一种具备电能采集功能的线路保护测控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种具备电能采集功能的线路保护测控系统，包括一个液晶面板，液晶面板通过驱动电路连接至主CPU/总线控制板，主CPU/总线控制板上还通过总线接入有四种电路板，分别为：电流电压采样板、电能采集板、输入输出控制板和以太网通讯板。本实用新型专利技术装置结构简单，集成度高，采样精度高，线性范围广、响应速度快，环境适应能力强、功耗低、操作简单，集多种保护功能于一体，同时支持电能量采集，可广泛应用于35KV及以下电压的输配电系统，具有显著的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种具备电能采集功能的线路保护测控系统
：本技术涉及电力测控领域，具体的是一种具备电能采集功能的线路保护测控系统。
技术介绍
：线路保护测控系统主要用于电力系统中输电线路的保护和测控，当被保护的输电线路发生故障时，应该由该元件的线路保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使发生故障的输电线路及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求。线路保护测控系统不但保证高压输电线路的安全运行，同时还对输电线路的运行参数进行测量和控制，目前常规的线路保护测控系统主要监测有功功率P、无功功率Q、电流I、电压U和功率因数COS等电力运行参数，作为继电保护的动作出口的判断依据,但并不计算电能数据，原因在于，常规线路保护需要满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，对采样的时效性要求较高，因此常规线路保护的采样主要强调采样计算的快速性和线性度，并不考虑计算的精确性，而电能数据计算对数据采集的精度要求相对较高，这也导致目前常规的线路保护很少支持电能数据的采集计算，即使支持也存在精度不高的问题。
技术实现思路
：针对输电线路可能出现的短路故障，保证输电线路的安全运行，同时还能够满足输电线路电能数据的采集要求，本技术提供了一种具备电能采集功能的线路保护测控系统。本技术采用的技术方案为：一种具备电能采集功能的线路保护测控系统，包括一个液晶面板，其特征在于：所述液晶面板通过驱动电路连接至主CPU/总线控制板，主CPU/总线控制板上还通过总线接入有四种电路板，分别为：电流电压采样板、电能采集板、输入输出控制板和以太网通讯板；其中主CPU/总线控制板通过FLEXBUS总线连接并控制CPLD模块，CPLD模块通过输出逻辑控制电路开放和扩展继电器出口；CPLD模块通过输入逻辑控制电路接入开入量采集端口以输入外部的开入量信号；液晶面板由按键输入信号，执行参数设定、定值整定、报告查询、事故查询、采样查询，显示装置参数信息、电流电压实时值、告警信息、动作信息、工作状态；输入输出控制板上连接DC/AC85～265V电源并转换为隔离的直流电源作为整个系统的工作电源。所述的一种具备电能采集功能的线路保护测控系统，其特征在于：所述液晶面板包含LCD液晶显示界面、键盘及其接口、声音报警输出和发光块闪烁控制电路，用于显示信息、安装键盘作为输入信号设备，所述CPLD模块控制灯光报警信号、驱动声音报警信号的输出至液晶面板的声音报警输出和发光块闪烁控制电路发出声、光报警。所述的一种具备电能采集功能的线路保护测控系统，其特征在于：所述主CPU/总线控制板包含主CPU芯片、AD采样电路、CPLD模块及底层驱动电路、SRAM内存和FLASH芯片；电流电压采样板包含母线电压互感器采样回路、测量电流互感器采样回路、保护电流互感器采样回路、线电压互感器采样回路和零序电流互感器采样回路，分别用于采集母线电压、线路电压、测量电流、保护电流和零序电流信息并经由对应的母线电压AD采样电路、测量电流AD采样电路、保护电流AD采样电路、线电压AD采样电路和零序电流AD采样电路传输至主CPU/总线控制板。所述的一种具备电能采集功能的线路保护测控系统，其特征在于：所述逻辑控制电路、输入逻辑控制电路设置于输入输出控制板上。所述的一种具备电能采集功能的线路保护测控系统，其特征在于：所述以太网通讯板包括独立的网卡CPU和以太网控制电路、与主CPU通过RS232总线连接，以太网控制电路用于连接网口，以实现以太网TCP/UDP网络通讯功能。所述的一种具备电能采集功能的线路保护测控系统，其特征在于：所述电能采集板包括通过SPI接口驱动连接的计量CPU和计量采集电路，计量采集电路与电流电压采样板通过双排针互联以直接获取母线电压、测量电流信号用于计算电能量相关数据，同时计量CPU通过RS232总线与主CPU互联，以传送相关数据。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：1)采用分布式计量方式，主CPU通过AD采样方式，直接计算保护值，用于保护逻辑判断，保证采样计算的速度和线性度；通过电能计量芯片计算电能量，保证采样计算的精度，满足电度采集要求；2)采用多CPU运行模式(共3个CPU处理器)，各司其责，独立进行逻辑处理，实现电能量独立采集、保护数据独立计算以及TCP/UDP以太网通讯，并通过总线方式实现数据共享，简单高效；3)通过CPLD模块，扩展的继电器出口最多可达到50个，扩展的开入量数量最多可达到128路，可以满足线路保护的各种技术要求，适应性强。附图说明：图1为本技术的连接结构示意图；图2为本技术的工作原理框图。具体实施方式：下面结合附图，通过实施例对本技术作进一步详细说明：参阅图1、2所示，本装置采用插件式结构，由液晶面板311、主CPU1/总线控制板310、电流电压采样板312、输入输出控制板313、以太网通讯板314、电能采集板315共六种电路板构成。液晶面板311包含LCD液晶显示界面3、键盘及其接口21、声音报警输出22和发光块闪烁控制电路23，主要用于人机交互，具有良好的可操作性，由按键输入信号，执行参数设定、定值整定、报告查询、事故查询、采样查询等操作，液晶显示界面3采用240*160点阵屏，全中文显示，驱动电压3.3V，功耗低，可直观显示装置参数信息、电流电压实时值、告警信息、动作信息、工作状态等，直观易懂。主CPU1/总线控制板310包含主CPU芯片1、AD采样电路632、642、412、422、432、CPLD模块2及底层驱动电路、SRAM内存6和FLASH芯片7。电路板采用多层设计，抗干扰强，是整个装置的核心处理部件，负责各种逻辑判据的处理。电流电压采样板312包含母线电压互感器采样回路631、测量电流互感器采样回路421、保护电流互感器采样回路411、线电压互感器采样回路641和零序电流互感器采样回路431。本采样板主要负责各类电压电流模拟量的采集，主要采集母线电压63、线路电压64、测量电流42、保护电流41和零序电流43。输入输出控制板313包含输出逻辑控制电路24、输入逻辑控制电路25和装置电源模块100，负责位置信号的采样接入和动作出口的开关控制，并提供装置的工作电源。以太网通讯板314包括独立的网卡CPU5和以太网控制电路51、与主CPU1通过RS232总线连接，实现以太网TCP/UDP网络通讯功能；电能采集板315包括计量CPU4和计量采集电路40，与电流电压采样板312通过双排针互联，直接获取测量电压、电流信号以计算电能量等相关数据，同时通过RS232总线与主CPU1互联，传送相关数据。装置电源模块100位于输入输出控制板313上，供电范围：DC/AC85～265V，工频电压直接转换成隔离的直流电源，为整个系统提供工作电源。母线电压63接入到电压互感器采样回路631，测量电流42接入到电流互感器采样回路421，保护电流41接入到保护电流互感器采样回路411，线路电压64接入到线电压互感器采样回路641，零序电流43接入到零序电流互感器采样回路431，前述采样回路位于电流电压采样板312上，将电压和电流信号对应转换为小电流信号，经A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具备电能采集功能的线路保护测控系统，包括一个液晶面板，其特征在于：所述液晶面板通过驱动电路连接至主CPU/总线控制板，主CPU/总线控制板上还通过总线接入有四种电路板，分别为：电流电压采样板、电能采集板、输入输出控制板和以太网通讯板；其中主CPU/总线控制板通过FLEXBUS总线连接并控制CPLD模块，CPLD模块通过输出逻辑控制电路开放和扩展继电器出口；CPLD模块通过输入逻辑控制电路接入开入量采集端口以输入外部的开入量信号；液晶面板由按键输入信号，执行参数设定、定值整定、报告查询、事故查询、采样查询，显示装置参数信息、电流电压实时值、告警信息、动作信息、工作状态；输入输出控制板上连接DC/AC 85～265V电源并转换为隔离的直流电源作为整个系统的工作电源。

【技术特征摘要】
1.一种具备电能采集功能的线路保护测控系统，包括一个液晶面板，其特征在于：所述液晶面板通过驱动电路连接至主CPU/总线控制板，主CPU/总线控制板上还通过总线接入有四种电路板，分别为：电流电压采样板、电能采集板、输入输出控制板和以太网通讯板；其中主CPU/总线控制板通过FLEXBUS总线连接并控制CPLD模块，CPLD模块通过输出逻辑控制电路开放和扩展继电器出口；CPLD模块通过输入逻辑控制电路接入开入量采集端口以输入外部的开入量信号；液晶面板由按键输入信号，执行参数设定、定值整定、报告查询、事故查询、采样查询，显示装置参数信息、电流电压实时值、告警信息、动作信息、工作状态；输入输出控制板上连接DC/AC85～265V电源并转换为隔离的直流电源作为整个系统的工作电源。2.根据权利要求1所述的一种具备电能采集功能的线路保护测控系统，其特征在于：所述液晶面板包含LCD液晶显示界面、键盘及其接口、声音报警输出和发光块闪烁控制电路，用于显示信息、安装键盘作为输入信号设备，所述CPLD模块控制灯光报警信号、驱动声音报警信号的输出至液晶面板的声音报警输出和发光块闪烁控制电路发出声、光报警。3.根据权利要求1所述的一种具备电能采集功能的线路保护测控系统，其特征在于：所述主CPU/总线控制板包含主C...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡勇，戴礼智，李鹏，
申请(专利权)人：滁州安瑞电力自动化有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34