数字式母联保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种数字式母联保护装置，属于高压母联保护技术领域，所要解决的问题是：提供一种将所有功能单元都模块化和标准化以插件的方式集成在箱体上的装置，各插件之间互相不受干扰，整个工作过程能够显示出来；采用的方案为：单片机、ＤＩ开入单元、ＡＤ采样单元、ＤＯ开出单元、通讯单元、人机界面单元和电源电路单元均为模块化集成，ＤＩ开入单元、ＡＤ采样单元、ＤＯ开出单元、通讯单元和电源电路单元均通过模块化集成固定在箱体的背板上，人机界面单元通过模块化集成固定在箱体的前面板上；本装置可实现充电保护、过流保护、失灵启动保护和同期合闸功能。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种数字式母联保护装置，该装置是专为10kV — 110kV电压等级的母线分段开关设计的保护和监控一体化装置，属于高压母联保护

技术介绍
电力系统综合自动化已是电网发展的方向，微电子元件的发展使得保护和监控融为一体 有了可能性，可以提高其可靠性和运行管理水平，但是在变电站使用微机也有许多不利因素， 例如高压电磁场的干扰，变电站开关操作时有强烈的振动，就地安装环境的恶化对微机保护 提出了防振、宽温度范围、低功耗、抗干扰、高灵敏度、高精度、工作可靠性、安装维修方 便等更高的要求，这些难题在现有的微机保护装置中均未得到解决。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的问题，本技术所要解决的问题是提供一种数字式母联保 护装置，将所有功能单元都模块化和标准化以插件的方式集成在箱体上，各插件之间互相不 受千扰，整个工作过程能够显示出来，使整个装置的灵敏度高、精度高、工作可靠性高、安 装维修方便。为了解决上述问题，本技术采用的方案为数字式母联保护装置，单片机通过导线分别与DI开入单元、AD采样单元、D0开出单元，通讯单元、人机界面单元和电源电路单元 相连，DO开出单元通过导线与电源电路单元相连；所述的单片机、DI开入单元、AD采样单 元、D0开出单元、通讯单元、人机界面单元和电源电路单元均为模块化集成，DI开入单元、 AD采样单元、D0开出单元、通讯单元和电源电路单元均通过模块化集成固定在箱体的背板 上，人机界面单元通过模块化集成固定在箱体的前面板上。背板上自左至右依次设置有逻辑及跳闸插件、电源模件、信号模件、跳合闸出口模件、 通讯接口模件、中央处理器模件、交流输入模件。前面板中上部的左侧设置有液晶屏，液晶屏的右侧设置有指示灯，液晶屏的下方设置有 操作按钮，操作按钮的右下侧设置有串行接口，操作按钮的下方自左向右设置有调试安全连 接片、接地分/合把手和运行模式切换开关。单片机由中央处理器模件及外围电路组成，屮央处理器模件实现延时退出的充电保护， 过流保护，失灵启动保护和同期合闸功能。本技术数字式母联保护装置与现有技术相比具有以下有益效果本装置的所有功能单元都模块化和标准化以插件的方式集成在箱体上，箱体上只有内部 使用的5V和24V电压等级回路连线，强弱电完全分开，可大大减少外部电磁干扰在弱电侧的 耦合，增强了本装置的抗干扰能力，提高其可靠性和安全性。使本装置在功能配置上具有很 强的灵活性，可以根据用户需求更换或增加部分模件，扩充或更改本装置的功能；本装置可 实现充电保护、过流保护、失灵启动保护和同期合闸功能。以下结合附图对本技术数字式母联保护装置做进一步说明 附图说明图1为本技术数字式母联保护装置的系统框图； 图2为本技术数字式母联保护装置的硬件结构示意图； 图3为图2所示数字式母联保护装置背板12的结构示意图。其中，l一单片机、2 —DI开入单元、3—AD采样单元、4一D0开出单元、5 —通讯单元、 6 —人机界面单元、7—电源电路单元，8 —母联、9一继电器、IO —信号采集器、ll一箱体、 12—背板、13 —前面板、14一液晶屏、15 —指示灯、16 —操作按钮16， 17 —串行接口、 18 — 调试安全连接片、19一接地分/合把手、20 —运行模式切换开关、21 —逻辑及跳闸插件、22 一电源模件、23 —信号模件、24—跳合闸出口模件、25 —通讯接口模件、26—中央处理器模 件、27 —交流输入模件。具体实施方式如图1所示数字式母联保护装賈，单片机1通过导线分别与DI开入单元2、 AD采样 单元3、 DO开出单元4，通讯单元5，人机界面单元6和电源电路单元7相连，D0开出单元 4通过导线与电源电路单元7相连，AD采样单元3的信号采集器10采集母联8的电流和电 压数据，D0开出单元4与母联8上的继电器9相连。单片机l由中央处理器模件26及外围 电路组成，中央处理器模件26实现延时退出的充电保护，过流保护，失灵启动保护和同期合 闸功能。单片机1获得采样的数字信号后，进行数字滤波和算法运算获得模拟量的幅值信息，分 别经保护软件模块的逻辑判断、显示处理、报告存储、录波等环节，当满足保护动作条件后 向出口回路发出跳闸、信号等命令。由于单片机1内部无存放程序的空间，保护程序是存放 在快速闪存FLASH中，单片机1通过总线来读取程序令并执行。主程序在软件中是一个管理 者，负责将不同功能的模块组织在一起。主程序中的初始化主要是整个系统为正常工作做好 准备，对于主变保护装置来说，主程序主要包括CPU初始化和对必要的参数设置默认值。4初始化完成后主程序进入工作状态，液晶屏上显示相关的菜单，首先判断是否需要进行定值 整定工作，如果需要则转入定值整定模块，否则继续向下执行。在采集开关量和检测键盘环 节中，如果检测到开关量变位或有按键被按下，则由主程序发出信息并转入信息处理模块进 行处理，信息处理的结果再传送到显示打印模块进行显示、打印，否则程序继续向下执行信 号采集与计算模块。逻辑判断模块根据电压无功的计算值和其他有关条件判断是否需要动作。 当逻辑判断模块产生动作指令后，通过检测装置出口继电器是否动作，以及检测被测量设备 的状态来判断动作指令是否得到正确执行，如果JH确执行则转入下一次循环，否则将此异常 信息传送到信息处理模块进行处理，再将结果送给显示输出模块。上电复位以后，首先对CPU 及其外围芯片进行初始化，同时初始化控制状态，接下来显示主菜单，最后采用查询方式处 理键盘和A/D转换、并与智能模块通信，获取信息。与上位机通信采用中断形式，且中断级 别设为最高。开关量的输入采取先产生中断，后查询的方法。AD采样单元3实现多路交流模拟信号的模数转换，并向单片机l提供实时的高精度的数 字信号。电力系统中的电量一般都是模拟量，而数字继电保护的实现则是基于由微型计算机 对数字量进行计算和判断。所以，为了实现计算机继电保护，必须对来自被保护单元设备的 模拟电量进行一系列预处理，从而得到所需形式的数字量提供给保护功能处理程序。由电力 系统输入到继电保护装置的模拟信号主耍是来自PT (或CT)的交流电压(或电流)信号。根 据采样定理如果被测信号频率(或信号中要保留的最高次谐波频率)为K)，则采样频率fk (每秒钟的釆样次数)必须大于fk的2倍，否则，就不可能由采样值拟合还原成原來的曲线。 因此，在出现大于l/2fk频率的谐波，而且这些谐波又是无用的情况下，有必要在信号引进 采样器以前装设一模拟式低通滤过器，将频率等于和高于l/2fk的高次谐波滤掉。因此模拟 信号首先被转换到与微型计算机相匹配的电平，通过模滤波削去其中的高频成分，然后由采 样保持环节将连续信号离散化。由于输入信号往往不止一个，故由多路转换器逐个交给A/D 转换器变为数字量。这些数字量还应在存储器中按先后顺序排列以方便功能处理程序取用。 在AD采样单元3的电路设计中增设两级阻容元件构成的低通滤波回路，模拟量输入信号经过 低通滤波回路，分别将信号接入两片多路转换开关器件的输入，多路转换开关的输出信号分 别输到AD转换芯片的输入回路，进行模数转换，由CPU定时来读取AD转换的结果，来作 为每一路模拟量的原始采样数据。D本文档来自技高网...

【技术保护点】
数字式母联保护装置，单片机（１）通过导线分别与ＤＩ开入单元（２）、ＡＤ采样单元（３）、ＤＯ开出单元（４），通讯单元（５）、人机界面单元（６）和电源电路单元（７）相连，ＤＯ开出单元（４）通过导线与电源电路单元（７）相连；其特征在于：所述的单片机（１）、ＤＩ开入单元（２）、ＡＤ采样单元（３）、ＤＯ开出单元（４）、通讯单元（５）、人机界面单元（６）和电源电路单元（７）均为模块化集成，ＤＩ开入单元（２）、ＡＤ采样单元（３）、ＤＯ开出单元（４）、通讯单元（５）和电源电路单元（７）均通过模块化集成固定在箱体（１１）的背板（１２）上，人机界面单元（６）通过模块化集成固定在箱体（１１）的前面板（１３）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：
申请(专利权)人：山西南自晋能自动化成套有限公司，
类型：实用新型
国别省市：14[中国|山西]