一種雙核處理器的配網(wǎng)線路微機(jī)保護(hù)裝置的制造方法
【專利摘要】一種雙核處理器的配網(wǎng)線路微機(jī)保護(hù)裝置，包括：LCD顯示單元、按鍵、電壓檢測(cè)單元、電流檢測(cè)單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元、開(kāi)關(guān)量輸出單元、DSP數(shù)據(jù)處理器、雙口RAM、MCU保護(hù)邏輯處理器、以太網(wǎng)通訊接口、CAN通訊接口、RS?485通訊接口、RS?232通訊接口、系統(tǒng)電源單元，利用DSP芯片對(duì)數(shù)據(jù)的快速傅里葉計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的各種計(jì)算測(cè)量功能，利用通用MCU芯片對(duì)數(shù)據(jù)處理的靈活性實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的控制、人機(jī)對(duì)話、通信功能，DSP數(shù)據(jù)處理器和MCU保護(hù)邏輯處理器發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)分工協(xié)作，提高裝置的數(shù)據(jù)處理能力和運(yùn)行速度。根據(jù)不同通信對(duì)象選用不同通訊模式，擴(kuò)大裝置應(yīng)用范圍和提高各個(gè)系統(tǒng)的兼容性，方便電力系統(tǒng)中的管理和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)監(jiān)控一體化。
【專利說(shuō)明】
一種雙核處理器的配網(wǎng)線路微機(jī)保護(hù)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
:
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置，尤其是一種雙核處理器的配網(wǎng)線路微機(jī)保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
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[0002]隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，一方面在工業(yè)應(yīng)用中由于產(chǎn)量和用電量的增加，要求保護(hù)的級(jí)差越來(lái)越細(xì)化，老式傳統(tǒng)的機(jī)電式保護(hù)繼電器的整定繁瑣、精度低，受環(huán)境溫度變化和電磁干擾嚴(yán)重，可能會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)拒動(dòng)，甚至是越級(jí)跳閘事故。另一方面，隨著智能電網(wǎng)和配電自動(dòng)化水平的發(fā)展，傳統(tǒng)測(cè)保護(hù)裝置與智能變電站中的智能斷路器、非常規(guī)的互感器和二次接口設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不能互聯(lián)，兼容性差而且功能單一，導(dǎo)致單個(gè)設(shè)備存在多種保護(hù)裝置，不方便運(yùn)行維護(hù)和管理。從微機(jī)繼電保護(hù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，采用32位微機(jī)保護(hù)裝置和新型可靠的保護(hù)算法是未來(lái)的發(fā)展方向，這對(duì)裝置的數(shù)據(jù)處理能力提出了嚴(yán)格的要求。本實(shí)用新型針對(duì)上述應(yīng)用背景和要求，設(shè)計(jì)了一種雙核處理器的配網(wǎng)線路微機(jī)保護(hù)裝置，利用DSP芯片對(duì)數(shù)據(jù)的快速傅里葉計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的各種計(jì)算測(cè)量功能，利用通用MCU芯片對(duì)數(shù)據(jù)處理的靈活性實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的控制、人機(jī)對(duì)話、通信功能。依托于強(qiáng)大的快速數(shù)據(jù)處理能力，能夠?qū)崿F(xiàn)多種保護(hù)功能且具有多種通信模式，具有智能化和兼容性尚等優(yōu)點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0003]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種雙核處理器的配網(wǎng)線路微機(jī)保護(hù)裝置，它利用DSP芯片對(duì)數(shù)據(jù)的快速傅里葉計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的各種計(jì)算測(cè)量功能，利用通用MCU芯片對(duì)數(shù)據(jù)處理的靈活性實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的控制、人機(jī)對(duì)話、通信功能，智能化高、兼容性強(qiáng)。
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0005]—種雙核處理器的配網(wǎng)線路微機(jī)保護(hù)裝置，其特征在于:它包括:LCD顯示單元(I)、按鍵(2)、電壓檢測(cè)單元(3)、電流檢測(cè)單元(4)、開(kāi)關(guān)量輸入單元(5)、開(kāi)關(guān)量輸出單元
[6]、DSP數(shù)據(jù)處理器(7)、雙口RAM(8)、M⑶保護(hù)邏輯處理器(9)、以太網(wǎng)通訊接口( 10)、CAN通訊接口(11)、RS_485通訊接口(12)、RS-232通訊接口(13)、系統(tǒng)電源單元(14);
[0006]DSP數(shù)據(jù)處理器(7)、雙口 RAM(S)和MCU保護(hù)邏輯處理器(9)構(gòu)成所述微機(jī)保護(hù)裝置的CPU控制單元，DSP數(shù)據(jù)處理器(7)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和保護(hù)算法并把處理的數(shù)據(jù)傳送到雙口RAM(S)中，MCU保護(hù)邏輯處理器(9)負(fù)責(zé)通信控制、人機(jī)接口、事件記錄、故障錄波等，從雙口RAM(S)中得到經(jīng)過(guò)DSP數(shù)據(jù)處理器(7)處理過(guò)的電壓電流數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)定的整定值和保護(hù)原理決定開(kāi)關(guān)量的輸出；
[0007]以太網(wǎng)通訊接口(10)、0六犯1訊接口(11)、1?-485通訊接口(12)和1?-232通訊接口
(13)構(gòu)成所述微機(jī)保護(hù)裝置的通信單元，根據(jù)不同場(chǎng)合和通信對(duì)象選擇不同通信方式，保證裝置的數(shù)據(jù)通信兼容性；
[0008]LCD顯示單元(I)和按鍵(2)構(gòu)成所述微機(jī)保護(hù)裝置的人機(jī)交互單元，顯示單元采用LCD，在正常運(yùn)行時(shí)顯不實(shí)時(shí)時(shí)間、相電壓、相電流和頻率的測(cè)量值、各種開(kāi)關(guān)量輸入狀態(tài)、輸出開(kāi)關(guān)量的狀態(tài)，輸入單元采用按鍵形式，采用了 16個(gè)按鍵包括10個(gè)數(shù)字鍵、6個(gè)菜單功能鍵，主要是用來(lái)菜單的彈出、選擇和執(zhí)行，設(shè)定整定值，光標(biāo)的移動(dòng)，查詢功能。
[0009]DSP數(shù)據(jù)處理器(7)的核心控制芯片為T(mén)MS320F28335，MCU保護(hù)邏輯處理器(9)的核心控制芯片為STM32F103，雙口 RAM(8)采用CY7C025AV芯片。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:采用DSP+M⑶雙處理器的微機(jī)保護(hù)架構(gòu)，充分利用了DSP高效數(shù)據(jù)處理能力和MCU的強(qiáng)大控制功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的快速傅里葉計(jì)算和各種保護(hù)算法，提高微機(jī)保護(hù)裝置的精度和可靠性。同時(shí)，該裝置囊括了目前工業(yè)控制中的常見(jiàn)通信方式，具有多種通信接口，滿足配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，具有廣泛的適用性和強(qiáng)大的兼容性。
【附圖說(shuō)明】
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[0011]圖1為本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型裝置的保護(hù)輸出執(zhí)行流程圖；
[0013]圖3為DSP數(shù)據(jù)處理器的執(zhí)行流程圖；
[0014]圖4為MCU保護(hù)邏輯處理器執(zhí)行流程圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0015]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0016]如圖1所示的一種雙核處理器的配網(wǎng)線路微機(jī)保護(hù)裝置，它包括:LCD顯示單元(I)、按鍵(2)、電壓檢測(cè)單元(3)、電流檢測(cè)單元(4)、開(kāi)關(guān)量輸入單元(5)、開(kāi)關(guān)量輸出單元
(6)、DSP數(shù)據(jù)處理器(7)、雙口 RAM(8)、M⑶保護(hù)邏輯處理器(9)、以太網(wǎng)通訊接口( 10)、CAN通訊接口(11)、RS_485通訊接口(12)、RS-232通訊接口(13)、系統(tǒng)電源單元(14);
[0017]DSP數(shù)據(jù)處理器(7)、雙口 RAM(S)和MCU保護(hù)邏輯處理器(9)構(gòu)成所述微機(jī)保護(hù)裝置的CPU控制單元，DSP數(shù)據(jù)處理器(7)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和保護(hù)算法并把處理的數(shù)據(jù)傳送到雙口RAM(S)中，MCU保護(hù)邏輯處理器(9)負(fù)責(zé)通信控制、人機(jī)接口、事件記錄、故障錄波等，從雙口RAM(S)中得到經(jīng)過(guò)DSP數(shù)據(jù)處理器(7)處理過(guò)的電壓電流數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)定的整定值和保護(hù)原理決定開(kāi)關(guān)量的輸出；
[0018]以太網(wǎng)通訊接口(10)、CAN通訊接口(II)、RS-485通訊接口(12)和RS-232通訊接口
(13)構(gòu)成所述微機(jī)保護(hù)裝置的通信單元，根據(jù)不同場(chǎng)合和通信對(duì)象選擇不同通信方式，保證裝置的數(shù)據(jù)通信兼容性；
[0019]LCD顯示單元(I)和按鍵(2)構(gòu)成所述微機(jī)保護(hù)裝置的人機(jī)交互單元，顯示單元采用LCD，在正常運(yùn)行時(shí)顯不實(shí)時(shí)時(shí)間、相電壓、相電流和頻率的測(cè)量值、各種開(kāi)關(guān)量輸入狀態(tài)、輸出開(kāi)關(guān)量的狀態(tài)，輸入單元采用按鍵形式，采用了 16個(gè)按鍵包括10個(gè)數(shù)字鍵、6個(gè)菜單功能鍵，主要是用來(lái)菜單的彈出、選擇和執(zhí)行，設(shè)定整定值，光標(biāo)的移動(dòng)，查詢功能；
[0020]DSP數(shù)據(jù)處理器(7)的核心控制芯片為T(mén)MS320F28335，MCU保護(hù)邏輯處理器(9)的核心控制芯片為STM32F103，雙口 RAM(8)采用CY7C025AV芯片。
[0021]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式中，結(jié)合圖2，說(shuō)明本實(shí)用新型裝置保護(hù)邏輯輸出的執(zhí)行流程。在系統(tǒng)上電后，雙核處理器首先進(jìn)行模塊的初始化，依次對(duì)各種外設(shè)進(jìn)行初始化，然后DSP從雙口 RAM中讀取各種整定信息后存儲(chǔ)，完成各種初始化后開(kāi)始進(jìn)行輸入交流量的采樣工作，得到采樣數(shù)據(jù)后根據(jù)選擇的算法計(jì)算出各種電氣參數(shù)的數(shù)值與整定值對(duì)比判斷要不要進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作輸出，最后把計(jì)算得到的各種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于雙口RAM中供MCU進(jìn)行信息的顯示處理和外部的數(shù)據(jù)通訊用。MCU從雙口 RAM中讀取依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)定好的整定參數(shù)，將采樣計(jì)算得到的各電氣參數(shù)與設(shè)定的整定值比較，一旦出現(xiàn)測(cè)量值超過(guò)整定值的情況，立即執(zhí)行保護(hù)輸出功能，完成各種相應(yīng)的保護(hù)措施如切斷、報(bào)警等。
[0022]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式中，結(jié)合圖3圖4，說(shuō)明本實(shí)用新型裝置中雙核處理器的執(zhí)行流程。圖3所示為DSP數(shù)據(jù)處理器的執(zhí)行流程圖，通過(guò)采集電壓檢測(cè)單元和電流檢測(cè)單元的數(shù)據(jù)，按照不同保護(hù)種類對(duì)應(yīng)的算法，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理，得到的參數(shù)和判定依據(jù)進(jìn)行比較，判斷有無(wú)發(fā)生故障，若發(fā)生故障即對(duì)開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)進(jìn)行處理，并將結(jié)果通過(guò)雙口RAM和MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)交流。圖4所示為MCU保護(hù)邏輯處理器執(zhí)行流程圖，相比較DSP數(shù)據(jù)處理器只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理的單一性，M⑶執(zhí)行更多工作，包括保護(hù)邏輯輸出、顯示運(yùn)行參數(shù)、人機(jī)鍵盤(pán)交互以及數(shù)據(jù)通信選擇。在系統(tǒng)上電后，MCU開(kāi)始初始化工作，對(duì)各種外設(shè)初始化，對(duì)LCD初始化后顯示歡迎界面，完成初始化后與雙口 RAM通信，把各種數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)于雙口RAM以供DSP數(shù)據(jù)處理使用。開(kāi)始進(jìn)行按鍵處理和顯示處理的進(jìn)程中，按照既定的流程顯示處理得到的數(shù)據(jù)信息，完成和外部的數(shù)據(jù)通訊。
[0023]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙核處理器的配網(wǎng)線路微機(jī)保護(hù)裝置，其特征在于:它包括:LCD顯示單元(I)、按鍵(2)、電壓檢測(cè)單元(3)、電流檢測(cè)單元(4)、開(kāi)關(guān)量輸入單元(5)、開(kāi)關(guān)量輸出單元(6)、DSP數(shù)據(jù)處理器(7)、雙口RAM(8)、M⑶保護(hù)邏輯處理器(9)、以太網(wǎng)通訊接口(10)、CAN通訊接口( 11)、RS-485通訊接口( 12)、RS-232通訊接口( 13)、系統(tǒng)電源單元(14); DSP數(shù)據(jù)處理器(7)、雙口 RAM(S)和MCU保護(hù)邏輯處理器(9)構(gòu)成所述微機(jī)保護(hù)裝置的CPU控制單元，DSP數(shù)據(jù)處理器(7)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和保護(hù)算法并把處理的數(shù)據(jù)傳送到雙口 RAM(8)中，M⑶保護(hù)邏輯處理器(9)負(fù)責(zé)通信控制、人機(jī)接口、事件記錄、故障錄波，從雙口RAM(8)中得到經(jīng)過(guò)DSP數(shù)據(jù)處理器(7)處理過(guò)的電壓電流數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)定的整定值和保護(hù)原理決定開(kāi)關(guān)量的輸出； 以太網(wǎng)通訊接口( 10)、CAN通訊接口( 11)、RS-485通訊接口( 12)和RS-232通訊接口( 13)構(gòu)成所述微機(jī)保護(hù)裝置的通信單元，根據(jù)不同場(chǎng)合和通信對(duì)象選擇不同通信方式，保證裝置的數(shù)據(jù)通信兼容性； LCD顯示單元(I)和按鍵(2)構(gòu)成所述微機(jī)保護(hù)裝置的人機(jī)交互單元，顯示單元采用LCD，在正常運(yùn)行時(shí)顯不實(shí)時(shí)時(shí)間、相電壓、相電流和頻率的測(cè)量值、各種開(kāi)關(guān)量輸入狀態(tài)、輸出開(kāi)關(guān)量的狀態(tài)，輸入單元采用按鍵形式，采用了 16個(gè)按鍵包括10個(gè)數(shù)字鍵、6個(gè)菜單功能鍵，主要是用來(lái)菜單的彈出、選擇和執(zhí)行，設(shè)定整定值，光標(biāo)的移動(dòng)，查詢功能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙核處理器的配網(wǎng)線路微機(jī)保護(hù)裝置，其特征在于:所述DSP數(shù)據(jù)處理器(7)的核心控制芯片為T(mén)MS320F28335，MCU保護(hù)邏輯處理器(9)的核心控制芯片為 STM32F103，雙口 RAM(8)采用 CY7C025AV 芯片。
【文檔編號(hào)】H02H7/22GK205646786SQ201620367279
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】董蘇, 王靜, 曹杰, 王化山, 盧海亮, 操勝, 盧家超, 鄧文鑫, 徐虎, 過(guò)超, 侯林, 水飛飛
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司阜陽(yáng)供電公司