[实用新型]一种可配置的母差保护装置

说明书

本实用新型涉及母线保护，是电力系统中一种重要设备的微机保护，属于电力工程继电保护自动化领域。

母线是汇集和分配电能的电气设备，是连接发电机、变压器和线路等重要电气设备的设备，所以对母线的保护是非常重要的。母线保护的主要功能是在母线发生故障时快速切除故障、在母线外发生故障时不误切母线。母线保护的误动和拒动将造成严重的后果。母线保护误动将造成大面积停电，拒动可能造成电力设备的损坏和系统的瓦解。实现母线保护的最主要的功能是母差保护，而对母差保护的最重要的要求就是高度的安全性、可靠性，很强的选择性和快速性。由于母线的接线方式很多，所接回路数量变化很大，为了提高保护装置的灵活性和节约成本，对母差保护装置的可扩展性和可配置性提出很高要求。

本实用新型利用计算机技术、高速总线技术和软件技术来实现母差保护，通过采集母线电压、线路和母联电流来获取正常或故障电量，通过采集开关状态来获取母线运行方式，采用差动保护快速算法，判断母线区内区外故障，确定故障母线，发出跳闸命令，切除故障，保证供电的可靠性。该母差保护装置通过硬件模块化、通用化、自我描述和软件的模块化和灵活性来保证母差保护的可扩展性和可配置性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本装置有以下几个组成部分：中央处理模块、模拟量采集模块、开入量采集模块、开出量控制模块、通信模块、显示模块、电源模块。其特征在于：中央处理器、模拟量采集模块通过TDM总线连接；中央处理模块、开入量采集模块、开出量控制模块、通信模块通过CAN总线和RS485总线连接；通信模块和显示模块通过RS485总线连接。

中央处理模块主要完成数据计算、保护启动和保护逻辑处理。其特征在于：中央处理模块包括处理器CPU、可编程控制器FPGA、存储器SDRAM、闪存FLASH和多种总线控制器。

模拟量采集模块可以采集母线电压、线路和母联电流。其特征在于：模拟量采集模块包括电压或电流变换器、滤波电路、模数转换器AD和FPGA。

开入量采集模块可以采集断路器位置、隔离开关位置和保护压板位置。其特征在于：开入量采集模块包括CPU、CAN控制器、RS485总线控制器、光耦。

开出量控制模块可以控制断路器的分合、接地刀的分合、发出保护动作或异常等信号。其特征在于：开出量控制模块包括CPU、CAN控制器、RS485总线控制器、继电器。

通信模块主要实现故障报告的处理以及与显示和外界的通信。其特征在于：通信模块包括CPU、FPGA、CAN控制器、RS485总线控制器、RS232总线控制器、以太网控制器、SDRAM。

显示模块实现模拟量、开关量的显示和参数的设置和各模块的配置。其特征在于：显示模块包括CPU、RS485总线控制器、以太网控制器、SDRAM、液晶。

显示模块实现模拟量、开关量的显示和参数的设置和各模块的配置。其特征在于：显示模块包括CPU、RS485总线控制器、以太网控制器、SDRAM、液晶。

本实用新型的有益效果：

每个现场母线运行方式和支路数不同，要求采集的模拟量、开入量和跳闸开出也不同，该母差保护装置可以通过配置不同数量的模拟量采集模块、开入量采集模块、开出量控制模块来满足要求，并且可以通过液晶界面或专门的配置软件来完成开入、开出的设置。

图1是本实用新型实施例的结构框图。

图2是中央处理模块的原理框图。

图3是模拟量采集模块的原理框图。

图4是开入量采集模块的原理框图。

图5是开出量控制模块的原理框图。

以下通过具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

本装置主要由中央处理模块、模拟量采集模块、开入量采集模块、开出量控制模块、通信模块和显示模块组成。

如图1所示，为本实用新型实施例的系统结构框图。

中央处理模块、模拟量采集模块通过TDM总线连接。每块模拟量采集模块可以采集18路模拟量即6个电流回路电流，可以配置多块模拟量采集模块，数量可根据现场电流支路数量确定。

中央处理模块、模拟量采集模块通过TDM总线连接。每块模拟量采集模块可以采集18路模拟量即6个电流回路电流，可以配置多块模拟量采集模块，数量可根据现场电流支路数量确定。