[实用新型]一种直流保护测控装置

说明书

(一)技术领域：

本实用新型所涉及的是一种应用于城市轨道交通领域、地铁或轻轨牵引供电直流保护测控装置。

(二)背景技术：

根据国家发展与改革委员会与轻轨研究中心提供的规划资料，2020年中国将有超过550公里的地铁线，2050年轻轨和地铁线路将达到2000公里。但是到目前为止我国轨道交通的直流系统的保护和控制系统仍然全部采用进口设备，国内相关行业在这一领域仍然处于空白。直流保护测控装置是城市轨道交通应用中继电保护的关键设备，其难点在于在高压线路上直接采集微弱信号，既要保证微弱电信号(＜＝76uv)的采集精度，又要保证与一次电缆有关的回路间在电气上高达6KV的电气绝缘，同时还要求保护算法精确可靠，保护动作速度快。目前我国市场上主要采用德国西门子和瑞士赛雪龙的技术装备，但是由于国外技术垄断，设备售价过高，且由于国内外在应用环境和运行方式上的差别，现在采样零漂超标准和设备维护手段缺乏等问题没有得到有效的解决，而设备的国产化能够解决这些问题。

(三)实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种直流保护测控装置，它可以弥补国内相关行业的空白，且可以有效解决零漂超标准及设备维护难的问题，是一种数据采集精度高、保护动作速度快的保护测控系统。

本实用新型的技术方案：一种直流保护测控装置，其特征在于该装置包括直流分压单元、隔离放大器单元、保护测控单元、通讯管理单元、安装有维护分析软件的中央处理单元及通讯介质六部分；其中，直流分压单元的输入端与牵引网连接，其输出端与用于电气隔离和电压测量的直流隔离放大器输入端连接；隔离放大器输入端一端与直流分压器连接，另一端与供电系统的分流器连接，隔离放大器输出端通过光纤与直流保护测控单元连接。

上述所说的直流分压单元由高精度高耐压电阻构成。

上述所说的隔离放大器单元是由A/D输入电路模块、光纤通信电路模块、母线板和机箱组成；A/D输入电路模块、光纤通信电路模块和母线板安装在机箱内，且A/D输入电路模块的输入端与直流分压单元的输出端和外部供电系统连接，其输出端通过母线板与光纤通信电路模块的输入端连接；光纤通信电路模块与直流保护测控单元连接。

上述所说的保护测控单元由保护测控CPU模块、出口控制模块、开关电源模块、母线板、人机接口面板、箱体及人机接口通信电缆构成；其中保护测控CPU模块、出口控制模块、开关电源模块和母线板安装于箱体内，保护测控CPU模块、出口控制模块和开关电源模块与母线板连接，通信接口模块连接在电源模块上，保护测控CPU模块通过人机接口通信电缆与人机接口模块连接。

上述所说的通信介质采用单模光纤，且采用大规模可编程逻辑器件FPGA作为光纤传输控制器。

上述所说的保护测控CPU模块由CPU小系统及外围驱动部分、模拟输入及信号处理部分、通信扩展部分、电源及模拟量扩展部分、通信接口、控制输出接口、和电缆组成；其中电源及模拟量扩展部分、通信接口、控制输出接口分别通过电缆和母线板与、出口控制模块、开关电源模块和人机接口模块连接。

上述所说的保护测控CPU模块CPU小系统及外围驱动部分以MOTOROLA的32位单片机芯片MC68332ACFC25作为该模块的主芯片，外围驱动单元是由芯片EPM7128STC100、MAX791ESE、STC62WV51216EI、AM29F400BT-55SI、74HC245DW、RS5C348B、93LC86及不少于一个的功率放大器件D23、稳压管AMS431、二极管LL4148和不少于一个的限流电阻、分流电阻、分压电阻和电容组成，其连接为常规连接。

上述所说的模拟输入及信号处理部分是由芯片MAX125CEAX、74HC245DW、LM78L05、6N136及不少于一个的功率放大器件D23、不少于一个的限流电阻、分流电阻、分压电阻和电容组成，其连接为常规连接。

上述所说的通信扩展部分是由高性能通讯芯片和可编程逻辑控制芯片PT7A6525J、ST16C2552、74HC245DW、EPM7128STC100-5、MAX202ID、SN74HC08D及不少于一个的限流电阻、分流电阻、分压电阻和电容组成，其连接为常规连接。

上述所说的通信接口是由快速光耦器件TLP521-1，WEOS4-50/58A和不少于一个的分压电阻、分流电阻、电容组成，其连接为常规连接。

上述所说的控制输出接口是由不少于一组的快速光耦与NPN器件和不少于一个的二极管LL4148及稳压管AMS431组成，其中快速光耦采用TLP521-1器件，其连接为常规连接。