[发明专利]基于模块化设计的电力系统通用电量信号保护板

权利要求书

1.一种基于模块化设计的电力系统通用电量信号保护板，其特征在于，包括信号输入跳线单元、核心保护模块单元、信号隔离电路单元、信号输出跳线单元、底板；信号输入跳线单元、信号隔离电路单元、信号输出跳线单元直接设计在底板上，核心保护模块通过插座与底板相连；输入信号通过信号输入跳线单元，将采集的监视信号传递给核心保护模块单元，经过对信号的逻辑处理，核心保护模块单元再通过信号输出跳线单元，将故障信号通过信号隔离电路单元隔离和滤波后输出；

所述的信号输入跳线单元包括左右2列插排，每列插排都由4个3引脚的插排组成，左侧插排依次与输入电量信号相连，右侧插排与核心保护单元模块相连，并固定在底板上；输入12路电量信号为通过霍尔传感器采集电力系统主回路中的电压和电流模拟信号，并通过跳线的方式，将12路电量灵活地输入到与核心保护底板相连的插排；霍尔电压传感器型号为LV28-P，霍尔电流传感器是LA100-P。

2.根据权利要求1所述的保护板，其特征在于，所述的核心保护模块单元由4个完全相同的保护单元模块组成，各模块均包括过量保护逻辑电路和参考电压阈值设定电路两部分，参考电压阈值设定电路为过量保护逻辑电路提供参考电压；核心保护模块单元配置3个7引脚的插排，作为小板与底板连接的媒介，分别为输入插排、输出插排和接地插排，并将信号输入插排的引脚分为2路单极性和3路双极性信号输入引脚。

3.根据权利要求2所述的保护板，其特征在于，所述的过量保护逻辑电路包括不控整流电路、直流分压电路、滤波电路和电压比较电路；不控整流电路由6个二极管1N4148构成共阴极全桥整流电路，当输入双极性信号时，先通过不控整流电路转换为直流信号，输入输出的关系为：U_d＝2.34*U_i，经整流后的直流信号经过2个陶瓷电阻分压后，再通过电压比较器LM311与设定的参考电压阈值进行比较，最后输出故障信号；当输入单极性信号时，则将输入信号直接接入直流分压电路，通过电压比较器与参考电压进行比较，输出故障信号；

参考电压阈值设定电路由底板提供±15V电压，并采用稳压二极管ZMM10将阈值设置范围分别维持在0V～+10V和－10V～0V之间，同时为了保证被保护信号判断的正确性，采用高精度、耐高压的精密电位器3224W-1-103E调节保护阈值参考电平的大小。

4.根据权利要求1所述的保护板，其特征在于，所述的信号输出跳线单元，亦包括左右两列插排，每列插排都有4个4引脚的插排组成，左侧插排一次与保护单元模块相连，右侧插排与光耦隔离电路相连；保护单元模块处理后输出至底板和左侧插排的故障信号，通过跳线和右侧插排进入任意一路光耦隔离电路；

信号光耦隔离电路单元包括4路光耦隔离电路和滤波电路，光耦隔离电路采用高速光耦合器6N137，防止低压控制电路与外部高压电路之间的串扰，滤波电路为一阶RC电路；

所述核心保护单元模块，输入插排的1和7引脚作为直流信号输入，3、4、5引脚作为交流信号输入，2和6引脚作为接地和隔离交直流的引脚；输出插排的1、4引脚作为±15V电源引脚，2、3引脚接地，5为输出引脚，剩余引脚悬空；

所述电量信号保护板，除了核心保护模块单元外，核心保护模块所需要的信号输入和输出、电源，以及信号隔离电路外围电路，均设计在保护底板上，核心保护单元通过7引脚的插排与底板上设置的底座任意插接。