CN201616665U - 微机继电保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微机继电保护装置，包括模入通道、A/D转换电路、CPU电路、第一光电隔离电路、开关量输入电路、第二光电隔离电路、驱动回路、开关量输出电路、操作回路、显示器及面板、电源电路；能够对电压、电流、变压器瓦斯及温度、压力等信号进行采集处理，当采集的信号出现异常时，能够及时的向值班人员发出告警信息，提示值班人员对异常现象及时处理；当电力系统出现故障时，保护装置能及时发出分闸命令，切除故障回路，保证系统正常工作；分合闸命令在设定时间后能自动返回，保证不会因为断路器机械故障而烧毁跳合闸线圈；本实用新型还具备通信功能，可通过上位机直接对微机继电保护装置进行远程控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及继电保护装置，具体涉及一种微机继电保护装置。
背景技术
常规的继电保护装置一般功能单一，采集的信号也较单一，一般只采集一组输入信号，不能进行智能控制，不能与外界进行通信，电路复杂，性能不稳定，使用很不方便；作为变电所自动化系统重要环节的微机综合保护在我国得到了迅猛发展，用微机保护代替传统的常规继电保护屏，改变了传统常规的继电保护装置不能与外界通信的缺点。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是，提供一种微机继电保护装置，包括模入通道、A/D转换电路、CPU电路、第一光电隔离电路、开关量输入电路、第二光电隔离电路、驱动回路、开关量输出电路、操作回路、显示器及面板、电源电路；其特点是：
所述模入通道的输出端连接A/D转换电路的输入端，A/D转换电路的输出端连接CPU电路的一个输入端；
开关量输入电路的输出端连接第一光电隔离电路的输入端，第一光电隔离电路的输出端连接CPU电路的一个输入端；
CPU电路的输出端连接第二光电隔离电路的输入端，第二光电隔离电路的输出端连接驱动回路的输入端，驱动回路的一个输出端连接开关量输出电路，驱动回路的另一个输出端连接操作回路；
所述CPU电路的一个输入输出端连接显示器及面板；
电源电路为电路单元提供电源。
所述第一光电隔离电路和第二光电隔离电路的作用将强电信号与弱电信号隔离，增强抗干扰能力，保证系统稳定运行；
模入通道对各种输入的电流电压进行变换处理，然后输出弱电信号到A/D转换电路；
A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号送到CPU电路；
CPU电路首先判断输入信号类别是开关量输入或是数字信号输入，如果输入信号是开关量输入，则对开关量信号进行分析运算，根据运算结果输出跳闸信号和报警信号并通过第二光电隔离电路到驱动回路，如果输入信号是数字信号，则对数字信号进行分析和运算，根据运算结果实现保护逻辑，输出逻辑控制信号并通过第二光电隔离电路到驱动回路；
开关量输入电路采集外部的开关量信号，通过第一光电隔离电路输出到CPU电路；
显示器及面板为用户提供友好的使用界面。借助液晶显示器可以很方便地浏览测量数据、修改定值及系数、进行传动试验。提供详尽的故障告警信息，帮助用户及时准确地处理问题；
所述驱动回路通过第二光电隔离电路接收CPU电路输出的命令信号，输出驱动信号，实现对外部高压断路器进行分合闸操作；
根据本实用新型所述的微机继电保护装置的一种优选方案，所述CPU电路的另一个输入输出端还连接通讯接口；
所述通讯接口将采集到的各种模拟量、开关量以及保护信号等上传到上位机，同时可以接受上位机下发的各种控制命令。
根据本实用新型所述的微机继电保护装置的一种优选方案，所述操作回路包括遥控合闸输入、手动合闸输入、遥控跳闸输入、手动跳闸输入、合闸回路、跳闸回路。
根据本实用新型所述的微机继电保护装置的一种优选方案，所述遥控合闸输入、手动合闸输入包括继电器SHJ、电阻R11、R12、二极管D11，所述二极管D11与电阻R11串联后连接到继电器SHJ的线圈的两端，继电器SHJ的线圈的一端连接驱动回路输出的遥控合闸驱动信号以及手动合闸驱动信号，继电器SHJ的线圈的另一端通过电阻R12连接工作电源。
本实用新型所述的微机继电保护装置的有益效果是：能够对电压、电流、变压器瓦斯及温度、压力等信号进行采集处理，当采集的信号出现异常时，能够及时的向值班人员发出告警信息，提示值班人员对异常现象及时处理；当电力系统出现故障时，保护装置能及时发出分闸命令，切除故障回路，保证系统正常工作；分合闸命令在设定时间后能自动返回，保证不会因为断路器机械故障而烧毁跳合闸线圈；本实用新型还具备通信功能，可通过上位机直接对微机继电保护装置进行远程控制，该实用新型成本低、控制可靠，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是微机继电保护装置的原理框图。
图2是CPU电路4的原理图。
图3是CPU电路4的主程序流程框图。
图4是CPU电路4的通讯接收子程序流程框图。
图5是CPU电路4的通讯发送子程序流程框图。
图6是操作回路10中跳位指示、重合闸输入、合闸回路、合闸保持回路、合位指示、跳闸回路的电路原理图。
图7是操作回路10中遥控合闸输入、手动合闸输入、遥控跳闸输入、手动跳闸输入的电路原理图。
图8是操作回路10中事故总告警的原理图。
具体实施方式
参见图1，一种微机继电保护装置，由模入通道1、A/D转换电路2、通讯接口3、CPU电路4、第一光电隔离电路5、开关量输入电路6、第二光电隔离电路7、驱动回路8、开关量输出电路9、操作回路10、显示器及面板11、电源电路12构成，其中，模入通道1的输出端连接A/D转换电路2的输入端，A/D转换电路2的输出端连接CPU电路4的一个输入端；所述开关量输入电路6的输出端连接第一光电隔离电路5的输入端，第一光电隔离电路5的输出端连接CPU电路4的一个输入端，CPU电路4的输出端连接第二光电隔离电路7的输入端，第二光电隔离电路7的输出端驱动回路8的输入端，驱动回路8的一个输出端连接开关量输出电路9，驱动回路8的另一个输出端连接操作回路10；所述CPU电路4的一个输入输出端连接通讯接口3；所述CPU电路4的另一输入输出端连接显示器及面板11；
所述通讯接口3将装置采集到的各种模拟量、开关量以及保护信号等上传到上位机，同时可以接受上位机下发的各种控制命令
第一光电隔离电路5和第二光电隔离电路7的作用将强电信号与弱电信号隔离，增强抗干扰能力，保证系统稳定运行；
模入通道1对各种输入的电流电压进行变换处理，然后输出弱电信号到A/D转换电路2；
A/D转换电路2将模拟信号转换成数字信号送到CPU电路；
CPU电路4首先判断输入信号类别是开关量输入或是数字信号输入，如果输入信号是开关量输入，则对开关量信号进行分析运算，根据运算结果输出跳闸信号和报警信号并通过第二光电隔离电路7到驱动回路8，如果输入信号是数字信号，则对数字信号进行分析和运算，根据运算结果实现保护逻辑，输出逻辑控制信号并通过第二光电隔离电路7到驱动回路8；
开关量输入电路6采集外部的开关量信号，通过第一光电隔离电路5输出到CPU电路4；其中，开关量信号包括变压器瓦斯及温度、压力信号；
显示器及面板11为用户提供友好的使用界面，借助液晶显示器可以很方便地浏览测量数据、修改定值及系数、进行传动试验，提供详尽的故障告警信息，帮助用户及时准确地处理问题；
驱动回路8通过第二光电隔离电路7接收CPU电路4输出的命令信号，输出驱动信号到操作回路10；
操作回路10根据驱动信号实现对外部高压断路器进行分合闸操作。
参见图2，所述CPU电路4可以采用32位DSP F2812和多CPU及自定义大规模集成电路作为硬件平台核心，具备可编程逻辑资源配置与符合CDMTRADE的故障录波功能，并采用有源滤波技术、强弱电完全分开的插板式结构、大屏液晶显示器和丰富的汉字库，使本实用新型精度高、抗干扰、抗震动、抗温升能力强，能在高温、高湿、低温、多尘等恶劣环境下长期可靠工作。同时，在CPU电路4中设置如图3至图5所述的程序。
所述通讯电路6具有RS485和CAN通信功能，将通讯电路6连接后台计算机，后台计算机即可远程控制报警器。
在具体实施例中，参见图6、图7、图8，所述操作回路10包括遥控合闸输入、手动合闸输入、遥控跳闸输入、手动跳闸输入、合闸回路、跳闸回路。
其中，所述遥控合闸输入、手动合闸输入包括继电器SHJ、电阻R11、R12、二极管D11，所述二极管D11与电阻R11串联后连接到继电器SHJ的线圈的两端，继电器SHJ的线圈的一端连接驱动回路8输出的遥控合闸以及手动合闸驱动信号，继电器SHJ的线圈的另一端通过电阻R12连接工作电源。
所述微机继电保护装置的工作原理是：模入通道1对各种输入的电流电压进行变换处理，然后输出弱电信号到A/D转换电路2，A/D转换电路2将模拟信号转换成数字信号送到CPU电路4；同时，开关量输入电路6采集外部的开关量信号，通过第一光电隔离电路5输出到CPU电路4；CPU电路4首先判断输入信号类别是开关量输入或是数字信号输入，如果输入信号是开关量输入，则对开关量信号进行分析运算，根据运算结果输出跳闸信号和报警信号并通过第二光电隔离电路7到驱动回路8，如果输入信号是数字信号，则对数字信号进行分析和运算，根据运算结果实现保护逻辑，输出逻辑控制信号并通过第二光电隔离电路7到驱动回路8；另外CPU电路4输出信号到显示器及面板11，驱动显示屏显示开关量信号以及操作回路状态，驱动回路8接收CPU电路4输出的控制信号，输出驱动信号到操作回路10，操作回路10根据驱动信号实现对外部高压断路器进行分合闸操作；当需要后台计算机控制微机继电保护装置时，通讯电路6具有RS485CAN通信功能，将通讯电路6连接后台计算机，后台计算机即可远程控制微机继电保护装置。
Claims (4)
1.一种微机继电保护装置，包括模入通道(1)、A/D转换电路(2)、CPU电路(4)、第一光电隔离电路(5)、开关量输入电路(6)、第二光电隔离电路(7)、驱动回路(8)、开关量输出电路(9)、操作回路(10)、显示器及面板(11)、电源电路(12)；其特征在于：模入通道(1)的输出端连接A/D转换电路(2)的输入端，A/D转换电路(2)的输出端连接CPU电路(4)的一个输入端；
开关量输入电路(6)的输出端连接第一光电隔离电路(5)的输入端，第一光电隔离电路(5)的输出端连接CPU电路(4)的一个输入端；
CPU电路(4)的输出端连接第二光电隔离电路(7)的输入端，第二光电隔离电路(7)的输出端连接驱动回路(8)的输入端，驱动回路(8)的一个输出端连接开关量输出电路(9)，驱动回路(8)的另一个输出端连接操作回路(10)；
所述CPU电路(4)的一个输入输出端连接显示器及面板(11)；
电源电路(12)为电路单元提供电源。
2.根据权利要求1所述的微机继电保护装置，其特征在于：所述CPU电路(4)的另一个输入输出端还连接通讯接口(3)；
所述通讯接口(3)将采集到的各种模拟量、开关量以及保护信号上传到上位机，同时可以接受上位机下发的各种控制命令。
3.根据权利要求2所述的微机继电保护装置，其特征在于：所述操作回路(10)包括遥控合闸输入、手动合闸输入、遥控跳闸输入、手动跳闸输入、合闸回路、跳闸回路。
4.根据权利要求3所述的微机继电保护装置，其特征在于：所述遥控合闸输入、手动合闸输入包括继电器SHJ、电阻R11、R12、二极管D11，所述二极管D11与电阻R11串联后连接到继电器SHJ的线圈的两端，继电器SHJ的线圈的一端连接驱动回路(8)输出的遥控合闸以及手动合闸驱动信号，继电器SHJ的线圈的另一端通过电阻R12连接工作电源。
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