專利名稱：數(shù)字式線路保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及輸變電線路保護(hù)裝置，特別涉及數(shù)字式線路保護(hù)裝置，本實(shí) 用新型SNP-9620數(shù)字式線路保護(hù)是以距離保護(hù)、零序保護(hù)、三相一次重合閘為基 本配置的成套線路保護(hù)裝置，并集成了電壓切換箱和三相操作箱，適用于110KV、 66KV、 35KV輸變電線路。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求，以16位多CPU為基礎(chǔ) 的微機(jī)線路保護(hù)在運(yùn)算速度、計(jì)算精確度、網(wǎng)絡(luò)通訊功能等方面已經(jīng)難以滿足現(xiàn) 代電力系統(tǒng)的要求。中國(guó)專利申請(qǐng)02131716.X公開(kāi)了一種智能綜合數(shù)字繼電 器屬電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)，包括電壓電流互感器、線性隔離電路、繼電器輸出 電路、數(shù)字輸入電路、A/D轉(zhuǎn)換器、光電隔離電路、數(shù)字信號(hào)處理器、主微處理 器、人機(jī)界面顯示模塊、以太網(wǎng)控制器所組成。但是該專利申請(qǐng)其集成度不高， 使得裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種數(shù)字式線路保護(hù)裝置，主要克服以往距離保 護(hù)在集成度、運(yùn)算速度、精確度、及網(wǎng)絡(luò)通訊上的缺陷。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案為數(shù)字式線路保護(hù)裝置，由電源模件、交流采樣模 件、CPU模件、開(kāi)入開(kāi)出模件和操作模件組成，電源模件分別與交流采樣模件
和開(kāi)入開(kāi)出模件和操作模件連接，交流采樣模件輸出端與CPU模件輸入端連接， CPU模件與開(kāi)入開(kāi)出模件和操作模件雙向聯(lián)接，CPU模件由DSP、開(kāi)出驅(qū)動(dòng)模 件、開(kāi)入光隔驅(qū)動(dòng)模件、通訊模件、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)控制器、液晶顯示模件、 低通濾波裝置組成，交流采樣模件采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)低通濾波裝置后輸入模/數(shù) 轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后輸入DSP，經(jīng)DSP處理后通過(guò)開(kāi)出驅(qū)動(dòng)模件傳輸給開(kāi) 入開(kāi)出模件和操作模件，完成開(kāi)關(guān)量的光電隔離與繼電器出口控制，開(kāi)入開(kāi)出模 件和操作模件將數(shù)據(jù)通過(guò)開(kāi)入光隔驅(qū)動(dòng)模件再傳輸給DSP， DSP與通訊模件、液晶顯示模件、存儲(chǔ)控制器雙向聯(lián)接；DSP有兩個(gè)插件板，為DSP板和V40板， DSP板和V40板可以相互提出中斷申請(qǐng)，可接收GPS秒脈沖信號(hào)，通過(guò)中斷方 式啟動(dòng)定時(shí)和分頻功能。
裝置核心DSP安裝在通訊接口模件上，采用的是美國(guó)Texas Instruments公司 生產(chǎn)的TMS320F28335芯片，該芯片具有高性能CPU時(shí)鐘性能超過(guò)(100MHZ) 和高速外圍設(shè)備。通過(guò)COMS處理技術(shù)，這款DSP芯片具有極低的功耗。在模 擬量釆集方面，它具有16通道、12位模擬量轉(zhuǎn)換器，增強(qiáng)型ADC外設(shè)具有12 位分辨率，并且能加速到每秒12.5M(MSPS)的采樣速度(一般芯片為6.25MSPS 和3.75MSPS)，并且通過(guò)流水線結(jié)構(gòu)可以監(jiān)控模擬信號(hào)等各種強(qiáng)大的功能。通過(guò) 其諸多的優(yōu)勢(shì)，可以輕松滿足裝置高性能、采樣的高精度、通訊的多方式等一系 列要求。
本實(shí)用新型有益效果本實(shí)用新型具有20路遙信信號(hào)開(kāi)入端子，6組保護(hù)開(kāi) 出端子，IO組信號(hào)開(kāi)出端子(如接中央信號(hào)屏等)，各4組合、分閘輔助接點(diǎn)端 子，2組控制回路斷線端子，運(yùn)用32位數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為基礎(chǔ)的保護(hù)、控 制、測(cè)量一體化微機(jī)裝置。釆用32位微機(jī)芯片并非只著眼于精度，因?yàn)榫仁?A/D轉(zhuǎn)換器分辨率的限制，超過(guò)16位時(shí)在轉(zhuǎn)換速度和成本方面都是難以接受的； 更重要的是32位微機(jī)芯片具有很高的集成度，很高的工作頻率和計(jì)算速度，很 大的尋址空間，豐富的指令系統(tǒng)和較多的輸入輸出口。 CPU的寄存器、數(shù)據(jù)總 線、地址總線都是32位的，具有存儲(chǔ)器管理功能、存儲(chǔ)器保護(hù)功能和任務(wù)轉(zhuǎn)換 功能，并將高速緩存(Cache)和浮點(diǎn)數(shù)部件都集成在CPU內(nèi)。裝置包括2個(gè)RS485 接口、 2個(gè)高速以太網(wǎng)接口、以及一個(gè)RS232打印機(jī)接口，使裝置在輕松的與各 種外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。可以應(yīng)對(duì)現(xiàn)代IIOKV及以下電力系統(tǒng)所需的各種要求。


圖l:為本實(shí)用新型線路結(jié)構(gòu)框圖
圖中1-開(kāi)入開(kāi)出模件和操作模件，2-電源模件，3-CPU模件，3-1-DSP， 3-2-開(kāi)出驅(qū)動(dòng)模件，3-3-開(kāi)入光隔驅(qū)動(dòng)模件，3-4-通訊模件，3-5-模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，3-6-存儲(chǔ)控制器，3-7-液晶顯示模件，3-8-低通濾波裝置，4-交流采樣模件。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)Dl，數(shù)字式線路保護(hù)裝置，由電源模件2 (采用國(guó)內(nèi)品牌上海博湃科
4電子技股份有限公司的XRA05/110D05-24HG型3路電源)、交流采樣模件4 (采用武漢華意電子有限公司生產(chǎn)的WGSLO型電流互感器和WGSYO型電壓互感器)、CPU模件3、開(kāi)入開(kāi)出模件和操作模件l (采用日本松下公司的DKla-24V型繼電器)組成，電源模件2分別與交流采樣模件4和開(kāi)入開(kāi)出模件和操作模件l連接，交流采樣模件4輸出端與CPU模件3輸入端連接，CPU模件3與開(kāi)入開(kāi)出模件和操作模件1雙向聯(lián)接，CPU模件3由DSP 3-1 (采用美國(guó)TI公司生產(chǎn)的TMS320F28335型DSP芯片)、開(kāi)出驅(qū)動(dòng)模件3-2 (采用日本東芝公司生產(chǎn)的TLP181型芯片)、開(kāi)入光隔驅(qū)動(dòng)模件3-3 (采用日本東芝公司生產(chǎn)的TLP181型芯片)、通訊模件3-4 (采用美國(guó)Micrel公司生產(chǎn)的KSZ8842高速以太網(wǎng)通訊芯片)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器3-5 (采用美國(guó)ADI公司生產(chǎn)的AD7656芯片)、存儲(chǔ)控制器3-6 (采用臺(tái)灣ICSI公司生產(chǎn)的IC622LV51216芯片)、液晶顯示模件3-7 (采用美國(guó)微芯公司生產(chǎn)的dsPIC33FJ64GP206控制芯片；采用北京華田信科電子有限公司生產(chǎn)的LM320240C液晶)、低通濾波裝置3-8(采用北京中宇豪生產(chǎn)的EMI/EMC低通濾波器)組成，交流采樣模件4采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)低通濾波裝置3-8后輸入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器3-5，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后輸入DSP,經(jīng)DSP處理后通過(guò)開(kāi)出驅(qū)動(dòng)模件3-2傳輸給開(kāi)入開(kāi)出模件和操作模件1，完成開(kāi)關(guān)量的光電隔離與繼電器出口控制，開(kāi)入開(kāi)出模件和操作模件1將數(shù)據(jù)通過(guò)開(kāi)入光隔驅(qū)動(dòng)模件3-3再傳輸給DSP， DSP與通訊模件3-4、液晶顯示模件3-7、存儲(chǔ)控制器3-6雙向聯(lián)接；DSP為美國(guó)Texas Instruments公司的數(shù)字信號(hào)處理器芯片TMS320F28335，DSP有兩個(gè)插件板，為DSP板和V40板，DSP板是APCI工控機(jī)中的一塊智能型板，它可以獨(dú)立完成數(shù)據(jù)的采集和處理，V40板向用戶提供PC機(jī)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，操作系統(tǒng)KTDOS3K.0與MSDOS3.0完全兼容，因而用戶可以在DOS環(huán)境下用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，大大提高可開(kāi)發(fā)效率。DSP板和V40板可以相互提出中斷申請(qǐng)，可接收GPS秒脈沖信號(hào)，通過(guò)中斷方式啟動(dòng)定時(shí)和分頻功能。數(shù)字式線路保護(hù)裝置采用AT96總線結(jié)構(gòu)，電源模件提供裝置各種工作電源，直流或交流220V輸入，經(jīng)抗干擾濾波回路后，利用逆變?cè)磔敵鍪?V， 士12V， +24V。
權(quán)利要求1、數(shù)字式線路保護(hù)裝置，其特征是由電源模件、交流采樣模件、CPU模件、開(kāi)入開(kāi)出模件和操作模件組成，電源模件分別與交流采樣模件和開(kāi)入開(kāi)出模件和操作模件連接，交流采樣模件輸出端與CPU模件輸入端連接，CPU模件與開(kāi)入開(kāi)出模件和操作模件雙向聯(lián)接，CPU模件由DSP、開(kāi)出驅(qū)動(dòng)模件、開(kāi)入光隔驅(qū)動(dòng)模件、通訊模件、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)控制器、液晶顯示模件、低通濾波裝置組成，交流采樣模件采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)低通濾波裝置后輸入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后輸入DSP，經(jīng)DSP處理后通過(guò)開(kāi)出驅(qū)動(dòng)模件傳輸給開(kāi)入開(kāi)出模件和操作模件，完成開(kāi)關(guān)量的光電隔離與繼電器出口控制，開(kāi)入開(kāi)出模件和操作模件將數(shù)據(jù)通過(guò)開(kāi)入光隔驅(qū)動(dòng)模件再傳輸給DSP，DSP與通訊模件、液晶顯示模件、存儲(chǔ)控制器雙向聯(lián)接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及數(shù)字式線路保護(hù)裝置，主要克服以往距離保護(hù)在集成度、運(yùn)算速度、精確度、及網(wǎng)絡(luò)通訊上的缺陷。技術(shù)方案為數(shù)字式線路保護(hù)裝置，由電源模件、交流采樣模件、CPU模件、開(kāi)入開(kāi)出模件和操作模件組成，CPU模件由DSP、開(kāi)出驅(qū)動(dòng)模件、開(kāi)入光隔驅(qū)動(dòng)模件、通訊模件、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)控制器、液晶顯示模件、低通濾波裝置組成，交流采樣模件采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)低通濾波裝置后輸入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸入DSP，處理后通過(guò)開(kāi)出驅(qū)動(dòng)模件傳輸給開(kāi)入開(kāi)出模件和操作模件，開(kāi)入開(kāi)出模件和操作模件將數(shù)據(jù)通過(guò)開(kāi)入光隔驅(qū)動(dòng)模件再傳輸給DSP，DSP與通訊模件、液晶顯示模件、存儲(chǔ)控制器雙向聯(lián)接。適用于110kV、66kV、35kV輸變電線路繼電保護(hù)。
文檔編號(hào)H02H7/26GK201417932SQ20092007372
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者張繼征, 徐順寶, 斌 李 申請(qǐng)人:上海南自科技股份有限公司