一种具有继电保护智能配置功能的综合保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术中公开了一种具有继电保护智能配置功能的综合保护装置，它包括：DSP处理器、电流、电压互感器回路、信号调理回路、铁电存储器及时钟回路、开关量输入回路、键盘输入回路、外部晶振回路、液晶显示回路、继电器输出回路、RS485通讯回路和CAN通讯回路。本实用新型专利技术采用新一代DSP处理器，数据处理能力强，保护动作响应速度快；大大减少了外围器件数量，起到降低系统成本、降低系统复杂程度的作用，提高了设备的抗干扰能力；装置为综合保护装置，一台装置可适应多种被保护对象，适合大批量生产，提高生产效率；用户选型方便，大大减少备品备件的数量，减少资源浪费。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力系统中低压继电保护装置，特别是一种提高装置的抗干扰能 力，研制适用性广泛的具有继电保护智能配置功能的综合保护装置。
技术介绍
继电保护装置在电力保护行业应用广泛，由于很多保护自动化厂家采用硬件系统 设计复杂，一般CPU外部要有程序存储芯片、外扩的静态RAM、外扩的A/D转换芯片、并行的 数据存储芯片、并行接口的液晶等，这样CPU板的布线复杂，易受外界干扰，而且CPU板的废 品率比较高。很多保护自动化厂家提供的保护产品有很多型号，尤其中低压的保护装置数量又 比较大，因此保护装置的生产存在批量小、生产周期长、备品备件种类多的问题，用户在选 型时面对型号繁多的装置，选择又比较困难。
技术实现思路
专利技术目的本技术为解决上述问题，设计了一种具有继电保护智能配置功能 的综合保护装置。本技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的一种具有继电保护智能配置功能的综合保护装置，它包括DSP处理器用于完成 逻辑运算、A/D采样、通讯处理；DSP处理器包括A/D转换部件、SPI总线回路、GPIO回路、晶 振模块、UART控制器和CAN模块；电流、电压互感器回路电流互感器回路将外部电流信号 转换为小电压信号；电压互感器回路将外部电压信号转换为小电压信号；电流、电压互感 器回路通过信号调理电路与DSP处理器的A/D转换部件相连；信号调理回路将电流、电压 互感器回路转换过来的小电压的交流信号通过运放组成的偏置回路转换为交流信号，并通 过滤波回路进行滤波；信号调理回路与DSP处理器的A/D转换部件相连；铁电存储器及时 钟回路存储参数、定值、事件记录、电度值等多种参数，掉电数据不丢失；作为装置运行的 时钟，用于事件记录；铁电存储器及时钟回路与DSP处理器的SPI总线回路相连；开关量输 入回路进行光电隔离的数字量采集模块，开关量输入回路与DSP处理器的GPIO回路相连； 键盘输入回路用于人机界面操作的输入信号；键盘输入回路与DSP处理器的GPIO回路相 连；外部晶振回路外部晶振回路与DSP处理器的晶振模块相连，作为CPU运行的系统时 钟；液晶显示回路实现装置状态的显示、参数和定值的设置等功能；液晶显示回路与DSP 处理器的GPIO回路相连；继电器输出回路完成操作机构的跳闸、合闸操作以及开关防跳 功能；继电器输出回路与DSP处理器的GPIO回路相连；RS485通讯回路与主站进行通讯， 可将装置运行状态信息上送主站，并接收主站命令，实现遥控功能；RS485通讯回路与DSP 处理器的UART控制器相连；CAN通讯回路与主站进行通讯，可将装置运行状态信息上送主 站，并接收主站命令，实现遥控功能；CAN通讯回路与DSP处理器的CAN模块相连。本技术中，所述的DSP处理器为Microchip公司的dsPIC33FJ256GP710。本技术中，所述的电流、电压互感器回路包括四个外部电流信号接口和三个 外部电压信号接口。本技术中，铁电存储器及时钟回路包括RAMTR0N公司的FM33256芯片及芯片 外部的时钟回路。本技术提出“单片解决方案”概念，“单片解决方案”是指DSP处理器(CPU)外 没有并行数据总线，即用到并行数据总线的程序存储器、RAM、A/D转换芯片等全部使用CPU 内部的部件；采用带SPI总线接口的FM33256作为外部存储器和时钟芯片，该芯片为铁电存 储器，擦写次数无限，且掉电不丢失数据；保护交流通道采用专用电流、电压互感器接入电 流、电压信号，并经过调理回路输入CPU的A/D转换回路；遥信信号经过光电隔离模块以I/ 0方式被CPU采集，而不是通过总线方式采集；CPU采集交流量信号和遥信信号，经过逻辑 运算以I/O方式控制继电器输出回路，完成操作机构的跳闸、合闸操作以及开关防跳功能； CPU采用光电隔离的RS485接口与上级系统进行通讯；通过键盘接收命令，控制液晶的显示 结果，达到人机交互功能。采用“单片解决方案”，即用到并行数据总线的程序存储器、RAM、A/D转换芯片等全 部使用CPU内部的部件，这样CPU外部就没有并行数据总线了，而CPU与外部元器件接口， 比如液晶、数字量输入采集、数字量输出控制等只采用I/O 口的方式处理。这样印制板上减 少了大量布线，CPU高频信号线也没有引到CPU外部，减少了受电磁干扰的可能。同时由于 没有外部数据总线，不存在数据总线的短接等故障问题，只要CPU能运行，外围回路的检测 很方便，这样大大降低了 CPU板的废品率。对于中低压保护型号种类多带来生产和选型的不方便问题，本技术为综合保 护装置，通过参数配置，本装置适用于线路、电容器、配变、电动机等对象，这样既符合电力 行业用户的使用习惯，也减少了对无关定值的整定工作量。对厂家继电保护设备的批量生 产、用户的设备选型都带来很大好处。本技术与现在技术相比具有以下优点1.采用新一代DSP处理器，数据处理能力强，保护动作响应速度快；2.大大减少了外围器件数量，起到降低系统成本、降低系统复杂程度的作用，提高 了设备的抗干扰能力。3.装置为综合保护装置，一台装置可适应多种被保护对象，适合大批量生产，提高 生产效率；用户选型方便，大大减少备品备件的数量，减少资源浪费。附图说明附图为本技术电路原理示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术做更进一步的解释。如图所示，本技术包括DSP处理器1、电流、电压互感器回路2、信号调理回路 3、铁电存储器及时钟回路4、开关量输入回路5、键盘输入回路6、外部晶振回路7 ；液晶显示 回路8、继电器输出回路9、RS485通讯回路10和CAN通讯回路11。DSP处理器1为Microchip公司的dsPIC33FJ256GP710，片内包括A/D转换部件、SPI总线回路、GPIO回路(即通用输入输出回路)、晶振模块、UART控制器(通用异步串口 控制器)、CAN模块(控制器区域网络模块)，它完成A/D采样、逻辑运算及控制、通讯处理。 外部晶振回路7为DSP处理器1提供系统时钟，驱动DSP处理器1正常运行，DSP处理器1 通过GPIO通用I/O接口，采集数字量信号，通过A/D转换部件采集电流、电压信号，将采集 到的信号经过逻辑运算，再通过GPIO通用I/O接口驱动外部的继电器输出回路9，达到控制 功能。通过SPI总线控制器，访问外部SPI接口的铁电存储器及时钟回路4，读取和保存设 备的参数、定值，并可保存保护的故障信息。UART控制器和CAN模块经过外部驱动回路，可 扩展为RS485通讯回路10和CAN通讯回路11，实现与主站的通讯。电流、电压互感器回路2包括四个TA电流互感器、三个TV电压互感器。电流、电 压互感器回路2通过信号调理电路3与DSP处理器1的A/D转换部件相连；4组外部电流 信号通过内部的电流互感器转换为小电压信号；3组外部的电压信号通过内部的电压互感 器转换为小电压信号。信号调理回路3包括7组专用信号调整回路，信号调理回路3与DSP处理器1的 A/D转换部件相连。将电流、电压互感器回路2转换过来的小电压的交流信号通过运放组成 的偏置回路转换为0 3. 3V的交流信号，并通过滤波回路进行滤波。铁电存储器及时钟回路4包括1个FM33256芯片，内部包含实时时钟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有继电保护智能配置功能的综合保护装置，其特征在于，它包括：　　ＤＳＰ处理器：用于完成逻辑运算、Ａ／Ｄ采样、通讯处理；ＤＳＰ处理器包括Ａ／Ｄ转换部件、ＳＰＩ总线回路、ＧＰＩＯ回路、晶振模块、ＵＡＲＴ控制器和ＣＡＮ模块；　　电流、电压互感器回路：电流互感器回路将外部电流信号转换为小电压信号；电压互感器回路将外部电压信号转换为小电压信号；电流、电压互感器回路通过信号调理电路与ＤＳＰ处理器的Ａ／Ｄ转换部件相连；　　信号调理回路：将电流、电压互感器回路转换过来的小电压的交流信号通过运放组成的偏置回路转换为交流信号，并通过滤波回路进行滤波；信号调理回路与ＤＳＰ处理器的Ａ／Ｄ转换部件相连；　　铁电存储器及时钟回路：存储参数、定值、事件记录、电度值等多种参数，掉电数据不丢失；作为装置运行的时钟，用于事件记录；铁电存储器及时钟回路与ＤＳＰ处理器的ＳＰＩ总线回路相连；　　开关量输入回路：进行光电隔离的数字量采集模块，开关量输入回路与ＤＳＰ处理器的ＧＰＩＯ回路相连；　　键盘输入回路：用于人机界面操作的输入信号；键盘输入回路与ＤＳＰ处理器的ＧＰＩＯ回路相连；　　外部晶振回路：外部晶振回路与ＤＳＰ处理器的晶振模块相连，作为ＣＰＵ运行的系统时钟；　　液晶显示回路：实现装置状态的显示、参数和定值的设置等功能；液晶显示回路与ＤＳＰ处理器的ＧＰＩＯ回路相连；　　继电器输出回路：完成操作机构的跳闸、合闸操作以及开关防跳功能；继电器输出回路与ＤＳＰ处理器的ＧＰＩＯ回路相连；　　ＲＳ４８５通讯回路：与主站进行通讯，可将装置运行状态信息上送主站，并接收主站命令，实现遥控功能；ＲＳ４８５通讯回路与ＤＳＰ处理器的ＵＡＲＴ控制器相连；　　ＣＡＮ通讯回路：与主站进行通讯，可将装置运行状态信息上送主站，并接收主站命令，实现遥控功能；ＣＡＮ通讯回路与ＤＳＰ处理器的ＣＡＮ模块相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高明，杨晓渝，
申请(专利权)人：南京安能电气控制设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84