一种海岛微电网保护测控装置的制作方法

本实用新型属于微电网保护测控装置技术领域，涉及一种海岛微电网保护测控装置。

背景技术：

微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护测控装置汇集而成的小型发配电系统。随着国家海洋战略的制定，海洋资源的不断开发和利用，海岛的开发越来越受到国家和社会的重视，保证海岛供电安全，建立海岛微电网势在必行。海岛微电网保护测控装置主要针对于海岛微电网馈线保护及测控装置。海岛微电网保护测控装置是否能安全可靠的运行，是关乎整个海岛微电网是否可以稳定安全可靠供电的重要环节，因此，实际应用海岛微电网保护测控装置具有紧迫的现实意义。

技术实现要素：

本实用新型提出了一种海岛微电网保护测控装置，解决了上述技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种海岛微电网保护测控装置，包括：

CPU处理器，所述CPU处理器与频率采集模块、电源单元、液晶显示器、键盘、通讯单元、开关量输入控制单元、开关量输出控制单元、程序存储器、时钟模块、A/D转换模块、编程开发器均连接；所述A/D转换模块通过电流电压模拟隔离变换电路与电压采集端子和电流采集端子均连接；所述频率采集模块包括芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及光耦隔离电路，所述芯片型号为LM258，所述芯片的引脚一和引脚二均通过所述第一电阻与引脚六连接，引脚三与所述电流电压模拟隔离变换电路连接，引脚四接地，引脚七通过所述第二电阻与引脚五连接，且所述第二电阻通过所述第三电阻接地，引脚七还通过所述光耦隔离电路与所述CPU处理器连接。

作为进一步的技术特征，所述开关量输入控制单元包括依次连接的开关量采集端子和开关量输入光电隔离模块，所述开关量输入光电隔离模块与所述 CPU处理器连接。

作为进一步的技术特征，所述开关量输出控制单元包括依次连接的跳闸保护装置、开关量输出光电隔离模块以及开关量输出模块，所述开关量输出模块与所述CPU处理器连接，所述开关量输出模块包括型号为LVC的开关量输出芯片。

作为进一步的技术特征，所述电源单元包括依次连接的电源模块和微电源转换模块，所述微电源转换模块与所述CPU处理器连接，所述电源模块包括型号为DC的电源芯片，所述微电源转换模块包括型号为TPSHD的微电源转换芯片。

作为进一步的技术特征，所述通讯单元包括CAN通讯电路模块以及与所述 CAN通讯电路连接的通讯CAN网络和通讯电源隔离电路，所述CAN通讯电路与所述CPU处理器连接。

作为进一步的技术特征，所述程序存储器包括型号为SSTLVTSOP的存储器芯片。

作为进一步的技术特征，所述时钟模块包括型号为DS的时钟芯片，所述 A/D转换模块包括型号为TLCIN的A/D转换芯片。

与现有技术相比，本实用新型有益效果为：

1、本实用新型中，电源单元将输入的直流或交流220V电压转换为+5V、 +24V电压，给整套装置提供工作电源，CPU处理器作为装置的核心，采用高速的数字信号处理器DSP2812，配以高速串行A/D转换模块，完成装置的模拟量输入实时数据采集和变换，高性能高CPU处理器和高分辨率的A/D转换模块，每周波32点采样，同时可实时完成高速速断保护、测量、谐波分析、低频减载保护、小电流接地选线、开关事故分合次数统计等复杂的功能。

2、本实用新型中，频率采集模块中通过引脚3输入信号，经过处理后通过引脚7输入给CPU处理器，频率采集模块的设置使测控数据更加准确可靠，因为频率信号抗干扰性强、易于远距离传输、便于和CPU处理器连接，且可获得较高的测量精度，与CPU处理器连接完成对信号采集测试系统的信号采集，并且采用编程开发器进行编程并将程序传送给CPU处理器,采用程序存储器保护参数和定值。

3、本实用新型中，开关量输入控制单元将信号传递给CPU处理器，开关量输出控制单元接收CPU处理器下发的控制命令并完成操作机构的跳闸、合闸操作功能，采集并上发开关的合位/跳位信号，独特的操作回路的设计适用于不同的跳合闸电流。

4、本实用新型中，采用全汉化大屏幕液晶显示屏，跳闸报告，告警报告，遥信，遥测，定值整定等都在液晶上有明确的汉字标识，便于用户使用和掌握，设有便捷的键盘和液晶显示屏，可以方便的进行定值操作、出口实验和数据及状态查询等操作。

5、本实用新型中，装置之间通过网络联结，信息共享，这样整个系统不仅灵活性很强，而且其可靠性也得到了很大提高，任一装置故障仅影响一个局部元件，且保护功能完全不依赖通讯网，网络瘫痪与否不影响保护正常运行，提高了全站工作可靠性。

6、本实用新型中，开关量输入控制单元包括依次连接的开关量采集端子和开关量输入光电隔离模块，通过开关量采集端子对开关量信息进行采集，设置有光电隔离模块使信息的采集更加可靠。

7、本实用新型中，开关量输出控制单元包括依次连接的跳闸保护装置、开关量输出光电隔离模块以及开关量输出模块，接收CPU处理器下发的控制命令并对跳闸保护装置完成操作机构的跳闸、合闸操作功能。

8、本实用新型中，通讯CAN网络控制器区域网接口，其特点为：结构简单，只有两根线与外部相连；传输速度最高可达1Mbps；传输距离最远可达 10KM；设有微电源转换模块，其精度高、隔离效果好、具有很高的抗扰度；时钟模块可以将准确的时间信息显示出来，同时可以实现各种定时服务。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型框线结构示意图；

图2为本实用新型中CPU处理器电路原理图；

图3为本实用新型中频率采集模块电路原理图；

图4为本实用新型中电源模块电路原理图；

图5为本实用新型中微电源转换模块电路原理图；

图6为本实用新型中排线装置电路原理图；

图7为本实用新型中CAN通讯电路原理图；

图8为本实用新型中通讯CAN网络电路原理图；

图9为本实用新型中通讯电源隔离电路原理图；

图10为本实用新型中开关量采集端子电路原理图；

图11为本实用新型中开关量输入光电隔离模块电路原理图；

图12为本实用新型中开关量输出光电隔离模块电路原理图；

图13为本实用新型中开关量输出模块电路原理图；

图14为本实用新型中程序存储器电路原理图；

图15为本实用新型中时钟模块电路原理图；

图16为本实用新型中A/D采集模块电路原理图；

图17为本实用新型中电流电压模拟量隔离变换电路电路原理图；

图18为本实用新型中电压采集端子电路原理图；

图19为本实用新型中电流采集端子结构示意图

图20为本实用新型中编程开发器结构示意图；

图中：1-CPU处理器，2-频率采集模块，21-芯片，22-第一电阻，23-第二电阻，24-第三电阻，25-光耦隔离电路，3-电源单元，31-电源模块，311-电源芯片，32-微电源转换模块，321-微电源转换芯片，4-液晶显示器，5-键盘，6-通讯单元，61-CAN通讯电路，62-通讯CAN网络，63-通讯电源隔离电路，7-开关量输入控制单元，71-开关量采集端子，72-开关量输入光电隔离模块，8-开关量输出控制单元，81-跳闸保护装置，82-开关量输出光电隔离模块，83-开关量输出模块，831-开关量输出芯片，9-程序存储器，91-存储器芯片，10-时钟模块， 101-时钟芯片，11-A/D采集模块，111-A/D转换芯片，12-电流电压模拟量隔离变换电路，13-电压采集端子，14-编程开发器，15-电流采集端子。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～图20所示，本实用新型提出一种海岛微电网保护测控装置，包括：

CPU处理器1，CPU处理器1与频率采集模块2、电源单元3、液晶显示器4、键盘5、通讯单元6、开关量输入控制单元7、开关量输出控制单元8、程序存储器9、时钟模块10、A/D转换模块11、编程开发器14均连接，A/D转换模块11通过电流电压模拟隔离变换电路12与电压采集端子13和电流采集端子15均连接，频率采集模块2包括芯片21、第一电阻22、第二电阻23、第三电阻24以及光耦隔离电路25，芯片21型号为LM258，芯片21的引脚一和引脚二均通过第一电阻22与引脚六连接，引脚三与电流电压模拟隔离变换电路12 连接，引脚四接地，引脚七通过第二电阻23与引脚五连接，且第二电阻23通过第三电阻24接地，引脚七还通过光耦隔离电路25与CPU处理器1连接。

本实用新型中，电源单元3将输入的直流或交流220V电压转换为+5V、+24V 电压，给整套装置提供工作电源，CPU处理器1作为装置的核心，采用高速的数字信号处理器DSP2812，配以高速串行A/D转换模块11，完成装置的模拟量输入实时数据采集和变换，高性能高CPU处理器1和高分辨率的A/D转换模块 11，每周波32点采样，同时可实时完成高速速断保护、测量、谐波分析、低频减载保护、小电流接地选线、开关事故分合次数统计等复杂的功能。

本实用新型中，频率采集模块2中通过引脚3输入信号，经过处理后通过引脚7输入给CPU处理器1，频率采集模块2的设置使测控数据更加准确可靠，因为频率信号抗干扰性强、易于远距离传输、便于和CPU处理器连接，且可获得较高的测量精度，与CPU处理器1连接完成对信号采集测试系统的信号采集，并且采用编程开发器14进行编程并将程序传送给CPU处理器1,采用程序存储器9保护参数和定值。

本实用新型中，开关量输入控制单元7将信号传递给CPU处理器1，开关量输出控制单元8接收CPU处理器1下发的控制命令并完成操作机构的跳闸、合闸操作功能，采集并上发开关的合位/跳位信号，独特的操作回路的设计适用于不同的跳合闸电流。

本实用新型中，采用全汉化大屏幕液晶显示器4，跳闸报告，告警报告，遥信，遥测，定值整定等都在液晶上有明确的汉字标识，便于用户使用和掌握，设有便捷的键盘和液晶显示屏，可以方便的进行定值操作、出口实验和数据及状态查询等操作。

本实用新型中，装置之间通过通讯单元6实现网络联结，信息共享，这样整个系统不仅灵活性很强，而且其可靠性也得到了很大提高，任一装置故障仅影响一个局部元件，且保护功能完全不依赖通讯网，网络瘫痪与否不影响保护正常运行，提高了全站工作可靠性。

进一步，开关量输入控制单元7包括依次连接的开关量采集端子71和开关量输入光电隔离模块72，开关量输入光电隔离模块72与CPU处理器1连接。

本实用新型中，开关量输入控制单元7包括依次连接的开关量采集端子71 和开关量输入光电隔离模块72，通过开关量采集端子71对开关量信息进行采集，设置有光电隔离模块72使信息的采集更加可靠。

进一步，开关量输出控制单元8包括依次连接的跳闸保护装置81、开关量输出光电隔离模块82以及开关量输出模块83，开关量输出模块83与CPU处理器1连接，开关量输出模块83包括型号为74LVC245的开关量输出芯片831。

本实用新型中，开关量输出控制单元8包括依次连接的跳闸保护装置81、开关量输出光电隔离模块82以及开关量输出模块83，接收CPU处理器1下发的控制命令并对跳闸保护装置完成操作机构的跳闸、合闸操作功能。

进一步，电源单元3包括依次连接的电源模块31和微电源转换模块32，微电源转换模块32与CPU处理器1连接，电源模块31包括型号为DC220的电源芯片311，微电源转换模块32包括型号为TPS73HD318的微电源转换芯片321。

进一步，通讯单元6包括CAN通讯电路模块以及与CAN通讯电路61连接的通讯CAN网络62和通讯电源隔离电路63，CAN通讯电路61与CPU处理器 1连接。

进一步，程序存储器9包括型号为SST39LV800TSOP的存储器芯片91。

进一步，时钟模块10包括型号为DS1302的时钟芯片101，A/D转换模块 11包括型号为TLC2543IN的A/D转换芯片111。

本实用新型中，通讯CAN网络62控制器区域网接口，其特点为：结构简单，只有两根线与外部相连；传输速度最高可达1Mbps；传输距离最远可达 10KM；设有微电源转换模块32，其精度高、隔离效果好、具有很高的抗扰度；时钟模块10可以将准确的时间信息显示出来，同时可以实现各种定时服务。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。