一种防止断路器误动作的智能监控保护装置的制作方法

文档序号:13470860阅读:226来源:国知局

本发明涉及断路器状态监测技术领域,具体为一种防止断路器误动作的智能监控保护装置。



背景技术:

高压断路器在电力系统中具有控制和保护双重功能,是电力系统一次设备中检修维护工作中最大的设备之一。根据国家电网公司的统计资料,高压断路器的机械故障(包括操动机构及控制回路)占全部故障的70%~80%,其他灭弧、绝缘故障占有较小的比例,发热故障比例更低。因此通常把机械故障包括操动机构和控制回路故障放在高压断路器监测中最重要的位置。现有技术中,对高压断路器的监测尤其是在变电站、发电厂这些强电磁环境下,监测装置的抗干扰能力低,装置故障处理速度慢以及控制主站通讯效率还存在不足。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种防止断路器误动作的智能监控保护装置,以解决上述背景技术中提出的问题。所述防止断路器误动作的智能监控保护装置具有抗电磁干扰能力强、处理速度快、通信方式灵活且效率高等特点。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种防止断路器误动作的智能监控保护装置,包括dsp微处理器、单片机ⅰ、单片机ⅱ以及电源模块,所述单片机ⅱ分别与dsp微处理器、单片机ⅱ双向通信连接,并连接有通信模块,所述dsp微处理器连接有a/d转换模块、cpld以及定时器,所述cpld连接有光耦隔离模块ⅰ、ccd模块,所述单片机ⅰ通过光耦隔离模块ⅱ连接有固态继电器,所述单片机ⅱ连接有通信模块和lcd显示模块,所述电源模块连接一端连接dsp微处理器、单片机ⅰ、单片机ⅱ,另一端接线路电压互感器。

优选的,还包括分别与所述单片机ⅰ、单片机ⅱ连接的存储模块以及与dsp微处理器连接的输入模块和晶振,所述存储模块由ram存储模块和flash存储模块构成。

优选的,所述a/d转换模块通过多通道模拟量输入接口连接有分流器。

优选的,所述通信模块由无线通信模块和rs-232/rs-485转换接口组成。

优选的,所述无线通信模块包括wi-fi模块、蓝牙模块、zigbee模块以及gsm模块。

优选的,所述ccd模块通过ccd处理模块与cpld连接。

优选的,所述dsp微处理器采用arm7tdmi-s处理芯片,所述单片机ⅰ、单片机ⅱ均采用tms320f2812处理芯片。

优选的,所述cpld采用xc95144xl芯片,所述定时器采用max706芯片。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:运用dsp微处理器具有大容量、复杂算法处理能力对电网信号进行快速处理,且单片机ⅰ和单片机ⅱ既有很好的抗电磁干扰能力又有较好辅助处理能力,减轻了dsp微处理器工作的负担,大大提高了装置处理速度以及对断路器的实际监控(控制)能力,同时通信模块使装置与监控中心保持灵活的通信方式以及较快且稳定的通信速率。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1,本发明提供一种技术方案:

一种防止断路器误动作的智能监控保护装置,包括dsp微处理器、单片机ⅰ、单片机ⅱ以及电源模块,所述单片机ⅱ分别与dsp微处理器、单片机ⅱ双向通信连接,并连接有通信模块,所述dsp微处理器采用arm7tdmi-s处理芯片,所述arm7tdmi-s处理芯片是32位微处理器,具有高性能和低功耗的特性,同时性价比较高,嵌入式操作系统,可以实现很高的指令吞吐量和实时中断响应,以及完成模拟量采集、数据处理、算法实现、温度采集,所述单片机ⅰ、单片机ⅱ均采用tms320f2812处理芯片,所述tms320f2812处理芯片实现对通信模块、lcd显示模块、定时器、a/d转换模块输入模块以及cpld(硬件)的快速控制能力,同时能对dsp微处理器工作进行辅助处理,具有较好的抗电磁干扰能力,减轻了dsp微处理器工作的负担,根据设定,电信号进入到dsp微处理器,单片机ⅰ、单片机ⅱ将电信号移入其内进行辅助处理,所述dsp微处理器连接有a/d转换模块、cpld以及定时器,所述a/d转换模块通过多通道模拟量输入接口连接有分流器,所述分流器连接电流传感器(铁铝材料为铁芯包裹罗氏线圈避免磁饱和)、温度传感器、阻容分压器(rc网络分压模式)用于采样主回路电信号,所述多通道模拟量输入接口采用分时复用的方式使dsp微处理器依次读入每路模拟量,所述a/d转换模块采用dsp微处理器内置连接的16路12位a/d转换模块,该模块本身具有采样保持电路且要求输入电压的范围为符合dsp微处理器0~3.3v工作电压范围,将分流器从主回路采集的电信号送入dsp微处理器运算处理,所述通信模块由无线通信模块和rs-232/rs-485转换接口组成,所述无线通信模块包括wi-fi模块、蓝牙模块、zigbee模块以及gsm模块,所述wi-fi模块、蓝牙模块、zigbee模块分别采用lsd4wf-2md05107、lsd4bt-da1mlsp0、ticc2530,分别在50米中远距离、10米范围的短距离和6公里远距离实现装置与监控中心(工控机或专用工业计算机如tmsis-4000/pc/rk/hf)进行无线方式通讯,所述gsm模块采用gtm900-b进行超远距离的无线传输,所述rs-232/rs-485转换接口与监控中心can总线方式进行通信,无需额外占用dsp微处理器资源,保持较好的通信速度与稳定度,通过无线+can总线(有线)的方式将断路器本身状态和采集处理的电信号等参数实时传输到监控中心,对断路器进行监视与控制以及时作出相应措施,所述cpld连接有光耦隔离模块ⅰ、ccd模块,所述ccd模块通过ccd处理模块与cpld连接,所述cpld采用xc95144xl芯片,所述定时器采用max706芯片,所述单片机ⅰ通过光耦隔离模块ⅱ连接有固态继电器,所述单片机ⅱ连接有通信模块和lcd显示模块,所述电源模块连接一端连接dsp微处理器、单片机ⅰ、单片机ⅱ,另一端接线路电压互感器,还包括分别与所述单片机ⅰ、单片机ⅱ连接的存储模块以及与dsp微处理器连接的输入模块和晶振,所述存储模块由ram存储模块和flash存储模块构成,所述cpld用于控制整个采样过程,接收dsp微处理器传送的命令以及输入模块输入(输入键盘)的按键操作和状态的输入/输出,输入信号主要有异步的关、合、复位输入,断路器的位置信号、开关小车的位置信号、失压跳闸、过流跳闸、系统电压信号等,其信息输出功能主要是显示断路器是否具备可以操动的条件、断路器的合/分闸状态、断路器的动作执行情况、输出控制断路器动作命令等,epm3064型cpld用于控制整个采样过程包括a/d转换模块、ccd处理模块以及输入模块,以最大限度降低dsp微处理器的工作量,消除了输入/出量均由其完成,消除了输入/出量的抖动,使装置更可靠工作,保证dsp微处理器处理效率,所述光耦隔离模块ⅰ、ⅱ用于信号输入输出隔离,所述ccd模块为rj2421ab0pb固态影像传感器,将采集得到连续的模拟图像信号经d/a转换(xc95144xl芯片处理),变为数字图像信号,然后lr38603型的ccd处理模块完成对数字图像信号的运算处理,最后通过单片机ⅱ输出,由cm12864型lcd显示模块显示断路器的状态,所述固态继电器接收dsp微处理器输出的故障动作信号,用于接通脱扣器线圈使断路器动作,分断主回路,所述定时器采用xlt437芯片,减少了设计复杂性,用于对dsp微处理器电源状态进行监视,启动时复位使之运行状态可知,还可以防止程序死循环导致装置无法工作,所述ram存储模块用于存放装置的运行程序,flash存储模块用于存放断路器(处理)的相关参数,装置采用labviewdsc或者μc/os-ⅱ进行前端界面设计,采用oracle数据库作为后台数据库对所述装置程序进行开发设计。

装置采集断路器的位置信号、开关小车的位置信号、失压跳闸、过流跳闸、系统电压信号,通过无线通信模块送到监控中心(工控机或专用工业计算机如tmsis-4000/pc/rk/hf),将断路器本身状态和采集处理的电信号等参数实时传输到监控中心,经装置处理后的机械特性参数,以构建断路器数据库,于管理人员和查询断路器的运行状态信息,对断路器进行监视与控制以及时作出相应措施。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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