一種微機保護系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于電器檢測技術領域，尤其涉及一種微機保護系統。
【背景技術】
[0002] 微機保護裝置是電力系統中常用的一種繼電保護裝置，目前，現有的微機綜合繼 電保護裝置都是在外部電源的供電下，先由檢測回路檢測到過電流，再發出信號給控制回 路的跳閘線圈使其跳開，此過程必須建立在外部電源的穩定的供電下。但是，一旦當保護裝 置的外部電源不能正常供電時，檢測到得過電流信號將無法得到執行，導致保護無法動作， 這樣會損壞電力設備，造成嚴重的后果。因此應該對現有的微機保護裝置進行相應的改良。
【發明內容】
[0003] 本實用新型提供一種微機保護系統，采用32位數字信號處理器DSP，具有先進的 內核結構、高速運算能力和實時信號處理等優點，支持常規的RS485和CAN總線通信，CAN總 線具有錯誤幀自動重發和故障接點自動脫落等糾錯機制，保護新的實時性和可靠性。
[0004] 本實用新型一種微機保護系統是通過以下技術方案來實現的：
[0005] -種微機保護系統，包括電源轉換模塊（1 )、交流電壓電流米集器（2)、開關量模 塊（3)、模數轉換（4)、DSP處理器（5)、驅動器（6)、人機接口（7)、繼電器（8)、存儲器（9)和 時間管理器模塊（10)，其特征在于：所述電源轉換模塊（1)將輸入的電壓轉換為±5V和 +12V輸出，± 5V鏈路連接DSP處理器（5 )，+12V鏈路連接繼電器（8 );交流電壓電流采集器 (2)將采集的交流電壓、交流電流轉化為弱點信號，再傳輸給模數轉換（4)，模數轉換（4)將 弱點信號轉換成為數字信號，再傳輸給DSP處理器（5);交流電壓電流采集器（2)連接開關 量模塊（3 )，開關量模塊（3 )連接繼電器（8 ) ;DSP處理器（5 )連接驅動器（6 )，驅動器（6 )連 接繼電器（8)。
[0006] 所述DSP處理器（5 )連接存儲器（9 )和時間管理器模塊（10 )，時間管理模塊（10 ) 將記錄發生故障或者裝置執行保護動作的時間存入到存儲器（9)。
[0007] 所述人機接口（ 7)包括RS485接口和總線接口 CAN，人機接口（ 7)連接液晶顯示器 (71)，用于顯示電壓、電流信息；人機接口（7)連接鼠標鍵盤（72)，用于外部按鍵選擇對應 功能；人機接口（7)連接指示燈（73)。
[0008] 所述交流電壓電流采集器（2)采用的電壓互感器和電流互感器。
[0009] 本實用新型具有的有益效果：
[0010] 1、漢字顯示：采用液晶直接顯示電流、電壓、功率等所需的電氣量，并且將保護動 作的各種信息顯示在屏幕上，并記錄其動作時間；
[0011] 2、指示明確：本裝置上有指示燈，可以指示保護裝置的工作狀態、監視元件的狀態 及對斷路器的跳合位監視；
[0012] 3、操作方便：保護裝置的保護退投、定值整定、數據查詢、開入檢測、開出試驗等都 在保護裝置面板上直接操作，大大提高了操作的方便性；
[0013] 4、保密性強：保護裝置的保護退投、定值整定、開出試驗等涉及到數據改動及繼電 器的開出都需要密碼，從而大大提高了操作的安全性；
[0014] 5、定值整定：所有的保護定值都通過操作菜單直接整定，在微機上及監控微機上 進行定值整定都需要輸入密碼及權限，確保了整定值的安全定；
[0015] 6、開出操作：按照圖紙對應的繼電器回路，所有的繼電器開出都可以通過面板直 接開出操作，但都需要輸入相應的密碼；
[0016] 7、數據顯示：裝置所采集到的測量電流、線電壓、有功功率、無功功率、功率因素、 頻率等電氣量都集中顯示在液晶屏上。
【附圖說明】
[0017] 以下結合附圖所示實施例的【具體實施方式】，對本實用新型的上述內容再作進一步 的詳細說明。
[0018] 圖1為本實用新型的系統結構圖。
[0019] 圖2為本實用新型軟件算法中半周積分算法原理圖。
[0020] 圖3為半周積分算法用梯形法近似求解示意圖。
[0021] 圖中標記：電源轉換模塊-1、交流電壓電流采集器-2、開關量模塊-3、模數轉 換-4、DSP處理器-5、驅動器-6、人機接口 -7、液晶顯示器-71、鼠標鍵盤-72、指示燈-73、 繼電器-8、存儲器-9和時間管理器模塊-10。
【具體實施方式】
[0022] -種微機保護系統，包括電源轉換模塊1、交流電壓電流米集器2、開關量模塊3、 模數轉換4、DSP處理器5、驅動器6、人機接口 7、繼電器8、存儲器9和時間管理器模塊10， 所述電源轉換模塊1將輸入的電壓轉換為±5V和+12V輸出，±5V鏈路連接DSP處理器5， +12V鏈路連接繼電器8 ;交流電壓電流采集器2將采集的交流電壓、交流電流轉化為弱點信 號，在傳輸給模數轉換4,模數轉換4將弱點信號轉換成為數字信號，在傳輸給DSP處理器 5 ;交流電壓電流采集器2連接開關量模塊3,開關量模塊3連接繼電器8 ;DSP處理器5連 接驅動器6,驅動器6連接繼電器8。
[0023] 為方便維護，本實用新型設計了時間管理模塊10和存儲器9,時間管理模塊10將 記錄發生故障或者裝置執行保護動作的時間存入到存儲器9。
[0024] 所述人機接口 7包括RS485接口和總線接口 CAN，人機接口 7連接液晶顯示器71， 用于顯示電壓、電流信息；人機接口 7連接鼠標鍵盤72,用于外部按鍵選擇對應功能；人機 接口 7連接指示燈73。
[0025] 鼠標鍵盤72輸入按鍵數據即是用戶通過外部按鍵選擇對應的功能，例如輸入密 碼、保護定值設置等，DSP掃描按鍵獲取鍵值，根據鍵值編碼不同的功能，并完成對應的功 能。RE485數據是通過串口接收獲取，CAN總線數據是通過CAN總線接收器獲取，DSP通過 開啟中斷接收可實時接收到總線數據并完成處理。
[0026] 本實用新型根據外部交流電源電壓電流大小和人機交互命令控制繼電器做出相 應的響應，因此，電壓電流采集的精準度便至關重要，所述交流電壓電流采集器2采用的電 壓互感器和電流互感器，一是外圍電路結構簡單，能夠降低裝置故障率；二是最大限度降低 采集回路對交流信號的影響，例如電流采集器故障時也不會造成斷電；三是降低了保護裝 置的整體功耗。
[0027] 微機保護的算法是本實用新型軟件中的關鍵問題，主要考慮的是計算的精度和速 度。速度又包括了兩個方面，一是算法所要求的采樣點數或稱數據窗長度，二是算法的運算 工作量。精度與速度往往是矛盾的，若要精度高則要利用更多的采樣點，也就增加了計算工 作量降低了計算速度。所以有的快速保護選擇的采樣點數較少，而后備保護不要求很高的 計算速度，但對計算精度要求就提高了選擇采樣點數就較多。
[0028] 本實用新型采用半周積分算法，該算法的依據是一個正弦量在任意半周期內絕對 值的積分為一個常數s，并積分值s和積分的起始點初相角a無關。正如圖2所示的正弦波 中畫有斜線的兩塊面積是相等的。據此，半周期的面積公式（a)
[0030] 在半周期面積S常數求出后，可利用公式（b)算出交流正弦量I的有效值，正弦電 壓量U也可有類似算法。而半周期面積S常數可以通過圖3所示的梯形法求和公式（c)
[0032] 式中ik為第k次采樣值，k=0時采樣值為i為一周期的采樣點數。只要采樣點 數N足夠多，用梯形法近似積分的誤差可以做到很小。
[0033] 半周期積分算法本身具有一定的高頻分量濾除能力，因為疊加在基波上的高頻分 量在半周期積分中其對稱的正負半周互相抵消剩余的未被抵消部分占的比重就很少了。
[0034] 本實用新型所舉實施方式或者實施例對本發明的目的、技術方案和優點進行了進 一步詳細說明，所應理解的是，以上所舉實施方式或者實施例僅為本發明的優選實施方式 而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內對本發明所作的任何修改、等同 替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種微機保護系統，包括電源轉換模塊（I)、交流電壓電流米集器（2)、開關量模塊 (3)、模數轉換（4)、DSP處理器（5)、驅動器（6)、人機接口（7)、繼電器（8)、存儲器（9)和時 間管理模塊（10)，其特征在于：所述電源轉換模塊（1)將輸入電壓轉換為±5V和+12V輸 出，±5V鏈路連接DSP處理器（5)，+12V鏈路連接繼電器（8);交流電壓電流采集器（2)將 采集的交流電壓、交流電流轉化為弱點信號，再傳輸給模數轉換（4)，模數轉換（4)將弱點 信號轉換成為數字信號，再傳輸給DSP處理器（5 );交流電壓電流采集器（2 )連接開關量模 塊（3 )，開關量模塊（3 )連接繼電器（8 ) ;DSP處理器（5 )連接驅動器（6 )，驅動器（6 )連接繼 電器（8)。2. 根據權利要求1所述的一種微機保護系統，其特征在于：所述DSP處理器（5)連接存 儲器（9)和時間管理器模塊（10)，時間管理模塊（10)將記錄發生故障或者執行保護動作的 時間存入到存儲器（9)。3. 根據權利要求1所述的一種微機保護系統，其特征在于：所述人機接口（7)包括 RS485接口和總線接口CAN，人機接口（ 7 )連接液晶顯示器（71 )，用于顯示電壓、電流信息； 人機接口（7)連接鼠標鍵盤（72)，用于外部按鍵選擇對應功能；人機接口（7)連接指示燈 (73) 〇4. 根據權利要求1所述的一種微機保護系統，其特征在于：所述交流電壓電流采集器 (2 )采用的電壓互感器和電流互感器。
【專利摘要】本實用新型提供一種微機保護系統，包括電源轉換模塊、交流電壓電流采集器、開關量模塊、模數轉換、DSP處理器、驅動器、人機接口、繼電器、存儲器和時間管理器模塊，所述電源轉換模塊將輸入的電壓轉換為±5V和+12V輸出，±5V鏈路連接DSP處理器，+12V鏈路連接繼電器；交流電壓電流采集器連接模數轉換，模數轉換連接DSP處理器；交流電壓電流采集器連接開關量模塊，開關量模塊連接繼電器；DSP處理器連接驅動器，驅動器連接繼電器，采用32位數字信號處理器DSP，具有先進的內核結構、高速運算能力和實時信號處理等優點。
【IPC分類】H02H3/00
【公開號】CN204947565
【申請號】CN201520762281
【發明人】黃天偉, 茍海軍
【申請人】四川華電南瑞科技有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月29日