一種基于dsp的漏電保護系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于DSP的漏電保護系統，其特征是：由數據采集裝置、與數據采集裝置連接DSP控制裝置和分別與DSP控制裝置連接的人機對話裝置、執行裝置組成，數據采集裝置通過CAN總線與DSP控制裝置通訊，DSP控制裝置再通過CAN總線與執行裝置和人機對話裝置進行通訊。本發明可以通過對電網電路進行實時監控，提高電路的安全性能。不僅適用于井下中性點不接地的供電系統，也適用于中性點經消弧線圈接地的供電系統，提高了選擇性漏電動作可靠性，保證了動作值的穩定性。在中斷控制時，用時不到1納秒，如此速度大大地提高了井下的安全性能。
【專利說明】—種基于DSP的漏電保護系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統，具體是一種基于DSP的漏電保護系統。
【背景技術】
[0002]目前在井下漏電保護系統中的井下饋電總開關與支路開關原理，總開關QFl處然采用附加直流電源檢查法，支路開關中采用零序電流幅值比較法、群體比幅比相法和零序功率方向法。在支路中采用這些方法的算法比較復雜，采樣量比較多，形成的系統比較復雜；在信號傳輸方面采用RS485總線，該總線傳輸的距離小于一公里，已經不能滿足目前煤礦生產長距離送電的要求；在信號接入系統中，采用直接接入控制器的AD轉換的I/O 口，隨著現代化生產要求的不斷提高，一個控制器同時控制多個單元的形勢所趨，這種接法呈現出浪費大量的I/O資源的現象；在控制器方面，則采用單片機或較低版本的芯片來完成，這樣控制器已經不能滿足現代化生產的要求；有的系統也沒有完善的人機對話單元。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是要為克服傳統的漏電保護系統中存在的不足，而提供一種基于DSP的漏電保護系統，該系統與傳統的漏電保護系統相比，不僅系統更加優化，而且性能也得到了進一步的改善。
[0004]實現本發明目的的技術方案是:
一種基于DSP的漏電保護系統，由控制裝置和分別與控制裝置連接的數據采集裝置、人機對話裝置、執行裝置組成。
[0005]所述數據采集裝置由零序電流、相電流采樣單元、零序電壓采樣單元、低通濾波器、A/D轉換器、第一信號調理電路、第二信號調理電路、模擬開關和光電隔離模塊構成；零序電壓采樣單元通過第二信號調理電路與控制裝置連接；零序電流、相電流采樣單元、低通濾波器、第一信號調理電路、A/D轉換器順序連接后，通過CAN總線與光電隔離模塊連接，光電隔離模塊與模擬開關連接，模擬開關與控制裝置連接。
[0006]所述控制裝置由采用TMS320C6678芯片構成的DSP控制器。
[0007]所述人機對話裝置由打印單元、顯示單元、鍵盤輸入單元和報警單元連接構成，其中:
打印單元:連接到打印機后，可直接打印所需的數據或當前運行的物理量；
顯示單元:用來顯示程序初始化狀態、電網運行狀態、鍵盤輸入狀態；
鍵盤輸入單元:用來設定初始值和運行狀態的物理量；
報警單元:當運行狀態與所設置的狀態不一致時，如發生漏電事故時，即時發出聲音，以達到報警提醒作用。
[0008]所述執行裝置由繼電器和脫扣器單元連接組成。
[0009]本發明的優點是:
1.通過本發明，系統得到了明顯的優化。該系統在控制器方面，用一塊TMS320C6678控制芯片和一塊AD轉換芯片就能實現，以往的系統在各分開關處分別接入的MCU芯片加上DSP控制芯片，使得系統復雜，而本系統降低成本的同時系統也得到了明顯的優化。
[0010]2.本系統在用CAN現場總線來傳輸數字信號，滿足井下長距離漏電檢測的需要。
[0011]3.該系統在CAN總線與DSP控制器相連之前先與模擬開關相連，模擬開關再與DSP控制器的I/O 口相連，以減少I/O 口資源的占用率，為滿足將來用DSP控制更大的系統、需要更多的I/O 口資源提供一種設計思路的同時也使控制系統更加簡單。
[0012]4.此系統在時漏電檢測時:總開關處附加直流電源檢測方法，在分開關處采用零序電流特征量來實現選擇性漏電保護。零序電流特征量只涉及電流的特征量，參照電氣量單純，提高干擾能力強，靈敏度高，能有效解決小規模供電系統中選擇性漏電保護靈敏度低、可靠性差的技術難題，同時檢測時只需檢測對電流進行采樣，使用的裝置簡單，實現起來更容易，使系統得到進一步的優化。
[0013]5.本發明中涉及到的控制單元，該單元中的的核心控制芯片采用TMS320C6678，此芯片的主頻為1.5GHz，指令周期為0.67ns，當發生漏電時，CPU產生中斷，能在足夠短的時間內切斷漏電支路，避免因為漏電而發生的事故。同時，大大地降低CPU不斷掃描由轉換開關傳來的各支路信號所用的時間，使系統進一步優化提供保障。
[0014]6.本發明同時為監控人員提供了一個安全、完善和便捷的人機對話平臺，通過該平臺能直接監控電網的運行狀況，從而滿足不斷發展的自動化技術的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明漏電保護系統的結構框圖。
[0016]圖2為饋電總開關與支路開關原理圖。
[0017]圖3為本發明漏電保護系統中各單元的連接框圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合附圖及【具體實施方式】對本發明作進一步的描述:
如圖1所示，一種基于DSP的漏電保護系統，由DSP控制裝置和分別與DSP控制裝置連接的數據采集裝置、人機對話裝置、執行裝置構成，數據采集裝置通過CAN總線與DSP控制裝置進行通訊，DSP控制裝置再通過CAN總線與執行裝置和人機對話裝置進行通訊。其中:DSP控制裝置為由IT公司生產的2000系列的TMS320C6678 DSP控制器單元構成；數據采集裝置由零序電流、相電流采樣單元、零序電壓采樣單元、低通濾波器、A/D轉換器、第一信號調理電路、第二信號調理電路、模擬開關和光電隔離模塊構成；零序電壓采樣單元通過第二信號調理電路與控制裝置連接；零序電流、相電流采樣單元、低通濾波器、第一信號調理電路、A/D轉換器順序連接后，通過CAN總線與光電隔離模塊連接，光電隔離模塊與模擬開關連接，模擬開關與控制裝置連接。
[0019]人機對話裝置由打印單元、顯示單元、鍵盤輸入單元和報警單元構成；
執行裝置由繼電器和脫扣器構成；
如圖3所示，工作時，通過電流互感器從電網中采集得到的采樣零序電流和相電流，在總開關QFl處采用附加直流電源法來實現對電網絕緣電阻的連續檢測；在分開關QF2處，則采用零序電流特征量來實現選擇漏電保護。各支路采集到的信號經過低通濾波器、第一信號調理電路、A/D轉換后，利用現場CAN總線將轉換來的數字信號經光電隔離模塊光電隔離后，傳到模擬開關處，再送給DSP控制器，光電隔離模塊能提高抗干擾能力，DSP控制器通過編程利用零序電流特征性來判斷通過模擬開關不斷掃描各支路傳來的采樣電流的支路有無漏電，零序電壓采樣單元處于饋電開關總開關QFl處，采集取樣電壓和附加直流電壓經過第二信號調理電路后直接送到DSP控制器的A/D轉換的I/O 口處，經過DSP控制器的處理，完成對總開關電路的絕緣電阻連續檢測，并對總開關QFl處的執行單元發出相應的指令。人機對話裝置中報警單元、顯示單元、打印單元和鍵盤輸入單元通過CAN總線與DSP控制器實現實時通訊，DSP控制器把處理的相關信息通過報警單元發出報警，通過顯示單元顯示系統運行狀態，并把信息通過打印單元打印出來，最后通過鍵盤輸入單元輸入所需的指令。
【權利要求】
1.一種基于DSP的漏電保護系統，由控制裝置和分別與控制裝置連接的數據采集裝置、人機對話裝置、執行裝置組成，數據采集裝置通過CAN總線與控制裝置進行通訊，DSP控制裝置再通過CAN總線與執行裝置和人機對話裝置進行通訊。
2.根據權利要求1所述的漏電保護系統，其特征是:所述數據采集裝置由零序電流、相電流采樣單元、零序電壓采樣單元、低通濾波器、A/D轉換器、第一信號調理電路、第二信號調理電路、模擬開關和光電隔離模塊構成；零序電壓采樣單元通過第二信號調理電路與控制裝置連接；零序電流、相電流采樣單元、低通濾波器、第一信號調理電路、A/D轉換器順序連接后，通過CAN總線與光電隔離模塊連接，光電隔離模塊與模擬開關連接，模擬開關與控制裝置連接。
3.根據權利要求1所述的漏電保護系統，其特征是:所述控制裝置由采用TMS320C6678芯片構成的DSP控制器。
4.根據權利要求1所述的漏電保護系統，其特征是:所述人機對話裝置由打印單元、顯示單元、鍵盤輸入單元和報警單元連接構成。
5.根據權利要求1所述的漏電保護系統，其特征是:所述執行裝置由繼電器和脫扣器連接組成。
【文檔編號】H02H3/32GK103441470SQ201310370331
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月23日 優先權日:2013年8月23日
【發明者】高鵬, 莫興洋, 羅奕, 唐焱, 葉仿擁, 蔣占四, 張斌, 陳金龍, 高成, 林偉通 申請人:桂林電子科技大學