处理器、二级电源模块及分别与所述微处理器和所述二级电源模块相连接的启动电路、时钟电路、存储器及测频电路，所述微处理器与所述二级电源模块相连接，所述微处理器包括CPU及与所述CPU相连接的线路保护模块、电容器保护模块、变压器保护模块及电机保护模块。本实用新型可应用于电力系统保护领域。
【专利说明】通用微机保护装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种应用于电力系统中的保护装置，尤其涉及一种集合线路保护、电容器保护、变压器保护及电动机保护功能于一体的通用微机保护装置。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的不断进步以及科学技术的高速发展，在当今的电力系统中，微机保护装置的作用也是越来越重要，其中线路保护装置、电容器保护装置、变压器保护装置、电动机保护装置的数量占绝大多数。然而，在现有技术中还没有一种将上述四种功能装置融合在一个硬件平台上的一套通用的微机保护装置，通常情况是分别为这上述四种保护功能分别设计对应的保护装置，即线路保护装置、电容器保护装置、变压器保护装置、电动机保护装置。然而，在实际的生产过程中，如备料、库存、调试等环节均需要各自的一套维护流程，这就是设计人员在设计时需要分别精心比较进而选择合适的四种保护装置，此举不但消耗大量的时间和人力，而且原材料的成本在维护期间需要准备多种备用件，这样使得设计、生产、调试、维护的成本较高,效率低下。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，旨在提供一种结构简单、运行稳定、并通过集合线路保护、电容器保护、变压器保护及电动机保护功能于一体来降低生产、维护成本成本，提高生产备料、调试流程、成套设计、运行维护等过程效率的通用微机保护装置。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是:本实用新型包括控制模块、电源模块及分别与所述控制模块和电源模块相连接的采样模块、开入模块、开出模块、操作模块、通讯模块及人机界面模块，所述控制模块与所述电源模块相连接，所述控制模块包括微处理器、二级电源模块及分别与所述微处理器和所述二级电源模块相连接的启动电路、时钟电路、存储器及测频电路，所述微处理器与所述二级电源模块相连接，所述微处理器包括CPU及与所述CPU相连接的线路保护模块、电容器保护模块、变压器保护模块及电机保护模块。
[0005]进一步，所述微处理器还包括与所述CPU相连接的双路模数转换器ADC、通用输入输出端口 GP10、串行端口 SP1、以太控制器、FLASH存储器、时钟模块、异步串行端口及定时器。
[0006]进一步，所述采样模块包括交流采样模块和直流采样模块，所述交流采样模块包括相互连接的电压/电流互感器及二阶低通滤波电路，所述二阶低通滤波电路与所述双路模数转换器ADC电连接，所述直流采样模块包括依次连接的电压/电流采样电路、光耦及电压跟随电路，所述电压跟随电路与所述双路模数转换器ADC电连接。
[0007]进一步，所述操作模块包括分闸控制回路、合闸控制回路、分闸自保持电路、合闸自保持电路、分合闸互锁电路、远程切换电路及近控接口电路。
[0008]本实用新型的有益效果是:本实用新型综合了线路保护、电容器保护、变压器保护及电机保护硬件特性，将传统采用分开设计的保护装置综合成一套通用的硬件平台，再通过与配套软件的结合，此硬件平台可以通用于实际的生产运营过程中，如备料、加工、库存、调试及维护等环节，这样不但使会降低设计成本，而且通用的备用件还会进一步节省原材料成本，符合经济性原则；另外，将四种保护功能集合在一套硬件平台上也有利于对生产运营的全方位控制，在降低生产浪费的同时还进一步提高了实际生产效率、简化实际生产操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的结构示意图图；
[0010]图2是本实用新型中控制模块的结构示意图；
[0011]图3是本实用新型中微处理器的结构示意图；
[0012]图4是本实用新型中交流采样模块的结构示意图；
[0013]图5是本实用新型中直流采样模块的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]如图1-5所示，本实用新型包括控制模块1、电源模块2及分别与所述控制模块I和电源模块2相连接的交流采样模块3、直流采样模块4、开入模块5、开出模块6、操作模块
7、通讯模块8及人机界面模块9，所述控制模块I包括微处理器11、二级电源模块12及分别与所述微处理器11和所述二级电源模块12相连接的启动电路13、时钟电路14、存储器
15及测频电路16，所述微处理器11与所述二级电源模块12相连接，所述微处理器11包括CPUlll及与所述CPUl 11相连接的线路保护模块112、电容器保护模块113、变压器保护模块114及电机保护模块115 ;所述微处理器11还包括与所述CPUl 11相连接的双路模数转换器ADC116、通用输入输出端口 GP10117、串行端口 SPI118、以太控制器119、FLASH存储器120、时钟模块121、异步串行端口 122及定时器123 ;所述电源模块2将外部电源AC220V转换成内部24V、正负12V、5V等需要的各种电压，并连接其他功能模块，所述交流采样模块3包括相互连接的电压/电流互感器31及二阶低通滤波电路32，所述二阶低通滤波电路32与所述双路模数转换器ADCl 16电连接，所述直流采样模块4包括依次连接的电压/电流采样电路41、光耦42及电压跟随电路43，所述电压跟随电路43与所述双路模数转换器ADC116电连接，负责将直流信号隔离并转换为ADC测量范围内的小信号，所述开入模块5将开关量信号隔离并转换为通用输入输出端口 GP10117的电平数字信号，所述开出模块6连接所述通用输入输出端口 GP10117，隔离并将开出信号做功率放大，以驱动继电器触点闭合，形成外部通路，所述操作模块7包括分闸控制回路、合闸控制回路、分闸自保持电路、合闸自保持电路、分合闸互锁电路、远程切换电路及近控接口电路，所述操作模块7连接所述通用输入输出端口 GP10117，隔离并将命令转换到电力开关控制接口，所述通讯模块8包括RS485接口电路、RS232接口电路、以太网接口电路，所述通讯模块8连接所述异步串行端口 122、以太控制器119，所述人机界面模块9连接所述通用输入输出端口 GP10117，所述人机界面模块9采用液晶显示界面，所述人机界面模块9接收来自所述微处理器11的命令，可以显示各种参数数据及波形图、向量图，同时小键盘可以让操作人员输入各种参数，实现人机交互功能；所述存储器15连接所述串行端口 SPI118，其容量达8MB，接口为SPI，所述测频电路16连接所述交流采样模块3和所述通用输入输出端口 GP1l 17，每次发生跳变都会产生中断，在中断内计算频率，然后产生下一个周期的采样间隔时间。
[0015]本实用新型的实际工作过程如下:所述微处理器11通过所述测频电路16获得的交流电压频率，并以此频率为下一个周期的采样时间周期。每通道没周期采样32个点，同时采样直流量输入通道，所述微处理器11每隔2ms检测开入量一次，应用改良的快速傅立叶变换得到电气特征量；本实用新型内集成四套保护功能，用户可在配置菜单设定。运行时装置根据设定选择对应的保护算法进行故障判断并快速将保护命令送到开出模块或者操作模块做保护操作。同时，将故障情况通过通信模块发送到调度中心。运行人员可使用人机界面查看设置定值、参数，查看历史数据、故障数据。
[0016]本实用新型可应用于电力系统的环网柜专用继电保护领域。
【权利要求】
1.一种通用微机保护装置，其特征在于:所述通用微机保护装置包括控制模块(I)、电源模块(2)及分别与所述控制模块(I)和电源模块(2)相连接的采样模块、开入模块(5)、开出模块(6)、操作模块(7)、通讯模块(8)及人机界面模块(9)，所述控制模块(I)与所述电源模块(2)相连接，所述控制模块(I)包括微处理器(11)、二级电源模块(12)及分别与所述微处理器(11)和所述二级电源模块(12)相连接的启动电路(13)、时钟电路(14)、存储器(15)及测频电路(16 )，所述微处理器(11)与所述二级电源模块(12 )相连接，所述微处理器(11)包括CPU (111)及与所述CPU (111)相连接的线路保护模块(112)、电容器保护模块(113)、变压器保护模块(114 )及电机保护模块(115)。
2.根据权利要求1所述的通用微机保护装置，其特征在于:所述微处理器(11)还包括与所述CPU (111)相连接的双路模数转换器ADC (116)、通用输入输出端口 GP1 (117)、串行端口 SPI (118)、以太控制器(119)、FLASH存储器(120)、时钟模块(121 )、异步串行端口(122)及定时器(123)。
3.根据权利要求2所述的通用微机保护装置，其特征在于:所述采样模块包括交流采样模块(3 )和直流采样模块(4 )，所述交流采样模块(3 )包括相互连接的电压/电流互感器(31)及二阶低通滤波电路(32)，所述二阶低通滤波电路(32)与所述双路模数转换器ADC(116 )电连接，所述直流采样模块(4 )包括依次连接的电压/电流采样电路(41)、光耦(42 )及电压跟随电路(43)，所述电压跟随电路(43)与所述双路模数转换器ADC (116)电连接。
4.根据权利要求1所述的通用微机保护装置，其特征在于:所述操作模块(7)包括分闸控制回路、合闸控制回路、分闸自保持电路、合闸自保持电路、分合闸互锁电路、远程切换电路及近控接口电路。
【文档编号】H02H7/00GK203932975SQ201320709631
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2013年11月12日
【发明者】黄树明, 莫展, 蒋新花 申请人:珠海思创电气有限公司