電力綜合保護(hù)測控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力綜合保護(hù)測控裝置，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場已經(jīng)有多種綜合繼電保護(hù)產(chǎn)品，但存在一些缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在:(1)、產(chǎn)品型號種類繁多，給產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)及售后服務(wù)、運(yùn)行管理帶來很大的工作量，備品備件的數(shù)量及種類也比較繁雜；(2)、國產(chǎn)綜合繼電保護(hù)產(chǎn)品的電源壽命一般都很短，5~6年就要更換一次，產(chǎn)品的維護(hù)工作量較大；(3)、目前的產(chǎn)品大都為后插拔板件，不方便板件拔出維修；(4)、各板件之間的連接或使用昂貴的端子，或無法保證可靠連接且無法檢測。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種電力綜合保護(hù)測控裝置，方便現(xiàn)場維護(hù)安裝和板件維修替換，易于擴(kuò)展各種板件，產(chǎn)品適用范圍更廣，并且具有更強(qiáng)的抗干擾能力和更高的運(yùn)行可靠程度。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]電力綜合保護(hù)測控裝置，其特征在于:它包括帶有主CPU板的主板，電源板、前面板和交流板；電源板通過其can收發(fā)器及扁平電纜連接到主板；前面板通過其can收發(fā)器及扁平電纜連接到主板；交流板通過交流電纜接入主板，用于將外部強(qiáng)電信號轉(zhuǎn)化為可采樣的弱電信號并輸送到主板。
[0006]還包括擴(kuò)展板，該擴(kuò)展板通過其can收發(fā)器及扁平電纜連接到主板。
[0007]還包括一路RS232維護(hù)口，該RS232維護(hù)口通過扁平電纜以及設(shè)在主板中的電平轉(zhuǎn)換電路接入所述主CPU板的UART2模塊。
[0008]所述主CPU板包括I2C總線，該I2C總線分別連接有用于用于保存參數(shù)的E2PROM和用于提供時(shí)鐘信息的8025T實(shí)時(shí)時(shí)鐘。
[0009]所述主CPU板包括MAC，MAC外接PHY電路，PHY電路連接有以太網(wǎng)通訊接口。
[0010]本實(shí)用新型的積極效果在于:第一、采用分布式架構(gòu)，各板件相對獨(dú)立，連接簡單，即使連接出現(xiàn)異常也可以立即檢測到并立即進(jìn)行異常報(bào)警；第二、采用前插拔方式，通過扁平電纜連接，方便了現(xiàn)場維護(hù)安裝和板件維修替換。第三、基于分布式架構(gòu)，易于擴(kuò)展各種板件。第四、采用工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)電源設(shè)計(jì)思想，寬范圍輸入，單5V電源輸出，保證了裝置的長期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。第五、AC回路采用通用化設(shè)計(jì)策略，電流電壓互感器可互換，增加了產(chǎn)品的適用范圍；第六、支持220V、110V強(qiáng)電開入、交直流通用，支持防反接，防浪涌、防雷電波等多種保護(hù)機(jī)制。第七、機(jī)箱采用全封閉結(jié)構(gòu)；各板件采用先進(jìn)的表面貼裝技術(shù)；裝置強(qiáng)弱電回路、開入開出回路布局合理；重要器件(電源模塊、互感器、繼電器、液晶、端子)均采用國內(nèi)外知名企業(yè)的成熟產(chǎn)品，保證了裝置的強(qiáng)抗干擾能力和高可靠性。第八、基于通用靈活硬件設(shè)計(jì)，能夠采用軟件可編程技術(shù)，支持保護(hù)元件、LED、開入、開出、按鍵、動作報(bào)告等信息編程，以滿足用戶的各種特殊需求。第九、支持高精度時(shí)鐘守時(shí)，每年誤差小于5分鐘。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
[0013](1)、整體結(jié)構(gòu)
[0014]如圖1，本裝置包括主板1、電源板4、前面板3和交流板6。
[0015]電源板4采用標(biāo)準(zhǔn)化電源設(shè)計(jì)理念，單5V輸出，通過STM32F103的1 口擴(kuò)展了八路開入和三路開出信號，并通過其can收發(fā)器及扁平電纜5連接到主板I ;前面板3通過其STM32F103的1 口擴(kuò)展了 160X160點(diǎn)陣液晶、^^一個(gè)LED和九個(gè)通用按鍵，并通過其can收發(fā)器及扁平電纜5連接到主板。交流板6通過交流電纜接入主板1，將外部輸入的強(qiáng)電信號轉(zhuǎn)化為可采樣的弱電信號并輸送到主板I。
[0016]主板1、電源板4、前面板3通過二十五芯扁平電纜連接在一起，二十五芯扁平電纜包含了 can和電源信號，所有信號三倍冗余；主板I基于STM32F207芯片，通過can總線和其他板通訊，通過片內(nèi)AD對交流板信號進(jìn)行采樣，支持兩路RS485通訊和一路維護(hù)通訊，并通過IIC總線擴(kuò)展E2PROM和實(shí)時(shí)時(shí)鐘。交流電纜最大支持十二路交流采樣回路，所有信號兩倍幾余。
[0017]基于二十五芯網(wǎng)絡(luò)扁平電纜，支持各種擴(kuò)展板件的連接。除交流板6外，所有板件都帶有CAN收發(fā)器，而且STM32F207和STM32F103都帶can驅(qū)動，因此整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成基于CAN網(wǎng)的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。基于CAN網(wǎng)絡(luò)，主板可同其他板件進(jìn)行通訊，并可確認(rèn)板件連接是否正常，連接異常時(shí)發(fā)出報(bào)警信號。
[0018](2)、主 CPU 板
[0019]主CPU板是整個(gè)系統(tǒng)的核心，基于STMicroelectronics公司的STM32F207芯片。通過片內(nèi)十二位高速AD對交流板轉(zhuǎn)換后的信號進(jìn)行采樣，傅式濾波后計(jì)算各電氣量信息。最大支持兩路RS485通訊，使用片內(nèi)的UARTO和UARTl，需要額外增加電平轉(zhuǎn)換電路。為了維護(hù)方便，增加一路RS232維護(hù)口，使用片內(nèi)的UART2模塊，外部增加電平轉(zhuǎn)換電路后接入前面板3。主板I包含七路常開開出節(jié)點(diǎn)和一路常閉開出節(jié)點(diǎn)，通過1 口驅(qū)動。支持B碼對時(shí)，通過1 口驅(qū)動，并增加電平轉(zhuǎn)換電路。通過I2C總線擴(kuò)展E2PROM和8025T實(shí)時(shí)時(shí)鐘，用于保存參數(shù)和時(shí)鐘信息。
[0020]通過片內(nèi)MAC，并外接PHY電路，可額外擴(kuò)展一路以太網(wǎng)通訊接口。
[0021]通過增加電池模塊，可額外支持非掉電ram，用于實(shí)時(shí)保存電度數(shù)據(jù)，且支持掉電時(shí)鐘守時(shí)。
[0022](3)交流板
[0023]交流板6將外部輸入的強(qiáng)電信號轉(zhuǎn)化為可采樣的弱電信號，然后通過交流電纜接入主板I。
[0024]外部強(qiáng)電信號包括電流信號和電壓信號，分別需要CT和PT互感器。交流板6采用通用化設(shè)計(jì)理念，CT和PT可互換設(shè)計(jì)，提高了適用范圍。
[0025](4)電源板
[0026]采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化電源設(shè)計(jì)理念，寬范圍輸入，單5V回路輸出，然后通過二十五芯扁平電纜給各板件提供電源。
[0027]額外電源板包括了十二路開入和三路開出，通過STM32F103芯片1 口驅(qū)動，并通過can網(wǎng)同主板通訊。
[0028](5)前面板
[0029]前面板3基于STMicroelectronics公司的STM32F103芯片，通過1 口驅(qū)動160X160點(diǎn)陣IXD，^^一路LED和九個(gè)通用按鍵，并通過can網(wǎng)同主板通訊。
[0030]為了適應(yīng)用戶的各種特殊需求，前面板額外支持最大四個(gè)自定義按鍵，其功能通過軟件編程實(shí)現(xiàn)。
[0031](6)擴(kuò)展板
[0032]擴(kuò)展板2基于STMicroelectronics公司的STM32F103芯片，通過1 口驅(qū)動DI和DO功能，通過AD采樣Al回路，通過PWM加濾波回路驅(qū)動AO回路，并通過can網(wǎng)同主板I通訊。
[0033]為了同時(shí)支持多塊擴(kuò)展板，每個(gè)擴(kuò)展板需要有唯一的地址信息，通過電阻排方式實(shí)現(xiàn)，以支持在線靈活設(shè)置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.電力綜合保護(hù)測控裝置，其特征在于:它包括帶有主CPU板的主板(1)，電源板(4)、前面板(3 )和交流板(6 );電源板(4 )通過其can收發(fā)器及扁平電纜(5 )連接到主板(I);前面板(3)通過其can收發(fā)器及扁平電纜(5)連接到主板(I);交流板(6)通過交流電纜接入主板(I )，用于將外部強(qiáng)電信號轉(zhuǎn)化為可采樣的弱電信號并輸送到主板(I )。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力綜合保護(hù)測控裝置，其特征在于:還包括擴(kuò)展板(2)，該擴(kuò)展板(2)通過其can收發(fā)器及扁平電纜(5)連接到主板(I)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力綜合保護(hù)測控裝置，其特征在于:還包括一路RS232維護(hù)口，該RS232維護(hù)口通過扁平電纜(5)以及設(shè)在主板(I)中的電平轉(zhuǎn)換電路接入所述主CPU板的UART2模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力綜合保護(hù)測控裝置，其特征在于:所述主CPU板包括12C總線，該I2C總線分別連接有用于用于保存參數(shù)的E2PROM和用于提供時(shí)鐘信息的8025T實(shí)時(shí)時(shí)鐘。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力綜合保護(hù)測控裝置，其特征在于:所述主CPU板包括MAC, MAC外接PHY電路，PHY電路連接有以太網(wǎng)通訊接口。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種電力綜合保護(hù)測控裝置，包括帶有主CPU板的主板（1），電源板（4）、前面板（3）和交流板（6）；電源板（4）通過其can收發(fā)器及扁平電纜（5）連接到主板（1）；前面板（3）通過其can收發(fā)器及扁平電纜（5）連接到主板（1）；交流板（6）通過交流電纜接入主板（1），用于將外部強(qiáng)電信號轉(zhuǎn)化為可采樣的弱電信號并輸送到主板（1）；各板件基于STMicroelectronics公司的STM32F207或STM32F103芯片；板件之間采用二十五芯扁平電纜連接，所有信號三倍冗余；支持各種擴(kuò)展板件；支持最大兩路RS485通訊，一路以太網(wǎng)通訊和一路B碼對時(shí)；支持高精度時(shí)鐘守時(shí)，每年誤差小于5分鐘。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN204631535
【申請?zhí)枴緾N201520381366
【發(fā)明人】叢培建, 常倫凱, 耿魯飛, 連志威, 劉廣星
【申請人】煙臺東方威思頓電氣股份有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月4日