弱信号电力供电微机保护器制造技术

一种弱信号电力供电微机保护器，属于配电一次设备与智能配电终端的融合与集成技术领域。包括电连接的微处理器、DSP、FPGA和存储器，其特征在于：微处理器的输入端通过DSP连接微信号模拟量输入装置；微处理器的输入端通过FPGA连接微信号开关量输入装置；微处理器的输出端通过FPGA连接开关量输出装置。使用时，将毫安、毫伏的弱信号输入微信号模拟量输入装置，微处理器对数据进行处理，根据运算结果通过开关量输出装置控制电力供电的安全运行，便于精确控制。本实用新型专利技术采集微信号进行处理，节能省电、控制灵敏、运行安全。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

Microcomputer Protector for weak signal power supply

The utility model relates to a microcomputer power protector for weak signal power supply, which belongs to the technical field of integration and integration of distribution primary equipment and intelligent power distribution terminal. Including the electrical connection of the microprocessor, DSP, FPGA and memory, which is characterized in that the input end of the microprocessor is connected by DSP micro signal analog input device; the input end of the microprocessor switch input device is connected with the micro signal by FPGA; the output end of the microprocessor is connected with the switch output device by FPGA. When in use, the weak signal input, Ma MV micro signal analog input device, a microprocessor for data processing, according to the calculation result by the safe operation of the power supply control switch output device, which is convenient to accurately control. The utility model collects micro signals for processing, energy saving, power saving, sensitive control and safe operation.

【技术实现步骤摘要】

本技术提供一种弱信号电力供电微机保护器，具体说是属于配电一次设备与智能配电终端的融合与集成
，适用于10-35kv户外分体式或者室内集成式变电站。
技术介绍
现有的变电站为实现自动化控制，通过主站的上位机对变电站进行远程实现〃四遥"管理，环网供电系统中的智能变电站在主站的控制下，能完成故障区段自动定位，故障切除，负荷转移等功能。电力系统微机式计量、保护、监控的应用，给现有的电能计量、保护、 监控中提供信号的电流、电压转换设备发生了变化，主要变化有以下几个特点1、现有的高、低压计量用互感器、互感器提供标准信号5A、100V，与微处理器的信号不匹配；2、电力系统自动化的需要，微机计量、测量、保护监控的出现，输出信号出现低功率，低电压、小电流的变化趋势，现有的计量装置、信号处理、监控装置不能适应；3、现有的监控装置微机保护器的输入回路都有锰铜分流电阻，将5A输入电流分流成毫安级或微安级的电流信号，才能输入到电能计量芯片，转换过程多，功耗大浪费能源；电压输入信号也要经过二次降压， 才能输入到微处理器进行计量，提高计量精度困难，容易造成误差偏大，信号失真；4、现有的微机保护器对供给标准电流、电压的转换设备要求功率大，给其制造带来一定难度，材料浪费大，结构相对复杂，耗能高；5、信号由于锰铜分流电阻的存在，不利于线路的安全运行。随着电子技术的发展，变电站采用小型智能控制器，采集变电站运行信息，控制开关机构完成对变电站运行的保护。例如中国专利(公开号CNlOl拟6707A)公开了一种智能型预装式变电站，包括主控模块、测量模块、显示模块、开关控制模块，以及故障录波、接地测试等功能模块单片机设置在主控模块土，各功能模块由单片机直接控制，相对独立工作；测量模块用交流采样法对三相交流线路的电流、电压输入信号进行数据采集并处理，实现对电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、相位、频率、电能参量的测量，并定时将测量数据存储在EEPROM中，供上位机读取进行后期分析处理；开关控制模块土设有继电器，开关控制模块监测各开关的状态， 接收上位机发出的开关控制命令，并通过控制其上的继电器使相应的开关动作。该技术制造方便，维修快捷。其存在的不足是1、主控模块中的测量模块采用交流采样法采集数据和处理，需要对采集的数据进行分压处理和I/V变换，才能输入模拟开关进行处理，浪费大量电能，并且误差交大；2、其只能对6路信号进行采集处理，功能单一，如果出现复杂情况，不能够显示处理多种状态，会对变电站的安全运行造成影响。中国专利(专利号200520022247. X)公开了工频交流电参数测量控制指示仪表， 主要由开关电源、信号输入电路、模拟信号处理电路、单片机、监控存储电路、显示按键电路、RS485通讯接口、变送输出电路、1/0输入输出电路和壳体构成，开关电源与各部分电路皇电气连接，信号输入电路与模拟信号处理电路呈电气连接，模拟信号处理电路、单片机、 监控存储电路之间两雨连接，显示按键电路、RS485通讯接口、变送输出电路、I/O输入输出电路分别与单片机里电气连接，上述各部分电路均装于壳体中，其中开关电源、信号输入电路与模拟信号处理电路、单片机、监控存储电路、显示按键电路由屏蔽板隔开。该装置具有高精度、抗强电磁干扰能力以及多功能遥测、遥信、遥控、智能校准等特点。由于其于信号输入电路由电压信号和电流信号两部分构成，电压信号部分分别由A、B、C三路精密电阻串联分压取样电路构成，电流信号部分分别由A、B、C三路精密电流互感器变换、精密电阻取样电路构成。其存在的不足是信号输入电路构成复杂，电流信号和电压信号进过处理后误差较大，并且成本高，维修不方便，功能不全面。中国专利(专利号201020022549. 8)公开了一种具有全电量数码管显示双通信协议的多功能电力仪表，包括单片机微处理器，所述单片机微处理器外围分别连接组合通信模块、输入控制模块、开关量控制模块、模拟量变送模块以及全电量数码管显示模块，所述全电量数码管显示模块用于显示所述通信模块、输入控制模块、开关量控制模块以及模拟量变送模块采集的信号。本技术提供一种具有全电量数码管显示双通信协议的多功能电力仪表，并可以实现开关量状态变化实时状态显示，及通信状态显示，便于现场的调试和观测，使用户更好的了解现场的电网运行情况，功能全面可扩展模块更好的满足不同要求下的使用，更好的满足市场需求。其存在的不足是不能采集零序电压，三相电流电压的采集用高电压，并且其不能控制开关机构采取必要关断措施。
技术实现思路
根据以上现有技术中的不足，本技术的目的在于提供一种采集微信号进行处理，节能省电、控制灵敏安全的弱信号电力供电微机保护器。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是弱信号电力供电微机保护器， 包括电连接的微处理器、DSP、FPGA和存储器，其特征在于微处理器的输入端通过DSP连接微信号模拟量输入装置，采集电力供电的毫伏级、微伏级电压信号和毫安级、微安级电流信号进行处理；微处理器的输入端通过FPGA连接微信号开关量输入装置；微处理器的输出端通过FPGA连接开关量输出装置，控制电力供电的安全运行。使用时，在电力供电场所的高压侧设置贯穿式高压电量数据终端或传感器式高压电能表或贯穿式组合传感器作为运行状态的检测装置，将其毫安、毫伏的弱信号输入微信号模拟量输入装置，同时其他电力供电场所的运行状态开关量通过微信号开关量输入装置输入微处理器进行处理。微处理器对数据进行处理，根据运算结果通过开关量输出装置控制电力供电的安全运行，便于精确控制。其中优选方案是所述的微信号模拟量输入装置包括16位高速A/D转换器和多路转换开关，多路转换开关的输出端通过16位高速A/D转换器连接DSP的输入端，多路转换开关的输入端设置连接15-25路微信号输入通道，该微信号输入通道包括外电压通道、外电流通道、外直流量通道和内直流量通道。微信号输入通道优选17路。其中外电压通道为7路包括测量三相电压、保护三相电压和零序电压的输入通道；外电流通道为7路包括测量三相电流、测量三相电流和零序电流的输入通道；外直流量通道为1路；内直流量通道为2路连接计数脉冲。可以完成全面的运行状态检测，直接采用弱电信号进行分析处理，避免二次转换带来的误差，提高测量精度，减少了互感器和转换器的使用，简化了结构，降低了电磁污染，降低了功耗和成本。所述的外电压通道和外电流通道与多路转换开关之间设置互感器隔离器和低通滤波器。对外部信号进行互感器隔离和低通滤波，对信号进一步优化。所述的外直流量通道与多路转换开关之间设置飞电容隔离器。对外置流量进行飞电容隔离，使得信号安全准确。所述的微信号开关量输入设置6-10路光隔离输入通道。采集外部开关量信号，并且进行光隔离。所述的开关量输出装置设置至少2路继电器输出通道和4路光耦输出通道，开关量输出装置的输出端连接执行装置。微处理器处理输入信号，根据不同的运行情况，控制输出，通过开关量输出通道控制开关机构动作。所述的微处理器设置电连接的通讯装置、对话显示装置和提醒报警装置。所述的通讯装置包括RS232维护口、RS232通信口和NEU ROM, RS232维护口、RS232通信口和NEU ROM连接微处理器的通讯口。微处本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种弱信号电力供电微机保护器，包括电连接的微处理器、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ和存储器，其特征在于：微处理器的输入端通过ＤＳＰ连接微信号模拟量输入装置；微处理器的输入端通过ＦＰＧＡ连接微信号开关量输入装置；微处理器的输出端通过ＦＰＧＡ连接开关量输出装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：荣博，徐丙垠，陈田风，成学英，
申请(专利权)人：山东计保电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：37