一种短引线保护装置的制作方法

本实用新型涉及电力系统继电保护设备技术领域，特别是一种短引线保护装置。

背景技术：

500kv变电站广泛采用3/2接线方式，在出线配置隔离刀闸的方式下通常配置短引线保护。短引线保护的保护范围为3/2接线方式下断路器串内ct和出线刀闸的这段引线，一般线路出线上不配置ct，在线路退出运行后，且断路器需要合环运行时，通过短引线差动保护来完成串上边开关和中开关之间的引线的保护。在线路投入运行后，由线路保护完成对这段引线以及线路的保护，此时短引线保护需退出运行，否则正常运行下或线路发生故障时，短引线差动保护均满足动作条件，会造成误动作。

传统短引线保护装置靠刀闸分位的辅助触点实现投退，刀闸分位触点返回后，保护自动退出。因此变电站内每一段串上边开关和中开关之间的引线都需要配置一套短引线保护，且在多数时间线路正常运行，短引线保护处于退出状态，造成设备资源的浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的是，提供一种短引线保护装置，可简化保护系统的搭建和拆除，并可在不同变电站不同现场重复循环利用，节约保护设备投入成本。

本实用新型采取的技术方案为：一种短引线保护装置，包括装置箱体以及安装于装置箱体中的母板模件、电源模块、dio接口模块、cpu插件和交流插件；

母板模件中设有模拟量总线、spi通信总线以及电源总线；电源模块的电源输出端通过母板模件的电源总线为dio接口模块、cpu插件和交流插件供电；

dio接口模块包括dio模块、spi总线接口以及开入开出接口；dio模块通过spi总线接口连接所述spi总线；

交流插件包括用于连接所述模拟量总线的模拟量总线接口，和用于采集边开关与中开关ct二次侧电流的电流互感器；

cpu插件包括主控模块、cc模块、人机管理模块、spi总线接口和模拟量接口；cc模块包括goose数据接口，人机管理模块包括监控保护通信接口；cc模块和人机管理模块分别与主控模块连接通信，主控模块分别通过spi总线接口和模拟量接口连接所述spi总线和模拟量总线，从而与dio接口模块和交流插件之间通信；

装置箱体包括面板，面板上安装有多个信号连接器；电源模块的电源输入接口，dio接口模块的开入开出接口，cpu插件的goose数据接口和监控保护通信接口，以及ac插件的电流互感器，通过信号连接器与外部进行通信。

本实用新型旨在通过于箱体内集成各现有功能模块实现一体便携式设计，使得应用时不需要再上屏安装，不需要考虑各功能模块的拆装工作，信号连接器的设置方便现场接线，二次回路接线简单、可靠，且功能明确，短引线保护只有二分之三接线串上在线路或变压器退出运行且相邻断路器合环运行时才需投入，因此采用便携式设计装置可在不同变电站不同现场重复循环利用，同时适用于传统和智能变电站，大大节约了保护设备采购成本，具有良好应用前景。

优选的，所述cpu插件中，主控模块设有a/d转换回路、fpga芯片、中央处理器以及负电源启动回路；a/d转换回路通过模拟量总线接口采集交流插件输出的模拟量数据并转换为数字量传输至中央处理器；fpga芯片通过spi总线接口与dio接口模块之间进行开入开出的数据收发，中央处理器基于开入数据和交流采样数据执行保护运算和控制，并通过fpga芯片向dio接口模块转发开出信号，以及通过负电源启动回路启动用于实现故障处理功能和开放保护出口继电器的负电源。

优选的，所述cpu插件中，cc模块设有fpga芯片以及用于收发goose数据的多个100base-fx以太网光纤sfp接口；cc模块通过fpga芯片与主控模块之间通信，以实现goose的开入开出。cc模块通过sfp接口连接外部智能终端利用goose数据实现短引线数字化跳闸以及过流远跳等功能。

优选的，所述cpu插件中，人机管理模块设有控制器、监控保护通信接口、人机对话显示电路、远方操作及信号复归弱电回路以及gps对时回路；cpu插件通过控制器与主控模块的中央处理器连接通信，以交互保护信息；控制器通过监控保护通信接口与mms站控层监控系统及保护信息子站连接通信，并根据接收到的监控和保护信息，通过远方操作及信号复归弱电回路，控制保护信息子站的保护装置实现远方操作功能和信号复归功能。人机对话显示电路用于实现保护装置与用户的人机管理，gps对时回路用于装置对时。

优选的，所述dio模块为配置有光耦隔离电路的dio模块。cpu模件的开入开出的数据通过母板模件的spi总线与dio模块实现收发，di（开关量输入）和do（开关量输出）均通过光耦隔离电路进行传输。

优选的，所述电源模块与dio接口模块共同集成于一电源插件中，并通过同一信号连接器与外部进行通信。

优选的，cpu插件的goose数据接口和监控保护通信接口，以及ac插件的交流信号采集接口，分别通过一个信号连接器与外部链接通信。可使得二次回路接线更为清楚，降低保护系统的搭建难度。

优选的，所述信号连接器为航插插头。

优选的，所述装置箱体为便携式拉杆箱。具有便携性，方便移动，进一步使得本实用新型的保护装置适用于临时使用。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和进步：

（1）该装置支持多种信息接入形式，同时适用于传统变电站和智能变电站，适用范围广泛，具有良好的应用前景；

（2）装置可在变电站不同短引线上重复使用，甚至可在不同变电站不同现场临时使用，大大节约了保护设备采购成本；

（3）装置接口采用高品质标准航空插头，采用预制电缆实现一二次设备之间的标准化连接、即插即用，便于调试和安装；

（4）装置结构采用可移动便携式设计，需要时可临时投入使用，不需要组屏安装，易于搭建和拆除，满足变电站现场对临时性保护的要求。

附图说明

图1所示为本实用新型硬件结构原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步描述。

参考图1，本实用新型的短引线保护装置，包括装置箱体以及安装于装置箱体中的母板模件、电源模块、dio接口模块、cpu插件和交流插件；

母板模件中设有模拟量总线、spi通信总线以及电源总线；电源模块的电源输出端通过母板模件的电源总线为dio接口模块、cpu插件和交流插件供电；

dio接口模块包括dio模块、spi总线接口以及开入开出接口；dio模块通过spi总线接口连接所述spi总线；

交流插件包括用于连接所述模拟量总线的模拟量总线接口，和用于采集边开关与中开关ct二次侧电流的电流互感器；

cpu插件包括主控模块、cc模块、人机管理模块、spi总线接口和模拟量接口；cc模块包括goose数据接口，人机管理模块包括监控保护通信接口；cc模块和人机管理模块分别与主控模块连接通信，主控模块分别通过spi总线接口和模拟量接口连接所述spi总线和模拟量总线，从而与dio接口模块和交流插件之间通信；

装置箱体包括面板，面板上安装有多个信号连接器；电源模块的电源输入接口，dio接口模块的开入开出接口，cpu插件的goose数据接口和监控保护通信接口，以及ac插件的电流互感器，通过信号连接器与外部进行通信。

本实用新型旨在通过于箱体内集成各现有功能模块实现一体便携式设计，使得应用时不需要再上屏安装，不需要考虑各功能模块的拆装工作，信号连接器的设置方便现场接线，二次回路接线简单、可靠，且功能明确，短引线保护只有二分之三接线串上在线路或变压器退出运行且相邻断路器合环运行时才需投入，因此采用便携式设计装置可在不同变电站不同现场重复循环利用，同时适用于传统和智能变电站，大大节约了保护设备采购成本，具有良好应用前景。

cpu插件中的主控模块、人机管理模块以及cc模块分别采用现有技术实现相应通信控制功能。

实施例

图1所示的实施例中，短引线保护装置包括电源插件、cpu插件、交流插件、母板模件，所述电源插件集成了dio接口模块与电源模块，其中dio接口模块通过spi总线与cpu模块连接；cpu插件集成了主控模块、人机管理模块和cc模块，其中cc模块与主控模块直接连接，人机管理模块与主控模块直接连接；所述交流插件通过模拟量总线与cpu模件连接；母板模件是其它插件的通讯载体，电源插件、cpu插件、交流插件均插接在母板模件上，并由电源插件为整装置供电；电源插件、cpu插件、交流插件通过装置面板固定的航空插头对外连接，实现交流量的采样、保护功能的开入开出以及装置的调试管理等功能。

电源模块通过母板为整个短引线保护装置提供电源；

cpu插件中，主控模块设有a/d转换回路、fpga芯片、中央处理器以及负电源启动回路；a/d转换回路通过模拟量总线接口采集交流插件输出的模拟量数据并转换为数字量传输至中央处理器；fpga芯片通过spi总线接口与dio接口模块之间进行开入开出的数据收发，中央处理器基于开入数据和交流采样数据执行保护运算和控制，并通过fpga芯片向dio接口模块转发开出信号，以及通过负电源启动回路启动用于实现故障处理功能和开放保护出口继电器的负电源。

cpu插件中，cc模块设有fpga芯片以及用于收发goose数据的多个100base-fx以太网光纤sfp接口；cc模块通过fpga芯片与主控模块之间通信，以实现goose的开入开出。cc模块通过sfp接口连接外部智能终端利用goose数据实现短引线数字化跳闸以及过流远跳等功能。

cpu插件中，人机管理模块设有控制器、监控保护通信接口、人机对话显示电路、远方操作及信号复归弱电回路以及gps对时回路；cpu插件通过控制器与主控模块的中央处理器连接通信，以交互保护信息；控制器通过监控保护通信接口与mms站控层监控系统及保护信息子站连接通信，并根据接收到的监控和保护信息，通过远方操作及信号复归弱电回路，控制保护信息子站的保护装置实现远方操作功能和信号复归功能。人机对话显示电路用于实现保护装置与用户的人机管理，gps对时回路用于装置对时。

dio模块为配置有光耦隔离电路的dio模块。cpu模件的开入开出的数据通过母板模件的spi总线与dio模块实现收发，di（开关量输入）和do（开关量输出）均通过光耦隔离电路进行传输。

所述装置箱体为便携式拉杆箱。具有便携性，方便移动。电源插件、cpu插件、交流插件分别对应一个航空插头，对内和对外的连接线缆及光纤均汇接于各自相对应的航空插头，航空插头安装于装置前面板，装置置于便携式拉杆箱内。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。