专利名称：一种数字式变压器保护测控装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微机保护装置，特别涉及一种用于110KV及以下电压等级的双圈、三圈变压器保护的数字式变压器保护测控装置。
背景技术：
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电力变压器是发电厂和变电站中重要的电气设备，提高变压器工作的可靠性对保证电力系统的安全运行具有非常重要的意义。目前生产的变压器在结构上比较可靠，故障机会较少，但实际运行中仍有可能发生各种类型的故障和不正常运行方式。为了保证电力系统安全连续运行，并将故障和不正常运行方式对电力系统的影响控制在最小范围，必须根据变压器的容量等级和重要程度配置必要的、性能良好及动作可靠的继电保护装置。变压器的故障可分为内部故障和外部故障两种。内部故障是指变压器油箱里面发生的故障，主要是绕组的相间短路、单相匝间短路、单相接地短路等。发生内部故障是非常危险的，因为短路电流产生的高温电弧不仅会损坏绕组的绝缘，烧毁铁芯，而且绝缘材料和变压器油因受热分解而产生大量气体，有可能引起变压器油箱爆炸，因此，在变压器内部故障时，必须迅速地将其切除。变压器常见的外部故障主要是变压器引出线上的相间短路，单相接地短路和绕组的匝间短路等，同样需要继电保护装置做出及时的处理。发明内容:
针对变压器可能出现的各种故障，本发明提供了一种数字式变压器保护测控装置。本发明采用的技术方案是:
一种数字式变压器保护测控装置，其特征在于:包括有三组电流互感器采样回路，三组电流互感器采样回路分别接入一个AD采样电路，三个AD采样电路的信号输出端接入PowPC, PowPC连接有输入逻辑控制电路、输出逻辑控制电路、以太网控制电路，输入逻辑控制电路的信号输入端接有直流开入回路、交流开入回路，输出逻辑控制电路的信号输出端接有动作出口回路、告警出口回路，PowPC还外接有LCD液晶显示界面、声音报警输出、键盘及其接口 ；一组变压器高压侧的CT 二次电流、一组变压器中压侧的CT 二次电流、一组变压器低压侧的CT 二次电流分别接入到所述的三组电流互感器采样回路，各电流互感器采样回路分别将电流信号转换成小信号电流，再经AD采样电路调整为数字信号接入到PowPC，PowPC进行FFT快速运算，实时计算三侧电流有效值，并在1/4周波内计算出电流突变量；断路器位置、手车工作试验位置、接地刀位置等开入信号接入到直流开入回路或交流开入回路，并经输入逻辑控制电路进行降压、去除交流量后，转变为稳定的直流5V电压小信号，接入到PowPC，PowPC实时检测开入采样值，PowPC通过计算获得的电流值进行保护逻辑判断，实现差动速断、二次谐波制动的比率差动保护，以及变压器中、低压侧的CT 二次电流的过流等保护功能，并通过动作出口回路开放跳闸出口，同时在LCD液晶显示界面上显示故障信息和二次电流值，通过报警出口回路驱动蜂鸣器，发出报警声音；PowPC还通过以太网控制电路，实现TCP/UDP报文的接收与发送。所述的一种数字式线路保护测控装置，其特征在于:为插件式结构，由CPU主板、液晶面板、总线板、电流采样板、输入输出控制板、以太网通讯板共6块电路板构成；液晶面板包括IXD液晶显示模块、键盘及其接口以及声音报警输出；CPU主板包括PowPC芯片、AD采样电路、输入逻辑控制电路、输出逻辑控制电路以及底层驱动电路，其中PowPC采用32位FreeScale芯片；电流米样板包含三组电流互感器米样回路及一个装置电源模块；输入输出控制板包括动作出口回路、告警出口回路、交流开入回路、直流开入回路和继电器操作回路；以太网通讯板包括有以太网处理电路。本发明的有益效果在于:
1、装置结构简单，集成度高，通过外置12位AD芯片采集电流电压数据，采样精度高，线性范围广，响应速度快，环境适应能力强且性价比高。2、同时支持交流开入和直流开入两种采样方式，支持交流和直流两种操作回路。3、支持双以太网通讯方式，支持TCP/UDP网络协议，支持多种电力通讯规约。
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图1为本发明的电路原理框图。图2为本发明的总体结构示意图。附图标号说明:
310—总线板；311—液晶面板；312—电流米样板；314—CPU主板；313—输入输出控制板；315—以太网通讯板；
610 — PowPC芯片；611—键盘及其接口 ；612—声音报警输出；613—输出逻辑控制电路；614—报警出口回路；615—动作出口回路；616—直流开入回路；617—交流开入回路；618—电流互感器回路I ;619—电流互感器回路2 ;620—电流互感器回路3 ;621—AD采样电路；622—通用电源模块；623— IXD液晶显示；625—输入逻辑控制电路。
具体实施方式
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参阅图1所示，一种数字式变压器保护测控装置，包括有三组电流互感器采样回路618,619和620，三组电流互感器采样回路618、619和620分别接入一个AD采样电路621，三个AD采样电路621的信号输出端接入PowPC 610，PowPC 610连接有输入逻辑控制电路625、输出逻辑控制电路613、以太网控制电路624，输入逻辑控制电路625的信号输入端接有直流开入回路616、交流开入回路617，输出逻辑控制电路613的信号输出端接有动作出口回路615、告警出口回路614，PowPC 610还外接有IXD液晶显示界面623、声音报警输出612、键盘及其接口 611 ;三组CT的二次电流接入到三组电流互感器采样回路618、619和620，电流互感器采样回路将电流信号转换成小信号电流，经AD采样电路621调整为数字信号并接入到PowPC 610，PowPC 610在一个周波内采集32个数据点，进行FFT运算，利用全波傅氏算法，滤去高次谐波，提取基波分量，实时计算出三组电流有效值及电流突变量。断路器位置、手车工作试验位置、接地刀位置等开入信号接入到直流开入回路616或交流开入回路617，并经输入逻辑控制电路625，进行降压、去除交流量后，转变为稳定的直流5V电压小信号，接入到PowPC 610, PowPC 610利用Ims定时器中断，实时检测开入采样值。PowPC610通过计算获得的电流值进行保护逻辑判断，实现差动速断、二次谐波制动的比率差动保护，中、低侧过流等保护功能，并通过动作出口回路615开放跳闸出口，同时在LCD液晶显示界面623上显示故障信息和二次电流值，通过告警出口回路614驱动蜂鸣器，发出报警声音。PowPC 610还通过以太网控制电路624，实现TCP/UDP报文的接收与发送。参阅图2所示,本发明为插件式结构，由液晶面板311、总线板310、CPU主板314、电流采样板312、输入输出控制板313、以太网通讯板315共6块电路板构成。液晶面板311包含IXD液晶显示界面623，键盘及其接口 611以及声音报警输出612，主要用于人机交互，简单直观易懂是其主要特征；CPU主板314包含FreeScale芯片610、AD采样电路621、输入输出逻辑控制电路625和613以及底层驱动电路，电路板采用4层设计，抗干扰强，是整个装置的核心处理部件，负责各种逻辑判据的处理；电流采样板312包含三组电流互感器采样回路617、618、619和装置电源模块622，负责变压器3组CT 二次电流的采样接入，并提供装置的工作电源；输入输出控制板313包含告警出口回路614、动作出口回路615、交直流开入控制电路616、617，负责位置信号的采样接入和动作出口的开关控制；以太网通讯板315包括以太网控制电路624，实现以太网TCP/UDP网络通讯功能。本发明结构简单，集成度高，采样精度高，线性范围广、响应速度快，环境适应能力强、功耗低、操作简单，同时支持交流开入和直流开入两种采样方式，集多种保护功能于一体，作为110KV及以下电压等级的双圈、三圈变压器的主保护，具有显著的经济效益和社会效益，目前已成功应用于多个项目中。
权利要求
1.一种数字式变压器保护测控装置，其特征在于:包括有三组电流互感器采样回路，三组电流互感器采样回路分别接入一个AD采样电路，三个AD采样电路的信号输出端接入PowPC, PowPC连接有输入逻辑控制电路、输出逻辑控制电路、以太网控制电路，输入逻辑控制电路的信号输入端接有直流开入回路、交流开入回路，输出逻辑控制电路的信号输出端接有动作出口回路、告警出口回路，PowPC还外接有LCD液晶显示界面、声音报警输出、键盘及其接口 ；一组变压器高压侧的CT 二次电流、一组变压器中压侧的CT 二次电流、一组变压器低压侧的CT 二次电流分别接入到所述的三组电流互感器采样回路，各电流互感器采样回路分别将电流信号转换成小信号电流，再经AD采样电路调整为数字信号接入到PowPC，PowPC进行FFT快速运算，实时计算三侧电流有效值，并在1/4周波内计算出电流突变量；断路器位置、手车工作试验位置、接地刀位置等开入信号接入到直流开入回路或交流开入回路，并经输入逻辑控制电路进行降压、去除交流量后，转变为稳定的直流5V电压小信号，接入到PowPC，PowPC实时检测开入采样值，PowPC通过计算获得的电流值进行保护逻辑判断，实现差动速断、二次谐波制动的比率差动保护，以及变压器中、低压侧的CT 二次电流的过流等保护功能，并通过动作出口回路开放跳闸出口，同时在LCD液晶显示界面上显示故障信息和二次电流值，通过报警出口回路驱动蜂鸣器，发出报警声音；PowPC还通过以太网控制电路，实现TCP/UDP报文的接收与发送。
2.根据权利I所述的一种数字式线路保护测控装置，其特征在于:为插件式结构，由CPU主板、液晶面板、总线板、电流采样板、输入输出控制板、以太网通讯板共6块电路板构成；液晶面板包括LCD液晶显示模块、键盘及其接口以及声音报警输出；CPU主板包括PowPC芯片、AD采样电路、输入逻辑控制电路、输出逻辑控制电路以及底层驱动电路，其中PowPC采用32位FreeScale芯片；电流采样板包含三组电流互感器采样回路及一个装置电源模块；输入输出控制板包括动作出口回路、告警出口回路、交流开入回路、直流开入回路和继电器操作回路；以太网通讯板包括有以太网处理电路。
全文摘要
本发明公开了一种数字式变压器保护测控装置，包括有三组电流互感器采样回路，三组电流互感器采样回路分别接入一个AD采样电路，三个AD采样电路的信号输出端接入PowPC，PowPC连接有输入逻辑控制电路、输出逻辑控制电路、以太网控制电路，输入逻辑控制电路的信号输入端接有直流开入回路、交流开入回路，输出逻辑控制电路的信号输出端接有动作出口回路、告警出口回路，PowPC还外接有LCD液晶显示界面、声音报警输出、键盘及其接口。本发明结构简单，集成度高，采样精度高，线性范围广、响应速度快，环境适应能力强、功耗低、操作简单，同时支持交流开入和直流开入两种采样方式，具有显著的经济效益和社会效益。
文档编号H02H3/04GK103094881SQ20121054373
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者刘荣堂, 蔡勇, 李鹏, 戴礼智 申请人:滁州安瑞电力自动化有限公司