高速重载铁路数字化牵引变电所综合应急保护装置的制作方法

1.本实用新型涉及电气化铁路牵引供电辅助设备技术领域，特别是一种高速重载铁路数字化牵引变电所综合应急保护装置。


背景技术：

2.高速重载铁路数字化牵引变电所是为电气化铁路提供电源保障的设施，目前，高速重载铁路数字化牵引变电所的相关设备由于技术限制，在遭遇雷击、高压开关绝缘击穿、地震、火灾、直流电源等各类故障情况时，会造成牵引变电所内的保护装置无法正常运行（也就是总电源开关无法有效跳闸），从而使牵引供电系统失去有效的保护，对电气化铁路的安全运行造成了不利的隐患。


技术实现要素：

3.为了克服现有高速重载铁路数字化牵引变电所因无一种可靠的保护设备存在如背景所述弊端，本实用新型提供了一种基于功能强大的32位双核dsp作为硬件平台，全面支持数字化变电站标准，具有高标准的电磁兼容性能，使设备整体具有高度的可靠性，良好的扩展性，在保护区域发生雷击、高压开关绝缘击穿、地震、火灾、直流电源等各类故障情况后，能第一时间跳闸断开电源，由此为牵引供电系统起到了有效保护的高速重载铁路数字化牵引变电所综合应急保护装置。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.高速重载铁路数字化牵引变电所综合应急保护装置，包括装置面板、电源模块、开关量输入输出模块、微处理器模块、通信接口模块、输入设备，其特征在于所述装置面板、电源模块、开关量输入输出模块、微处理器模块、通信接口模块、输入设备安装在电控箱内；所述装置面板、开关量输入输出模块、微处理器模块、通信接口模块、输入设备的电源输入端和电源模块的电源输出端电性连接；所述输入设备的信号输出端和开关量输入输出模块的信号输入端电性连接，装置面板、开关量输入输出模块的信号输出端和微处理器模块的信号输入端电性连接，通信接口模块的信号输入端和微处理器模块的信号输出端电性连接；所述输入设备具有多路电流和多路电压输入通道，多路电流和多路电压输入通道分别和牵引变电所的两套变压器的接线端电性连接，通信接口模块的信号输出端和供电其区域的分合闸设备信号输入端电性连接。
6.进一步地，所述的微处理器模块采用双核dsp处理器。
7.进一步地，所述的通信接口模块具有2路以太网通信接口。
8.进一步地，所述的输入设备具有合并模块。
9.进一步地，所述的装置面板由按键、led指示灯和lcd组成，指示灯包括运行灯、通信灯、告警灯、跳闸指示灯、检修灯。
10.进一步地，所述的电源模块提供2组稳压电源输出，：一组5v电源、一组24v电源。
11.进一步地，所述的开关量输入输出模块具有2个io插件，提供40路开入量，12路开
出量。
12.本实用新型有益效果是：本新型应用中，输入设备能实时采集供电区域的供电数据，当现场变压器在保护区域发生雷击、高压开关绝缘击穿、地震、火灾、直流电源故障等各类故障情况后，能第一时间跳闸断开总电源开关的电源，防止了故障扩大化，由此为牵引供电系统起到了有效保护。基于上述，本实用新型具有好的应用前景。
附图说明
13.图1是本实用新型架构框图。
具体实施方式
14.图1所示，高速重载铁路数字化牵引变电所综合应急保护装置，包括装置面板、电源模块、开关量输入输出模块、微处理器模块、通信接口模块、输入设备，装置面板、电源模块、开关量输入输出模块、微处理器模块、通信接口模块、输入设备安装在电控箱内；装置面板、开关量输入输出模块、微处理器模块、通信接口模块、输入设备的电源输入端和电源模块的电源输出端经导线连接；输入设备的信号输出端和开关量输入输出模块的信号输入端经导线连接，装置面板、开关量输入输出模块的信号输出端和微处理器模块的信号输入端经导线连接，通信接口模块的信号输入端和微处理器模块的信号输出端经导线连接；输入设备具有6路电流和6路电压输入通道，6路电流分别采集的是牵引变电所的1号变压器进线a相电流、1号变压器进线b相电流、1号变压器进线c相电流、2号变压器进线a相电流、2号变压器进线b相电流、2号变压器进线c相电流，6路电压分别采集的是1号变压器进线ab线电压、1号变压器进线bc线电压、1号变压器进线ca线电压、2号变压器进线ab线电压、2号变压器进线bc线电压、2号变压器进线ca线电压。
15.图1所示，微处理器模块采用双核dsp处理器，处理器的核1从fpga获得电流电压采样值，经过保护算法和逻辑判断，完成保护和控制功能，主要功能包括：模拟量计算、保护算法和逻辑判断、开关量输入信号监视、开关控制命令输出、故障数据记录、通信以及接口等功能。通信接口模块提供2路以太网通信接口，支持多种网络结构，支持采用光纤冗余自愈双环网结构，可以满足不同类型的变电站对通信网络的需求，支持iec 60870-5-103、iec 60870-5-104、iec 61850等通信规约。输入设备的数字化模拟量来自其配套的合并模块，应用中先将采集的数据通过以太网送入合并模块的可编程器件fpga，由fpga输出给微处理器模块。装置面板由按键、led指示灯和lcd组成，led指示灯反映整体设备的工作状态，指示灯包括运行灯、通信灯、告警灯、跳闸指示灯、检修灯；操作人员通过lcd和按键可以查看装置的运行状态、监视模拟量和开关量输入信号、修改装置的配置参数等。电源模块提供2组稳压电源输出：一组5v电源、一组24v电源，5v电源给微处理器模块的cpu插件、交流插件及装置面板、通信接口模块、输入设备供电；24v电源给开关量输入输出模块供电。电源模块设置电源开关以及24v电源指示灯，5v电源指示灯。开关量输入输出模块采用2个io插件，提供40路开入量，12路开出量。开入量以220v/110v的强电形式进入装置，进入输入设备通过光耦进行光电隔离，开出量以继电器空接点形式输出，采用arm微处理器实现，与微处理器模块之间采用can总线进行数据交换。
16.图1所示，电源模块得电工作后其电源输出端输出电源到装置面板、开关量输入输
出模块、微处理器模块、通信接口模块、输入设备的电源输入端，装置面板、开关量输入输出模块、微处理器模块、通信接口模块、输入设备得电工作。输入设备能实时采集供电区域变压器的模拟量电流、电压以及开关位置数据，并将开关状态数据输出到开关量输入输出模块，同时将模拟量电流、电压转换为数字信号输出到通信接口模块，开关量输入输出模块和通信接口模块将信号处理后输出到微处理器模块，当现场供电正常，也就是变压器电流、电压正常时，微处理器模块不输出信号到通信接口模块。当现场变压器在保护区域发生雷击、高压开关绝缘击穿、地震、火灾、直流电源等各类故障情况后，由于输入到微处理器的电流及电压信号异常，微处理器模块能第一时间输出信号到通信接口模块，然后通信接口模块输出控制指令到现场的分合闸设备，这样，分合闸设备会跳闸断开总电源开关的电源，防止了故障扩大化，由此为牵引供电系统起到了有效保护。电路中，电源模块型号是j3da10、开关量输入输出模块型号是j3ia10、微处理器模块型号是j3ca30、通信接口模块型号是j3tc21。
17.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
18.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。