专利名称：微机保护智能测控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力继电保护及测控技术，具体涉及一种微机保护智能测控装置，能实 现对变/配电站、配电网、厂用电等多种系统的微机保护、自动监示测量、远程控制等功能。
背景技术：
微机保护装置是一种依靠微处理器及外围电路实现继电保护功能的工业控制装置。从20 世纪90年代开始微机保护在我国开始得到广泛的应用，相对于常规的电磁型、晶体管型、集 成电路型继电保护装置，微机保护具有可靠性和动作率高、维护和调试方便、易实现复杂的 保护原理和各种附加功能等优点。
但是现有保护装置还存在一些不足，主要问题有
1、 传统的微机保护采用单片机8051或80196作为CPU，外围电路复杂，容易受到干扰 和出现故障。另一方面，传统的微机保护采用多CPU结构，数据总线从线路板上走，使得数 据容易受到干扰。
2、 对于不同功能的保护，传统的微机保护往往采用不同的插件，组合起来实现相应的保 护功能，硬件平台不通用。这使得在改变保护功能的同时，需要同时改变保护的软件程序和 硬件插件，降低了装置的可维护性和运行的可靠性。
3、 传统保护装置仅具备对保护动作行为及动作过程进行简单处理和分析的功能，不利于 继电保护人员和运行人员正确的分析故障原因。
发明内容
本实用新型的目的就是针对上述不足，而提供一种模块化，抗干扰能力强，硬件平台通 用，交流采样具有抗饱和性能的微机保护及智能测控装置。
本实用新型的技术解决方案是 一种微机保护智能测控装置，由交流釆样模拟量输入单 元、电源单元、CPU单元、人机接口单元、机箱单元组成，其特征在于CPU单元(1)中采 用同时具有单片机控制功能以及数字信号处理器功能的高性能数字信号处理器，其总线位于芯片之内。
本实用新型的技术解决方案中所述的CPU (1)单元的通讯接口与上位机采用CAN总线(1 一2)通讯连接。
本实用新型的技术解决方案中还设有独立的用来开放保护出口继电器电源的起动元件。 本实用新型的技术解决方案中还设有保护动作行为及过程的智能化分析的软件。 本实用新型由于采用由交流采样模拟量输入单元、电源单元、CPU单元、人机接口单元、机箱单元组成的微机保护及智能测控装置，其中，CPU单元中采用同时具有单片机控制功能 以及数字信号处理器功能的高性能数字信号处理器，其总线位于芯片之内，CPU单元的通讯 接口与上位机采用CAN总线通讯连接，还设有独立的用来开放保护出口继电器的电源的起动 元件，设有保护动作行为及过程的透明化和智能化分析的软件，因而具有以下主要技术特点
有
1、 新型硬件技术采用新型高性能数字信号控制器dsPIC30F作为CPU,集数字信号处理 (DSP)功能和多种辅助处理功能于一体，运算能力得到显著提高；片内硬件资源十分丰富， 内置模数转换模块、通讯模块，外围电路得到很大简化。真正实现了总线不出芯片技术，大 大提高了系统抗干扰能力。
2、 CPU单元的通讯接口采用CAN总线与上位机监控系统进行通讯。采用嵌入式网络通信 芯片，实现了微机保护设计网络化，可方便快捷的对装置局部或整体升级。
3、 软硬件的平台化通用化的硬件平台，使不同软件功能的继电保护能够采用通用的硬 件平台，可以减少硬件品种数量和用户的备品备件；模块化和灵活可配置的软件，可以减轻 软件及现场测试的工作量，甚至可以避免软件的不断修改，显著提高软硬件的可靠性，提高 装置运行的可靠性。
4、 高度智能化分析保护装置设有专用的故障录波回路，设有保护动作行为及过程的智 能化分析的软件，能够对各种故障过程进行录波，并自动存储录波波形；然后将录波数据送 入DSC中，再运用数字滤波、傅立叶分析等数学方法对录波波形进行智能化计算分析，给出 故障类型、故障时刻、开关量状态、继电保护装置动作情况等故障信息，从而实现了对保护 动作行为的高度智能化分析。有助于继电保护人员和运行人员正确的分析故障原因，縮短事 故处理时间，彻底消除保护装置原因不明的不正确动作行为，提高保护装置的正确动作率。
5、 独立的起动元件当保护装置判别为保护跳闸时，独立的软件起动元件动作，通过接 通专用的起动继电器，来开放相应保护出口继电器的负电源，使保护装置可靠出口动作；而 在正常情况下，软件起动元件不动作，起动继电器将保护出口继电器的负电源切断，这样可 以避免由于外部干扰所引起的保护出口继电器误动作，提高了保护装置的可靠性。
本实用新型的有益效果是装置硬件精简高效、可靠性高。采用高性能数字信号控制器 作为CPU，集多种功能于一体，外围电路得到很大简化，真正实现了总线不出芯片技术，大 大提高了系统抗干扰能力。软件具有傻瓜式操作，高度智能化的特点。装置的通讯接口采用 CAN总线与上位机监控系统进行通讯。具有通用化的硬件平台，以及模块化和灵活可配置的 软件。同时，具有对保护过程及行为的高度智能化分析的特点。该装置硬件精简高效，可靠性高。本实用新型主要用于对变/配电站、配电网、厂用电等多种系统的微机保护、自动监示
测量以及远程控制。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图l中1—CPU单元，1 —1一DSC， 1一2—CAN通讯回路，l一3 —开入回路，1—4—开出 驱动，1—5 —故障录波；2 —交流采样单元，2 — 1一电压采样回路，2—2—电流采样回路；3 一电源单元，3—1 —电源回路，3—2 —开出回路；4 —人机接口单元，4一1一液晶显示，4一2 一按键操作；5 —总线板。
具体实施方式
如图l所示微机保护智能测控装置，由CPU单元1，交流采样单元2，电源单元3，人 机接口单元4，总线板5组成通用的硬件平台。
C
PU单元(1)采用数字信号控制器DSC (l — l)作为微处理器，完成CAN通讯回路(1 一2)，开入回路(1—3)，开出驱动(l一4)等功能。其中CAN通讯回路(l一2)通过双向的 数据传输完成与上位机的连接；开入回路(1_3)可以单向接收外部的开关量信号输入；故 障录波(1一5将录波数据通过数据总线传送给数字信号控制器DSC (l — l)，由DSC来完成保 护过程及行为的智能化分析。
交流采样单元(2由电压采样回路(2 — 1)，电流采样回路(2 — 2)组成。分别单向接收 外部TV、 TA二次侧的交流信号。
电源单元(3)由电源回路(3 — 1)，开出回路(3 — 2)组成。电源回路(3 — 1将外接的 交流(或直流)电源转换为装置所需的5V和24V直流电源，开出回路(3—2)通过继电器出 口跳闸。
人机接口单元(4)由液晶显示(4一1)，按键操作(4一2)组成，完成人机对话功能。 所有单元的模拟量和数字量信号都通过总线板(5)进行交换。
权利要求1、一种微机保护智能测控装置，由交流采样模拟量输入单元(2)、电源单元(3)、CPU单元(1)、人机接口单元(4)、机箱单元组成，其特征在于CPU单元(1)中采用同时具有单片机控制功能以及数字信号处理器功能的高性能数字信号处理器DSC(1-1)，其总线位于芯片之内。
2、 根据权利要求1所述的微机保护智能测控装置，其特征在于所述的CPU单元(1) 的通讯接口与上位机采用CAN总线通讯连接。
3、 根据权利要求1所述的微机保护智能测控装置，其特征在于设有独立的用来开放保 护出口继电器电源的起动元件。
4、 根据权利要求1所述的微机保护智能测控装置，其特征在于CPU单元(1)中设有 专用的故障录波回路和保护动作行为及过程的分析软件。
专利摘要本实用新型公开了一种微机保护智能测控装置，主要是解决现有微机保护及智能测控装置存在外围电路复杂，容易受到干扰和出现故障的问题。它的主要特征在于由交流采样模拟量输入单元、电源单元、CPU单元、人机接口单元、机箱单元组成，CPU单元中采用同时具有单片机控制功能以及数字信号处理器功能的高性能数字信号处理器，其总线位于芯片之内。该装置主要用于对变/配电站、配电网、厂用电等多种系统的微机保护、自动监示测量及远程控制。本实用新型具有装置硬件精简高效、集多种功能于一体、总线不出芯片、可靠性高、系统抗干扰能力强的特点。
文档编号H02H7/00GK201075672SQ20072008622
公开日2008年6月18日 申请日期2007年7月24日 优先权日2007年7月24日
发明者赵世运, 凯 黄 申请人:襄樊万洲电气集团有限公司