基于k60芯片的配电网继电保护装置的制造方法

文档序号:10806337阅读:474来源:国知局
基于k60芯片的配电网继电保护装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于K60芯片的配电网继电保护装置,其特征是,括主控模块、电气量采集模块、GPRS模块、声光报警模块、电气量输入端口、电气量转换处理模块和人机交互模块;所述主控模块采用K60芯片;所述电气量采集模块、GPRS模块、声光报警模块和人机交互模块均分别与主控模块相连接;所述电气量输入端口、电气量转换处理模块和电气量采集模块依次连接;所述电气量输入端口用于接收电气量;所述电气量转换处理模块用于将高电压、高电流量分别转化为低电压、低电流量;所述电气量采集模块包括用于采集电压量的电压互感器和用于采集电流量的电流互感器,将数据传送给主控模块;所述人机交互模块上设置有RS232通讯接口。本实用新型所达到的有益效果:本装置相对于传统的配电网继电保护装置而言,运用高端的32位嵌入式K60芯片作为CPU,提高了硬件的执行速度和可靠性;提供了液晶显示和实时通信功能,实现了继电保护的遥信、遥控、遥测和遥调,具有体积小、可靠性高、软件可移植性高等特点。
【专利说明】
基于K60芯片的配电网继电保护装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种基于K60芯片的配电网继电保护装置,属于配电网安全装置技术领域。
【背景技术】
[0002]智能电网对配电线路保护装置自身提出了新要求,要求保护对现场交流信号采集的实时性与准确性,防止发生系统失去控制造成全网瘫痪、大面积停电,保证电力系统的稳定运行。因此开发出能够做出更快更准确的判断并且在最短时间内切除故障点的配电线路保护装置是保证配网安全运行的重要工具。配电网的作用是将电能分配给用户,承担着工农业生产、居民及商业用电,其覆盖面积最广,是电网中最重要和最直接的一部分,其运行的可靠性和经济性是直接关系到国计民生的大事,但是目前市面上存在的配电网继电保护装置无法满足如今电网的要求。
【实用新型内容】
[0003]为解决现有技术的不足,本实用新型的目的在于提供一种基于K60芯片的配电网继电保护装置,提高了保护装置的速动性与可靠性,并能实时监测电网的电气量、实现保护定值的在线修改。
[0004]为了实现上述目标,本实用新型采用如下的技术方案:
[0005]—种基于K60芯片的配电网继电保护装置,其特征是,包括主控模块、电气量采集模块、GPRS模块、声光报警模块、电气量输入端口、电气量转换处理模块和人机交互模块;所述主控模块采用K60芯片;所述电气量采集模块、GPRS模块、声光报警模块和人机交互模块均分别与主控模块相连接;所述电气量输入端口、电气量转换处理模块和电气量采集模块依次连接;所述电气量输入端口用于接收电气量;所述电气量转换处理模块用于将高电压、高电流量分别转化为低电压、低电流量;所述电气量采集模块包括用于采集电压量的电压互感器和用于采集电流量的电流互感器,将数据传送给主控模块;所述人机交互模块上设置有RS232通讯接口。
[0006]前述的基于K60芯片的配电网继电保护装置,其特征是,所述K60芯片采用K60系列微处理器 MK60DN512ZVLQ10。
[0007]前述的基于K60芯片的配电网继电保护装置,其特征是,所述电气量采集模块采用ADE7878芯片。
[0008]前述的基于K60芯片的配电网继电保护装置,其特征是,所述电气量采集模块中采用HPT205NBJ-1电压互感器和HCT206NB电流互感器。
[0009]前述的基于K60芯片的配电网继电保护装置,其特征是,所述GPRS模块采用SIM900A GPRS0
[0010]前述的基于K60芯片的配电网继电保护装置,其特征是,所述人机交互模块采用KL057VT TFT型液晶屏。
[0011]前述的基于K60芯片的配电网继电保护装置,其特征是,所述声光报警模块包括蜂鸣器和LED灯。
[0012]前述的基于K60芯片的配电网继电保护装置,其特征是,所述蜂鸣器采用SFM-27型有源电子蜂鸣器,LED灯采用Philipsl2VLED灯。
[0013]本实用新型所达到的有益效果:本装置相对于传统的配电网继电保护装置而言,运用高端的32位嵌入式K60芯片作为CPU,提高了硬件的执行速度和可靠性;同时采用了IAR Embedded Workbench的嵌入式操作系统,加上RS232通讯接口的接入,增强了交互能力,既可按现场应用者的要求更改整定值,又可实现远动操作;还提供了液晶显示和实时通信功能,实现了继电保护的遥信、遥控、遥测和遥调,对电力系统中的电器和设备起到了可靠的保护,具有体积小、可靠性高、软件可移植性高等特点。
【附图说明】
[0014]图1是本装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案,而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0016]本装置相对于传统的配电网继电保护装置而言,运用高端的32位嵌入式K60芯片作为CPU,提高了硬件的执行速度和可靠性,并采用了IAR Embedded Workbench的嵌入式操作系统,加上RS232通讯接口的接入,增强了交互能力,既可按现场应用者的要求更改整定值,又可实现远动操作;还提供了液晶显示和实时通信功能,实现了继电保护的遥信、遥控、遥测和遥调,对电力系统中的电器和设备起到了可靠的保护,具有体积小、可靠性高、软件可移植性尚等特点。
[0017]本装置的基本工作原理如下:电气量输入端口接收电压和电流,并通过电气量转换处理模块中的电压互感器和电流互感器进行二次隔离和变换,变换成弱电信号之后再经电气量转换模块中的运算放大器进行放大和限幅,送给电气量采集模块中的A/D转换器(SP模数转换器)完成模拟量到数字量的变换,转换后的数字量送给主控模块进行滤波处理和有效值、基波有效值的运算,同时主控模块还检查开关量输入信号、按键查询信号等,所有的信号经主控模块处理、运算处理后,达到该保护装置设定的定值时即在人机交互模块中出现相应的跳闸信号使断路器跳闸同时启动声光报警模块的功能,若现场工作人员不在监控室内无法得到报警信号,此时可开启GPRS通信模块功能完成对现场的实时监控。
[0018]电气量采集通道处理模块采用小型交流互感器,将100V、5A的二次电压、电流信号转换成+5?-5V的弱电信号,通过高精度的运算放大器进行信号调理,并通过低通滤波电路滤波后,传送给后一级A/D转换电路。
[0019]为了准确快速地反映出电网的运行状态,要求电气量转换处理模块中的相关电路必须保证很高的线性度,为此本装置选用了 HPT205NBJ-1电压互感器和HCT206NB电流互感器,此变换器线性度为0.1%,补偿后相移小于7(T,隔离电压高达2500V,并且体积小,重量轻。
[0020]电气量采集模块中,为了实现对电力系统的可靠的保护和准确的监测,需要采样和转换的模拟信号一共有6路,分别为:母线三相相电压Ua、Ub、Uc,测量用母线三相相电流Ia、Ib和I。,对于测量保护电流的电流变换器,因为其输入信号是故障情况下的电流,一般比较大。
[0021]本装置中所采用在IAR中支持的系统,IAR根据各个任务的优先级,动态地切换各个任务,保证对实时性的要求。本文选用的是源代码公开的操作系统,并根据实际需要对其进行精简,减小了最大任务数,缩小了系统代码的生成量,构成了整个系统软件设计的核心。在将操作系统移植到本装置中来之后,结合装置所要实现的功能,将上述功能分散到4个任务中来实现,分别为保护任务、通讯任务、监控任务和显示任务。这样应用程序就归结为在操作系统之上建立各个任务,为每个任务分配不同的优先级,让操作系统去根据优先级对任务进行动态的调度,以实现装置的所有功能。
[0022]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于K60芯片的配电网继电保护装置,其特征是,包括主控模块、电气量采集模块、GPRS模块、声光报警模块、电气量输入端口、电气量转换处理模块和人机交互模块;所述主控模块采用K60芯片;所述电气量采集模块、GPRS模块、声光报警模块和人机交互模块均分别与主控模块相连接; 所述电气量输入端口、电气量转换处理模块和电气量采集模块依次连接;所述电气量输入端口用于接收电气量;所述电气量转换处理模块用于将高电压、高电流量分别转化为低电压、低电流量;所述电气量采集模块包括用于采集电压量的电压互感器和用于采集电流量的电流互感器,将数据传送给主控模块;所述人机交互模块上设置有RS232通讯接口。2.根据权利要求1所述的基于K60芯片的配电网继电保护装置,其特征是,所述K60芯片采用K60系列微处理器MK60DN512ZVLQ10。3.根据权利要求1所述的基于K60芯片的配电网继电保护装置,其特征是,所述电气量采集模块采用ADE7878芯片。4.根据权利要求1所述的基于K60芯片的配电网继电保护装置,其特征是,所述电气量采集模块中采用HPT205NBJ-1电压互感器和HCT206NB电流互感器。5.根据权利要求1所述的基于K60芯片的配电网继电保护装置,其特征是,所述GPRS模块采用S頂900A GPRS06.根据权利要求1所述的基于K60芯片的配电网继电保护装置,其特征是,所述人机交互模块采用KL057VT TFT型液晶屏。7.根据权利要求1所述的基于K60芯片的配电网继电保护装置,其特征是,所述声光报警模块包括蜂鸣器和LED灯。8.根据权利要求7所述的基于K60芯片的配电网继电保护装置,其特征是,所述蜂鸣器采用SFM-27型有源电子蜂鸣器,LED灯采用Philipsl2VLED灯。
【文档编号】H02J13/00GK205489494SQ201620006189
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月4日
【发明人】韩笑, 陈辉, 邵美才
【申请人】南京工程学院
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