專利名稱：一種用于跳閘控制器出口可配置的觸發矩陣裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于繼電保護系統擴展配置設備領域，涉及一種觸發矩陣裝置，尤其 是一種用于跳閘控制器出口可配置的觸發矩陣裝置。
背景技術：
Trip Matrix是一種矩陣形式的交叉信號分配器，通常用來將來自數字保護系統 的觸發信號可編程地連接到觸發繼電器上去，是目前繼電保護系統中十分重要的一種擴展 配置設備，可以大大增加控制保護系統應用的靈活性。Trip Matrix的原理并不復雜，主要 有軟觸發矩陣和硬觸發矩陣兩種實現方式。軟觸發矩陣方式可以應用現在流行的數字化設 計方法，省去硬接線的復雜結構，實現狀態的在線檢測和上報，方便維護和管理，但是數字 化的實現方式也同時有抗干擾性差，可靠性下降的缺點。而硬觸發矩陣則相反，能很好地克 服這些缺點的同時卻面臨裝置過大，實現聯網困難的不足。因此在電力系統數字化的潮流 趨勢下，發展能夠結合兩者優點的Trip Matrix已經成為一種客觀的需要
實用新型內容
本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種用于跳閘控制器出口 可配置的觸發矩陣裝置，該裝置在Trip Matrix硬觸發矩陣實現方式中，增加了 CPU板，經 過隔離處理后將狀態信息讀入CPU板處理，實現對設備狀態的監測，從而提高裝置的數字 化水平。本實用新型的目的是通過以下技術方案來解決的這種用于跳閘控制器出口可配置的觸發矩陣裝置，包括連接背板以及由接插件與 連接背板連接的矩陣結構板、電源板、輸入板和輸出板。另外還包括一個用于在線監測觸發 矩陣的CPU板，所述CPU板與連接背板連接，CPU板通過連接背板采集來自輸入板和輸出板 的狀態信號。上述CPU板包括CPU最小系統電路、信號隔離電路、A/D采樣電路和通訊接口 ；所 述CPU最小系統電路的輸入端與A/D采樣電路的輸出端連接，所述A/D采樣電路的輸入端 通過信號隔離電路分別與輸入板和輸出板連接；所述通訊接口與CPU最小系統電路連接。上述的用于跳閘控制器出口可配置的觸發矩陣裝置，其特征在于所述輸入板包 含有第一輸入延伸電路，第一 LED狀態指示電路以及預留的第一輸入信號返回電路；所述 第一輸入延伸電路將輸入信號延伸到接插件接口，所述第一輸入信號返回電路將輸入信號 重新引出。上述輸出板包含有輸出引出電路、第二 LED狀態指示電路以及輸出擴展電路；所 述輸出引出電路將由接插件接口進來的輸出信號引出到輸出端的輸出擴展電路，所述輸出 擴展電路將輸出信號分成多路引出。以上所述的觸發矩陣裝置裝備在6U標準機箱內。本實用新型結合了數字化設計技術，增加了一個CPU板，從而增加了裝置的聯網通信能力和數據處理能力，提高了裝置的數字化水平。
圖1是本實用新型的矩陣原理示意圖；圖2是系統總體框圖； 圖3是圖1虛線框內局部放大圖。其中1為輸入信號從輸入板到矩陣結構板的示意路徑，2為輸出信號從矩陣結構 板到輸出板的示意路徑，3和4均為LED狀態指示回路信息采集到CPU板的示意路徑。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述如圖2，這種用于跳閘控制器出口可配置的觸發矩陣裝置，包括連接背板以及由接 插件與連接背板連接的矩陣結構板、電源板、輸入板和輸出板，另外本實用新型還包括一個 用于在線監測觸發矩陣的CPU板，CPU板與連接背板連接，其通過連接背板采集來自輸入板 和輸出板的狀態信號。矩陣結構板用以實現矩陣的物理結構，通過插栓選擇矩陣交叉點的接通與否，來 實現輸入輸出不同連接關系的配置。連接背板通過接插件與各塊電路板及矩陣結構板相連接，以實現系統各塊電路板 之間的連接通道。連接背板上包含輸入延伸電路(將接插件接口進來的輸入信號延伸到矩 陣結構板)、輸出引出電路(將輸出信號從矩陣結構板弓I出到與輸出板相連的接插件接口) 和CPU板與輸入輸出板的連接電路(將輸入輸出板上各端口的LED指示回路連接到CPU 板)。以上CPU板包括CPU最小系統電路、信號隔離電路、A/D采樣電路和相關外圍接口 電路(如通訊接口電路)。CPU最小系統電路的輸入端與A/D采樣電路的輸出端連接，A/D 采樣電路的輸入端通過信號隔離電路分別與輸入板和輸出板連接；通訊接口與CPU最小系 統電路連接。采集信號經信號隔離電路隔離后，送A/D采樣電路采樣，然后將采樣后的數字 量送給CPU板中的CPU處理，完成相關的數據處理和通訊工作。CPU板的通訊接口(如以太 網或CAN總線等)可以接入上位機網絡。輸入板包含有第一輸入延伸電路(用于將輸入信號延伸到接插件接口)，第一 LED 狀態指示電路以及預留的第一輸入信號返回電路(用于將輸入信號重新引出)。第一輸入 延伸電路將輸入信號延伸到接插件接口，第一輸入信號返回電路將輸入信號重新引出；第 一 LED狀態指示電路用于指示整個輸入板的工作狀態。輸出板包含有輸出引出電路(用于將從接插件接口進來的輸出信號引出到輸出 端口)、第二 LED狀態指示電路以及輸出擴展電路。其中輸出引出電路將由接插件接口進來 的輸出信號引出到輸出端的輸出擴展電路，輸出擴展電路將輸出信號分成多路引出。如上所述，輸入板和輸出板端口分別配備有第一 LED狀態指示電路和第二 LED狀 態指示電路，當有觸發信號流經相應端口時，對應的LED燈回路將被接通，從而點亮LED，并 將狀態信息輸出到CPU板處理，實現數據的采集、處理和傳送。輸入板的單路輸入電路如圖 1中A虛線框內所示，輸出板的單路輸出電路如圖1中B虛線框內所示。輸入板的第一 LED狀態指示電路如圖3中左邊部分電路A的虛線框內所示，輸出板的第二 LED狀態指示電路如圖3中右邊部分電路B的虛線框內所示。圖2中，輸入通過輸入板接口引入，經連接背板和排線至矩陣結構板(如圖虛線路 徑1所示)。經矩陣結構板選擇后的輸出再由排線和連接背板返回至輸出板，由后部接口引 出(如圖2虛線路徑2所示)。CPU板從輸入板和輸出板的LED狀態指示回路取回狀態信 息(如圖2虛線路徑3和4所示)，經過隔離和采樣后，完成相關的數據處理和通訊任務。 本實用新型的裝置裝備在6U標準機箱上，以實現裝置的標準化和批量化生產，降低制造和 維護成本。如圖1，是本實用新型的矩陣原理示意圖，
以下結合附圖，對本實用新型的信號傳 輸原理作進一步描述1)首先經過接插件對交叉點連接關系的配置，形成滿足特定需要的出口控制組合 方式，實現對矩陣的編程。2)來自數字控制保護系統的觸發命令從輸入端口(即輸入板)接入，進入矩陣 結構板的輸入行線路并通過經過配置的連接點與輸出列線路連通，輸出列線路與輸出板連 接，從而流向不同的出口，實現對特定繼電器組的觸發。3)輸入板和輸出板端口都配備有狀態LED指示燈，當有觸發信號流經相應端口 時，對應的LED指示燈回路將被接通，從而點亮LED，并將狀態信息輸出到CPU板處理，實現 數據的采集、處理和傳送。綜上所述，本實用新型采用模塊式設計方法，包括的連接背板(也可以成為總線 背板)、矩陣結構板、電源板、輸入板、輸出板和CPU板等構成的整個裝置的系統模塊，這使 得系統中子模塊的任何修改都可以單獨進行，而不致影響整個系統的工作。CPU板用以采集 來自輸入板和輸出板的狀態信息，以實現對觸發矩陣工作狀態的在線監測。CPU板的技術 市場上已經比較成熟，可以加以整合以滿足需要，降低制造成本。每塊輸入板的輸入端口有 限，但可根據實際情況增減輸入板的數目來滿足需要。每塊輸入板的輸出端口有限，但同樣 可根據實際情況增減輸出板的數目來滿足需要。
權利要求一種用于跳閘控制器出口可配置的觸發矩陣裝置，包括連接背板以及由接插件與連接背板連接的矩陣結構板、電源板、輸入板和輸出板，其特征在于還包括一個用于在線監測觸發矩陣的CPU板，所述CPU板與連接背板連接，CPU板通過連接背板采集來自輸入板和輸出板的狀態信號。
2.根據權利要求1所述的用于跳閘控制器出口可配置的觸發矩陣裝置，其特征在于 所述CPU板包括CPU最小系統電路、信號隔離電路、A/D采樣電路和通訊接口 ；所述CPU最 小系統電路的輸入端與A/D采樣電路的輸出端連接，所述A/D采樣電路的輸入端通過信號 隔離電路分別與輸入板和輸出板連接；所述通訊接口與CPU最小系統電路連接。
3.根據權利要求1所述的用于跳閘控制器出口可配置的觸發矩陣裝置，其特征在于 所述輸入板包含有第一輸入延伸電路，第一 LED狀態指示電路以及預留的第一輸入信號返 回電路；所述第一輸入延伸電路將輸入信號延伸到接插件接口，所述第一輸入信號返回電 路將輸入信號重新引出。
4.根據權利要求1所述的用于跳閘控制器出口可配置的觸發矩陣裝置，其特征在于 所述輸出板包含有輸出引出電路、第二 LED狀態指示電路以及輸出擴展電路；所述輸出引 出電路將由接插件接口進來的輸出信號引出到輸出端的輸出擴展電路，所述輸出擴展電路 將輸出信號分成多路引出。
5.根據權利要求1所述的用于跳閘控制器出口可配置的觸發矩陣裝置，其特征在于 所述觸發矩陣裝置裝備在6U標準機箱內。
專利摘要本實用新型涉及一種用于跳閘控制器出口可配置的觸發矩陣裝置，包括連接背板以及由接插件與連接背板連接的矩陣結構板、電源板、輸入板和輸出板。另外還包括一個用于在線監測觸發矩陣的CPU板，所述CPU板與連接背板連接，CPU板通過連接背板采集來自輸入板和輸出板的狀態信號。本實用新型結合了數字化設計技術，增加了一個CPU板，從而增加了裝置的聯網通信能力和數據處理能力，提高了裝置的數字化水平。
文檔編號H02J13/00GK201594764SQ20092027486
公開日2010年9月29日 申請日期2009年12月30日 優先權日2009年12月30日
發明者嚴結實, 劉欣, 周林, 張杭 申請人:中國西電電氣股份有限公司