一种阀基电子控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种能够通用于直流输电和柔性交流输电控制保护系统的阀基电子控制装置，包括一个接收同步电压的模拟量模块，该模拟量模块的输出连接一个ＣＰＵ模块，其输出通过一个ＣＡＮ总线连接人机界面模块，ＣＰＵ模块还通过一个并行总线与一个合并器模块、ｎ个控制传输单元双向信号连接；每个控制传输单元中分别设有两个触发模块和两个回报模块，触发模块之一通过一个与ＣＰＵ模块连接的串行总线获取触发脉冲信号和脉冲封锁信号；合并器模块的输入接收外部输入的触发裁决信号和多路触发信号；回报模块接收外部输入的光回报脉冲；触发模块通过ＣＰＵ模块完成越限判断所送至的触发信号以光脉冲形式输出所需的控制信号。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种应用于直流输电和柔性交流输电系统的阀基电子控 制装置。
技术介绍
随着我国西电东送、跨区输电联网建设和发展高效节能型经济需要，直 流输电或柔性交流输电在我国电网建设和环保节能方面将起到越来越重要的 作用。为保证直流输电或柔性交流输电系统中各设备稳定可靠运行，其控制保护系统中的阀基电子控制线路板(vcu)是关键设备。vcu装置是连接控 制设备与控制装置的中间设备，好的vcu装置不但能保证电力电子设备在正常情况下的可靠触发要求，还要具有异常情况下保护电力电子设备不受损 害的功能。此外，对电力电子设备的运行状态监视也应一并考虑，以便控制 和保护系统有效响应阀元件故障，防止故障扩大。并精确到元件的故障定位。 以方便运行人员快速地找到故障位置，减少电力电子设备因故障退出运行的时间。目前vcu装置与控制系统以及电力电子设备的连接均采用光缆，这种连接方式利用光缆隔离高低电位，具有绝缘隔离可靠，无干扰等优点。 由于直流输电和柔性交流输电中控制保护系统的控制对象特性和控制保护系统的结构不同，现有的vcu装置功能单一、通用性较差，不能同时适用于上述两种不同的输电方式，因此不利于降低开发成本和提高控制保护 系统的适用性。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种功能可扩展、性能稳定、并能够通用于直流输电和柔性交流输电控制保护系统的阀基电子控制装置。 为达到以上目的，本技术是采取如下技术方案予以实现的 一种阀基电子控制装置，其特征在于，包括一个接收同步测量电压的模 拟量模块，该模拟量模块的输出连接一个CPU模块，所述CPU模块的输出通过一根CAN总线连接人机界面插件，该CPU模块还通过一个并行总线与 一个合并器模块、n个控制传输单元双向信号连接，其中n^2;所述每个控 制传输单元中分别设有两个触发模块和两个回报模块，所述触发模块之一通 过一个与CPU模块连接的串行总线获取触发脉冲信号和脉冲封锁信号；所述 合并器模块的输入接收外部输入的触发裁决信号和多路触发信号，并通过串 行总线获取告警封锁信号，该合并器模块通过输出端子输出告警信号；所述回报模块接收外部输入的光回报脉冲并对回报脉冲进行解码，从中提取电力电子元件和触发通道的相关故障状态信息送至CPU模块;所述触发模块通过CPU模块完成越限判断所送至的触发信号以光脉冲形式输出所需的控制信号。上述方案中，所述控制传输单元的个数n取4。所述的合并器模块包括 一个设置有安全加密芯片的现场可编程门阵列FPGA芯片，其输入通过光纤 输入接头连接光触发信号，并通过一个输入隔离光耦连接裁决信号输入；其 输出通过输出隔离光耦、驱动和继电器连接告警信号输出；所述的现场可编 程门阵列FPGA还设置有触发脉冲输出通道、触发范围控制信号和告警封锁 信号输入通道、片选信号和中断信号输入通道、复位信号通道、it和I/0总 线、数据总线和地址总线通过两个96芯插头与并行总线PI连接。本技术的优点是装置采用模块化组合方式，各个功能模块可以拆卸更换，控制传输单元数量可以扩展以适应直流输电和柔性交流输电不同工况下控制对象对控制信号数量的要求，具有较强的灵活性；可自生成同步脉 冲信号，并可对触发脉冲进行触发范围和脉冲完整性判断判断；本阀基电子 装置安装有合并器模块用于选择冗余控制系统触发信号中的有效信号，该模块使阀基电子装置可以适用于直流输电和柔性交流输电中不同工况下各种冗 余和非冗余控制保护系统，同时该模块还具有封锁触发脉冲、输出紧急告警信号的功能；触发脉冲输出与回报脉冲输入均采用光纤连接可以满足直流输电和柔性交流输电中对阀基电子与电力电子设备电气隔离的要求。附图说明图l是本技术的结构框图。图2是图1中合并器模块的结构原理图。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本技术作进一步的详细说明。 如附图1所示， 一种阀基电子控制装置，包括一个接收同步测量电压的 模拟量模块1 ，该模拟量模块1的输出连接一个CPU模块2， CPU模块2 的输出通过一个CAN总线连接人机界面插件3，通过CAN总线通讯方式将 需要显示的数据送至人机界面插件3的彩色液晶显示器件上；该CPU模块2 还通过一个并行总线PI与一个合并器模块4、四个控制传输单元5-l、 5-2、 5-3、 5-4双向信号连接；每个控制传输单元中分别设有两个触发模块和两个 回报模块，其中一个触发模块通过一个与CPU模块2连接的串行总线SI获 取触发脉冲信号和脉冲封锁信号；合并器模块4的输入接收外部输入的触发 裁决信号和六路触发信号；回报模块接收外部输入的光回报脉冲并对回报脉 冲进行解码，从中提取电力电子元件和触发通道的相关故障状态信息送至 CPU模块2;触发模块通过CPU模块2完成越限判断所送至的触发信号以光 脉冲形式输出所需的控制信号。CPU模块2通过并行总线PI与合并器模块4、 四个控制传输单元双向信号连接时均通过96芯插件相互连接。图1中，合并器模块4接受外部调节控制单元输入的裁决信号和六路触 发信号，选择有效的触发信号送至CPU模块2。 CPU模块依据模拟量模块1采集的同步电压生成同步信号，并对有效的触发信号进行越限判断，完成越 限判断的触发信号被送至各控制传输单元的触发模块，经过触发脉冲编码和 分配后以光脉冲形式由触发模块的光输出接口输出所需的控制触发脉冲。CPU模块2对电力电子元件和触发通道的相关故障状态信息的进行统计并发 出报警信号。CPU模块2可在装置故障或外部发出闭锁触发脉冲指令时向控 制传输单元的触发模块发出脉冲闭锁信号闭锁触发脉冲。如图2所示，合并器模块包括6路光纤输入接头、12路电信号输入端子、 4路电输出信号端子、输入隔离光耦、输出隔离光耦、继电器、5个工作状态 跳线开关、4个LED工作指示灯、FPGA芯片、32MHz晶振、E2PROM加密 芯片、4路触发脉冲输出通道、4路触发范围控制信号输入通道、4路封锁信 号输入通道、fC总线、24位数据和I/0总线、4路片选信号输入通道(低电 平有效)、4路中断信号输入通道(低电平有效)、2位地址总线、复位信号通 道(低电平有效)以及2个96针链接插头。其中，6路光纤输入接头输入冗 余的触发信号并对触发信号进行光电转换；4路电输出信号端子作为继电器 输出端子；12路电信号输入端子输入用进行判断有效触发信号的裁决信号； 输入隔离光耦用对输入的裁决信号进行电气隔离；输出隔离光耦对输出的告 警信号进行电气隔离；继电器用于输出告警信号；5个工作状态跳线开关用 于选择合并器模块的工作模式，4个LED工作指示灯指示合并器模块的工作 模式；FPGA芯片实现合并器控制和裁决的逻辑功能，32MHz晶振为FPGA 芯片提供工作时钟；E2PROM加密芯片存储硬件加密程序；4路触发脉冲输 出通道用于输出触发脉冲到处发模块，4路触发范围控制信号输入通道用于 输入触发范围控制信号到FPGA芯片；4路封锁信号输入通道用于输入封锁 触发脉冲的封锁信号到FPGA芯片；I2C总线用于和CPU模块的串行通讯； 24位数据和I/O总线用于和CPU模块的并行数据和I/O通讯；4路片选信号 输入通道(低电平有效)传送合并器模块和CPU模块间并行总线的片选信号； 4路中断信号输入通道(低电平有效)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阀基电子控制装置，其特征在于，包括一个接收同步测量电压的模拟量模块，该模拟量模块的输出连接一个ＣＰＵ模块，所述ＣＰＵ模块的输出通过一根ＣＡＮ总线连接人机界面插件，该ＣＰＵ模块还通过一个并行总线与一个合并器模块、ｎ个控制传输单元双向信号连接，其中ｎ≥２；所述每个控制传输单元中分别设有两个触发模块和两个回报模块，所述触发模块之一通过一个与ＣＰＵ模块连接的串行总线获取触发脉冲信号和脉冲封锁信号；所述合并器模块的输入接收外部输入的触发裁决信号和多路触发信号，并通过串行总线获取告警封锁信号，该合并器模块通过输出端子输出告警信号；所述回报模块接收外部输入的光回报脉冲并对回报脉冲进行解码，从中提取电力电子元件和触发通道的相关故障状态信息送至ＣＰＵ模块；所述触发模块通过ＣＰＵ模块完成越限判断所送至的触发信号以光脉冲形式输出所需的控制信号。

【技术特征摘要】
1. 一种阀基电子控制装置，其特征在于，包括一个接收同步测量电压的模拟量模块，该模拟量模块的输出连接一个CPU模块，所述CPU模块的输出 通过一根CAN总线连接人机界面插件，该CPU模块还通过一个并行总线与 一个合并器模块、n个控制传输单元双向信号连接，其中n^2;所述每个控 制传输单元中分别设有两个触发模块和两个回报模块，所述触发模块之一通 过一个与CPU模块连接的串行总线获取触发脉冲信号和脉冲封锁信号；所述 合并器模块的输入接收外部输入的触发裁决信号和多路触发信号，并通过串 行总线获取告警封锁信号，该合并器模块通过输出端子输出告警信号；所述 回报模块接收外部输入的光回报脉冲并对回报脉冲进行解码，从中提取电力 电子元件和触发通道的相关故障状态信息送至CPU...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杭，严结实，白云飞，刘欣，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]