RU87841U1 - MICROPROCESSOR RELAY PROTECTION SYSTEM WITH SYNCHRONIZATION BY ASTRONOMIC TIME AND SERIAL CHANNEL FOR COMMUNICATION WITH RELAY PROTECTION DEVICES AND AUTOMATION - Google Patents
MICROPROCESSOR RELAY PROTECTION SYSTEM WITH SYNCHRONIZATION BY ASTRONOMIC TIME AND SERIAL CHANNEL FOR COMMUNICATION WITH RELAY PROTECTION DEVICES AND AUTOMATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU87841U1 RU87841U1 RU2009120485/22U RU2009120485U RU87841U1 RU 87841 U1 RU87841 U1 RU 87841U1 RU 2009120485/22 U RU2009120485/22 U RU 2009120485/22U RU 2009120485 U RU2009120485 U RU 2009120485U RU 87841 U1 RU87841 U1 RU 87841U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- group
- outputs
- accordance
- control system
- Prior art date
Links
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Микропроцессорная система релейной защиты, содержащая блоки гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения, микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, причем микропроцессорная система управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты содержит оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, часы, устройство аналогового ввода-вывода, устройство дискретного ввода-вывода, шинный формирователь и драйвер последовательного канала, причем группы входов блоков гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения являются группами входов устройства, вторая группа входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, является группой входов-выходов для связи с внешними устройствами и первой группой входов-выходов устройства, первая группа входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты является группой входов-выходов шинного формирователя, третья группа входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты является группой входов-выходов первого драйвера последовательного канала, отличающаяся тем, что в нее введен формирователь, коммутатор и пульт управления, содержащий дисплей, клавиатуру и индикацию, причем в микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализаци�A microprocessor relay protection system containing galvanic isolation and preliminary scaling of input signals in the form of current and voltage, a microprocessor control system for output relays and alarm in accordance with protection algorithms, and the microprocessor control system for output relays and alarm in accordance with protection algorithms contains a random access memory , read-only memory, clock, analog I / O device, discrete input device- an output, a bus driver and a serial channel driver, and the groups of inputs of the galvanic isolation units and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage are the device input groups, the second group of inputs and outputs of the microprocessor control system of the output relays and signaling in accordance with protection algorithms is a group inputs and outputs for communication with external devices and the first group of inputs and outputs of the device, the first group of inputs and outputs of the microprocessor control system in accordance with protection algorithms is a group of inputs and outputs of a bus driver, the third group of inputs and outputs of a microprocessor control system for output relays and an alarm in accordance with protection algorithms is a group of inputs and outputs of the first driver of a serial channel, characterized in that a shaper, a switch and a control panel are introduced therein, comprising a display, a keyboard and an indication, moreover, in a microprocessor control system for output relays and alarms
Description
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты.The utility model relates to electrical engineering, namely to the relay protection technique.
Известная микропроцессорная система защиты [Н.Н.Чернобровов, В.А.Семенов "Релейная защита энергетических систем" 1998 г. стр.776, рис.22.1], содержащая блоки промежуточных трансформаторов, блок частотных фильтров, аналого-цифровой преобразователь и микропроцессорную систему выполняет функции релейной защиты, но имеет большие габариты и ограниченные функциональные возможности.Known microprocessor-based protection system [NN Chernobrovov, V. A. Semenov "Relay protection of energy systems", 1998, p. 776, Fig. 22.1], containing blocks of intermediate transformers, a block of frequency filters, an analog-to-digital converter and a microprocessor system performs the functions of relay protection, but has large dimensions and limited functionality.
Известная система - "Микропроцессорная система защиты" [Патент RU №2173924 Н02Н 7/26 Б.И. №26 от 20.09.2001], содержащая блоки гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения, блок частотных фильтров, аналого-цифровой преобразователь и микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, выполняет функции релейной защиты и также имеет большие габариты.The known system is "Microprocessor-based protection system" [Patent RU No. 2173924 Н02Н 7/26 B.I. No. 26 dated 09/20/2001], which contains blocks of galvanic isolation and preliminary scaling of input signals in the form of current and voltage, a block of frequency filters, an analog-to-digital converter, and a microprocessor control system for output relays and signaling in accordance with protection algorithms, perform the functions of relay protection and also has large dimensions.
Наиболее близким техническим решением является микропроцессорная система защиты - "Микропроцессорное устройство релейной защиты и автоматики с дистанционным управлением" [Патент RU №2222083 7 Н02Н 7/26, G01R 23/165, 31/08 Б.И. №2 от 20.01.2004], содержащая блоки гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения, блок частотных фильтров, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты и приемо-передатчик.The closest technical solution is a microprocessor-based protection system - "Microprocessor-based relay protection and automation device with remote control" [RU Patent No. 2222083 7 Н02Н 7/26, G01R 23/165, 31/08 B.I. No. 2 dated January 20, 2004], which contains blocks of galvanic isolation and preliminary scaling of input signals in the form of current and voltage, a block of frequency filters, an analog-to-digital converter, a microprocessor control system for output relays and signaling in accordance with protection algorithms and a transceiver.
Прототип также имеет большие габариты и ограниченные функциональные возможности.The prototype also has large dimensions and limited functionality.
Технический результат - расширение функциональных возможностей микропроцессорной системы релейной защиты и уменьшение габаритов реализующего ее устройства за счет введения:The technical result is the expansion of the functionality of the microprocessor relay protection system and the reduction of the dimensions of the device implementing it due to the introduction of:
в устройство - формирователя, коммутатора, пульта управления, содержащего дисплей, клавиатуру, индикацию и канал связи с ПК;to the device — a shaper, a switch, a control panel containing a display, a keyboard, an indication, and a communication channel with a PC;
в микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты - микроконтроллера, второго драйвера последовательного канала и узла синхронизации.into a microprocessor control system for output relays and signaling in accordance with protection algorithms - a microcontroller, a second serial channel driver and a synchronization node.
Технический результат достигается тем, что в известное устройство содержащее блоки гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения, микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, причем микропроцессорная система управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, содержит оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, часы, устройство аналогового ввода-вывода, устройство дискретного ввода-вывода, шинный формирователь и драйвер последовательного канала, причем группы входов блоков гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения являются группами входов устройства, вторая группа входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, является группой входов-выходов для связи с внешними устройствами и первой группой входов-выходов устройства, первая группа входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты является группой входов-выходов шинного формирователя, третья группа входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты является группой входов-выходов первого драйвера последовательного канала введен формирователь, коммутатор и пульт управления, содержащий дисплей, клавиатуру и индикацию, причем в микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, введен микроконтроллер, второй драйвер последовательного канала и узел синхронизации, группа входов-выходов которого является второй группой входов-выходов устройства и четвертой группой входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, пятая группа входов-выходов которой соединена с группой входов-выходов формирователя и коммутатора, первая группа входов-выходов пульта управления соединена с первой группой входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, третья и шестая группа входов-выходов которой является третьей и четвертой группой входов-выходов устройства, пятая группа входов-выходов которого является второй группой входов-выходов пульта управления, группа входов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты соединена с группой выходов коммутатора, первая и вторая группа входов которого соединена, соответственно, с первой и второй группами входов формирователя и с группами выходов блоков гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения.The technical result is achieved by the fact that in the known device containing blocks of galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage, a microprocessor control system for output relays and alarm in accordance with protection algorithms, and a microprocessor control system for output relays and alarm in accordance with protection algorithms , contains random access memory, read-only memory, clock, analog input-output device, device your discrete input-output, bus driver and serial channel driver, and the input group of the galvanic isolation blocks and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage are the device input groups, the second group of input-outputs of the microprocessor control system of the output relays and signaling in accordance with the algorithms protection, is a group of inputs and outputs for communication with external devices and the first group of inputs and outputs of the device, the first group of inputs and outputs of micropro In accordance with protection algorithms, the spring control system of output relays and signaling is a group of inputs and outputs of a bus driver, the third group of inputs and outputs of a microprocessor control system of output relays and signaling is a group of inputs and outputs of the first serial channel driver, a shaper, a switch and a control panel comprising a display, a keyboard and an indication, moreover, to a microprocessor control system of the output relays and the alarm in in accordance with the protection algorithms, a microcontroller, a second serial channel driver and a synchronization node, the input-output group of which is the second group of inputs and outputs of the device and the fourth group of inputs and outputs of the microprocessor control system of the output relays and signaling in accordance with the protection algorithms, the fifth group of inputs -outputs of which is connected to the group of inputs and outputs of the driver and the switch, the first group of inputs and outputs of the control panel is connected to the first group of inputs and outputs of the mic processor control system for output relays and alarm in accordance with protection algorithms, the third and sixth group of inputs and outputs of which are the third and fourth group of inputs and outputs of the device, the fifth group of inputs and outputs of which is the second group of inputs and outputs of the control panel, the group of inputs of the microprocessor system control relay output and alarm in accordance with protection algorithms connected to a group of outputs of the switch, the first and second group of inputs of which are connected, respectively, with the first second and second groups of inputs of the shaper and with groups of outputs of blocks of galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage.
На фиг.1 приведена структурная схема системы;Figure 1 shows the structural diagram of the system;
на фиг.2 - приведены структурные схемы блоков гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения. На схеме приведены примеры реализации одной из гальванических развязок и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения из общего количества гальванических развязок и предварительного масштабирования входных сигналов, определяемых количеством входных аналоговых сигналов тока и напряжения.figure 2 - shows the structural diagrams of the blocks galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage. The diagram shows examples of the implementation of one of the galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage from the total number of galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals, determined by the number of input analog current and voltage signals.
на фиг.3 - пример реализации формирователя и коммутатора;figure 3 is an example implementation of a shaper and a switch;
на фиг.4 - пример реализации узлов усилителей;figure 4 is an example implementation of the nodes of the amplifiers;
на фиг.5 - пример реализации микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты;figure 5 is an example implementation of a microprocessor control system for output relays and alarm in accordance with protection algorithms;
на фиг.6 - пример реализации узла синхронизации;figure 6 is an example implementation of a synchronization node;
на фиг.7 - пример реализации пульта управления;7 is an example implementation of a control panel;
на фиг.8 - внешний вид прототипа и пример реализации заявляемого устройства (микропроцессорной системы релейной защиты).on Fig - the appearance of the prototype and an example implementation of the inventive device (microprocessor relay protection system).
На фиг.1 обозначены:Figure 1 marked:
1 - блок гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока;1 - block galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of current;
2 - блок гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде напряжения;2 - block galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of voltage;
3 - формирователь;3 - shaper;
4 - коммутатор;4 - switch;
5 - микропроцессорная система управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты;5 - microprocessor control system for output relays and alarm in accordance with protection algorithms;
6 - узел синхронизации;6 - node synchronization;
7 - приемо-передатчик GPS (в устройство не входит и приведен Как пример задания синхронизации);7 - GPS transceiver (not included and shown as an example of a synchronization job);
8 - пульт управления;8 - control panel;
9 - индикация (светодиоды типа L-7104LID фирмы "Kingbriaht" или аналогичные;9 - indication (light-emitting diodes like L-7104LID of Kingbriaht firm or similar;
10 - дисплей;10 - display;
11 - клавиатура, например "М-Графика" или аналогичная;11 - keyboard, for example, "M-Graphics" or similar;
12 - группа токовых сигналов защищаемого объекта;12 - a group of current signals of the protected object;
13 - группа сигналов напряжения защищаемого объекта;13 - a group of voltage signals of the protected object;
14, 15 - группы выходных сигналов с блоков гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения;14, 15 - groups of output signals from the blocks of galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage;
16 - группа выходов коммутатора;16 - group of outputs of the switch;
17 - группа входов-выходов формирователя и коммутатора;17 - a group of inputs and outputs of the shaper and the switch;
18 - группа входов-выходов для связи с внешними устройствами т.е. входы-выходы устройства аналогового ввода-вывода (УАВВ) и входы-выходы устройства дискретного ввода-вывода (УДВВ);18 - group of inputs / outputs for communication with external devices i.e. inputs and outputs of an analogue input-output device (UAVV) and inputs-outputs of a discrete input-output device (UDVV);
19 - группа входов-выходов для связи с АСУ-канал RS-485;19 - a group of inputs and outputs for communication with the automated control system channel RS-485;
20 - канал синхронизации;20 - channel synchronization;
21 - группа входов-выходов для связи с АСУ-канал Ethernet;21 - a group of inputs and outputs for communication with the ACS Ethernet channel;
22 - антенна, например А2000 или аналогичная;22 - antenna, for example A2000 or similar;
23 - группа входов-выходов для связи с пультом управления;23 - group of inputs and outputs for communication with the control panel;
24 - группа входов-выходов для связи с персональной электронной вычислительной машиной (ПЭВМ)- канал RS-232;24 - a group of inputs and outputs for communication with a personal electronic computer (PC) - channel RS-232;
25 - сигнал приемо-передатчика.25 - signal transceiver.
На фиг.2 обозначены:Figure 2 marked:
26 - операционный усилитель преобразования и масштабирования входных сигналов. В качестве операционного усилителя можно использовать микросхему типа AD8602AR фирмы "Analog" или аналогичную;26 is an operational amplifier for converting and scaling input signals. As an operational amplifier, you can use a chip type AD8602AR firm "Analog" or similar;
R - резисторы типа RT0805BRD07 фирмы "Yageo" или аналогичные;R - resistors type RT0805BRD07 company "Yageo" or similar;
С - конденсаторы типа CC0805KRX9BN104 фирмы "Yageo" или аналогичные;C - capacitors type CC0805KRX9BN104 of the company "Yageo" or similar;
C1- конденсатор типа T491B685M010AS фирмы "Kemet" или аналогичный;C 1 - capacitor type T491B685M010AS company "Kemet" or similar;
Т - трансформаторы тока или напряжения типа ТТ, ТН или аналогичные;Т - current or voltage transformers of the type ТТ, ТН or similar;
Д - сборка диодная типа BAV99 фирмы "PHI" или аналогичная;D - assembly diode type BAV99 firm "PHI" or similar;
V - напряжение 3,3 В;V - voltage 3.3 V;
V1 - напряжение 1,5 В и цепь питания g.V 1 - voltage 1.5 V and power circuit g.
На фиг.3 обозначены:Figure 3 marked:
27 - мультиплексоры типа MAX478FUE фирмы "Maxim" или аналогичные;27 - multiplexers type MAX478FUE company "Maxim" or similar;
28 - регистр последовательного канала типа MAX7315AUF фирмы "Maxim" или аналогичный;28 - register serial channel type MAX7315AUF company "Maxim" or similar;
29 - электронные ключи типа TS5A2066DCUR фирмы "Maxim" или аналогичные;29 - electronic keys type TS5A2066DCUR company "Maxim" or similar;
30…32 - узлы усилителей;30 ... 32 - nodes of amplifiers;
33 - компаратор типа TS391IL фирмы "ST" или аналогичный;33 - comparator type TS391IL company "ST" or similar;
R - резисторы типа RC0805FR07 фирмы "Yageo" или аналогичные;R - resistors of the type RC0805FR07 of the company "Yageo" or similar;
С - конденсатор типа CC0805KRX9BN104 фирмы "Yageo" или аналогичные;C - capacitor type CC0805KRX9BN104 company "Yageo" or similar;
V - напряжение 3,3 В.V - voltage 3.3 V.
На фиг.4 обозначены:In figure 4 are indicated:
34 - усилители типа AD8602AR фирмы "Analog" или аналогичные;34 - amplifiers type AD8602AR firm "Analog" or similar;
R - резисторы типа RC0805FR07 фирмы "Yageo" или аналогичные;R - resistors of the type RC0805FR07 of the company "Yageo" or similar;
С - конденсаторы типа CC0805KRX9BN104 фирмы "Yageo" или аналогичные;C - capacitors type CC0805KRX9BN104 of the company "Yageo" or similar;
C1 - конденсаторы типа T491B685M010AS фирмы "Kemet" или аналогичный;C 1 - capacitors type T491B685M010AS company "Kemet" or similar;
Д - сборка диодная типа BAV99 фирмы "PHI" или аналогичная;D - assembly diode type BAV99 firm "PHI" or similar;
V - напряжение 3,3 В.V - voltage 3.3 V.
На фиг.5 обозначены:Figure 5 marked:
35 - микроконтроллер типа AT91SAM7X512-AU фирмы "Atmel" или аналогичный;35 - microcontroller type AT91SAM7X512-AU company "Atmel" or similar;
36, 37 - аналого-цифровой преобразователь, центральный процессор в составе микроконтроллера;36, 37 - analog-to-digital Converter, the Central processor as part of the microcontroller;
38 - драйвер для связи с АСУ типа SN65LBC184D фирмы "Texas Instruments" или аналогичный (канал RS-485);38 - driver for communication with automated control systems of type SN65LBC184D from Texas Instruments or similar (RS-485 channel);
39 - драйвер с формирователем протокола обмена для связи с АСУ по каналу Ethernet;39 - driver with the shaper of the exchange protocol for communication with the ACS via Ethernet;
40 - устройство дискретного ввода-вывода (УДВВ);40 - device discrete input-output (UDVV);
41 - устройство аналогового ввода-вывода (УАВВ);41 - device analog input-output (SAI);
42 - шинный формирователь типа 74НС75410 фирмы "PHI" или аналогичный;42 - bus former type 74HNS75410 of the company "PHI" or similar;
43 - ОЗУ типа FM25CL64-G фирмы "Ramtron"или аналогичное;43 - RAM type FM25CL64-G company "Ramtron" or similar;
44 - ПЗУ типа AT45DB642D-TU фирмы “Atmel” или аналогичное;44 - ROM type AT45DB642D-TU company "Atmel" or similar;
45 - часы реального времени типа DS3234SN фирмы "Dallas или аналогичные.45 - real-time clock type DS3234SN by Dallas or similar.
На фиг.6 обозначены:Figure 6 marked:
46 - формирователь типа 74LVC2G17GW фирмы "PHI" или аналогичный;46 - shaper type 74LVC2G17GW company "PHI" or similar;
47 - преобразователь уровня типа MAX3535FFWI фирмы "Texas Instruments" или аналогичный;47 - level converter type MAX3535FFWI firm "Texas Instruments" or similar;
R - резистор типа RT0805BRD07 фирмы "Yageo" или аналогичный;R - resistor type RT0805BRD07 company "Yageo" or similar;
С - конденсаторы типа CC0805KRX9BN104 фирмы "Yageo" или аналогичные;C - capacitors type CC0805KRX9BN104 of the company "Yageo" or similar;
Т - трансформатор типа TGM-240NS фирмы "HALO" или аналогичный;T - transformer type TGM-240NS company "HALO" or similar;
Д1 - сборка диодная типа BAW56 фирмы "PHI" или аналогичная;D 1 - assembly diode type BAW56 company "PHI" or similar;
Д2 - сборка диодная типа BAV70 фирмы "PHI" или аналогичная;D 2 - assembly diode type BAV70 company "PHI" or similar;
L - дроссель типа LD11-0246F фирмы "HALO" или аналогичный;L - throttle type LD11-0246F company "HALO" or similar;
V - напряжение 3,3 В.V - voltage 3.3 V.
На фиг.7 обозначены:7 marked:
48 - мультиплексор типа РСА 9540BD фирмы "PHI" или аналогичный;48 - multiplexer type PCA 9540BD company "PHI" or similar;
49 - микроконтроллер типа AT91SAM7S256-AU-001 фирмы “Atmel” или аналогичный;49 - microcontroller type AT91SAM7S256-AU-001 of the company "Atmel" or similar;
50 - набор регистров типа MAX7315AUF фирмы “Maxim” или аналогичный;50 - a set of registers of type MAX7315AUF of the company “Maxim” or similar;
51 - шинный формирователь типа 74HC7540D фирмы “РHI” или аналогичный.51 - bus driver type 74HC7540D manufactured by PHI or similar.
52 - драйвер для связи с ПЭВМ (канал RS-232);52 - driver for communication with a personal computer (RS-232 channel);
На фиг.8 обозначены:On Fig indicated:
53 - прототип;53 - prototype;
54 - заявляемое устройство.54 - the claimed device.
Для упрощения схемы микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты на фиг.5 не показаны: резонатор и цепи управления, цифровые изоляторы, мультиплексоры и т.д. (т.е. элементы не влияющие на описание работы устройства.To simplify the circuit of a microprocessor control system for output relays and signaling in accordance with protection algorithms, Fig. 5 does not show: a resonator and control circuits, digital isolators, multiplexers, etc. (i.e. elements that do not affect the description of the operation of the device.
Микропроцессорная система релейной защиты содержит блоки гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока 1 и напряжения 2, формирователь 3, коммутатор 4, микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты 5 и пульт управления 8, содержащий индикацию 9, дисплей 10 и клавиатуру 11, микропроцессорная система управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты 5, содержит микроконтроллер 35, состоящий из аналого-цифрового преобразователя 36 и процессора 37, драйверы для связи с АСУ 38 и 39, устройство аналогового ввода-вывода 41, устройство дискретного ввода-вывода 40, шинный формирователь 42, оперативное запоминающее устройство 43, постоянное запоминающее устройство 44 и часы реального времени 45.The microprocessor relay protection system contains blocks of galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of current 1 and voltage 2, driver 3, switch 4, a microprocessor control system for output relays and alarm in accordance with protection algorithms 5 and a control panel 8 containing indication 9, display 10 and a keyboard 11, a microprocessor-based control system for output relays and alarm in accordance with protection algorithms 5, contains a microcontroller 35, consisting of an analog-to-digital pre verters 36 and 37 of the processor, the drivers for communication with ASU 38 and 39, an analog input-output device 41, digital input-output unit 40, bus driver 42, a RAM 43, a permanent storage device 44 and a real time clock 45.
Группы входов 12 и 13 блоков гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока 1 и напряжения 2 являются группами входов устройства, вторая группа входов-выходов 18 микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты 5, является группой входов-выходов для связи с внешними устройствами и первой группой входов-выходов устройства, группа входов-выходов 20 узла синхронизации 6 является второй группой входов-выходов устройства и четвертой группой входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты 5, пятая группа входов-выходов 17 которого соединена с группой входов-выходов формирователя 3 и коммутатора 4, первая группа входов-выходов 23 пульта управления 8 соединена с группой входов-выходов шинного формирователя 42, которая является первой группой входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты 5, третья 19 и шестая 21 группа входов-выходов которой является третьей и четвертой группой входов-выходов устройства, пятая 24 группа входов-выходов которого является второй группой входов-выходов пульта управления 8, группа входов 16 микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты 5 соединена с группой выходов коммутатора 4, первая 14 и вторая 15 группа входов которого соединена, соответственно, с первой и второй группами входов формирователя 3 и с группами выходов блоков гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока 1 и напряжения 2.The groups of inputs 12 and 13 of the galvanic isolation and pre-scaling blocks of the input signals in the form of current 1 and voltage 2 are the groups of inputs of the device, the second group of inputs and outputs 18 of the microprocessor control system of the output relays and signaling in accordance with protection algorithms 5, is a group of inputs and outputs for communication with external devices and the first group of inputs and outputs of the device, the group of inputs and outputs 20 of the synchronization node 6 is the second group of inputs and outputs of the device and the fourth group of inputs moves of the microprocessor control system of the output relays and the alarm in accordance with protection algorithms 5, the fifth group of inputs / outputs 17 of which are connected to the group of inputs / outputs of the shaper 3 and switch 4, the first group of inputs / outputs 23 of the control panel 8 is connected to the group of inputs and outputs of the bus shaper 42, which is the first group of inputs and outputs of a microprocessor control system of output relays and signaling in accordance with protection algorithms 5, the third 19 and sixth 21 of which group of inputs and outputs are the third and fourth group of inputs and outputs of the device, the fifth 24 group of inputs and outputs of which is the second group of inputs and outputs of the control panel 8, the group of inputs 16 of the microprocessor control system of the output relays and alarm in accordance with protection algorithms 5 is connected to the group of outputs of the switch 4, the first 14 and second 15 groups of inputs of which are connected, respectively, with the first and second groups of inputs of the shaper 3 and with the groups of outputs of the galvanic isolation blocks and preliminary scaling of the input signals als in the form of current 1 and voltage 2.
Микропроцессорная система релейной защиты работает следующим образом: сигналы от первичных трансформаторов тока 12 и напряжения 13 защищаемого объекта поступают на промежуточные трансформаторы Т блоков гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения 1 и 2. Промежуточные трансформаторы Т обеспечивают гальваническую развязку и предварительное масштабирование входных сигналов. Первичные обмотки трансформаторов обеспечивают заданную термическую стойкость при перегрузках. Усилители, реализованные на микросхеме 26, диодных сборках Д, резисторах R служат для предварительного масштабирования сигналов промежуточных трансформаторов. Конденсаторы С, в цепи обратной связи усилителей 26, являются фильтрами нижних частот - пропускают составляющие тока и напряжения определенной частоты и не пропускают высокочастотные гармоники, являющиеся помехами, искажающими синусоиду тока и напряжения. С выходов усилителей 26 сигналы поступают на входы формирователя 3 и коммутатора 4, которые служат для расширения диапазона измерения поступающих сигналов тока и напряжения. Далее сигналы по каналам 16 и 17 поступают в аналого-цифровой преобразователь 36 микроконтроллера 35 для изменения формы сигнала на дискретную (цифровую), т.к. последующая обработка сигналов производиться процессором 37. Работой аналого-цифрового преобразователя 36 управляет процессор 37 микроконтроллера 35, который обеспечивает цифровую фильтрацию входных сигналов, расчет вторичных электрических параметров сети, выполнение процедур самодиагностики, а также поддерживает обмен с пультом управления 8 и клавиатурой 11 по каналу 23, устройствами ввода-вывода 40 и 41. Для отображения оперативной информации на пульте управления 8 служит индикация 9 и дисплей 10.The microprocessor relay protection system operates as follows: the signals from the primary current transformers 12 and voltage 13 of the protected object are fed to the intermediate transformers T of the galvanic isolation units and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage 1 and 2. Intermediate transformers T provide galvanic isolation and preliminary scaling input signals. The primary windings of transformers provide the specified thermal stability during overloads. Amplifiers implemented on chip 26, diode assemblies D, resistors R are used for preliminary scaling of the signals of intermediate transformers. Capacitors C, in the feedback circuit of amplifiers 26, are low-pass filters - they pass current and voltage components of a certain frequency and do not pass high-frequency harmonics, which are noise distorting the sinusoid of the current and voltage. From the outputs of the amplifiers 26, the signals are fed to the inputs of the shaper 3 and switch 4, which serve to expand the measuring range of the incoming current and voltage signals. Next, the signals on channels 16 and 17 are fed to the analog-to-digital converter 36 of the microcontroller 35 to change the waveform to discrete (digital), because subsequent processing of the signals is performed by the processor 37. The operation of the analog-to-digital converter 36 is controlled by the processor 37 of the microcontroller 35, which provides digital filtering of the input signals, calculation of the secondary electrical parameters of the network, performing self-diagnosis procedures, and also supports communication with the control panel 8 and keyboard 11 via channel 23 , input-output devices 40 and 41. To display operational information on the control panel 8 is an indication 9 and a display 10.
Таким образом, микропроцессорная система управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты 5 получает значения электрических параметров защищаемого объекта из аналого-цифрового преобразователя 36 и информацию о состоянии дискретных входов от УДВВ 40.Thus, in accordance with protection algorithms 5, the microprocessor control system for the output relays and the alarm system obtains the values of the electrical parameters of the protected object from the analog-to-digital converter 36 and information about the state of the digital inputs from the air-conditioning system 40.
На основании этой информации, а также значений программных ключей и уставок, хранящихся в ПЗУ 44, вырабатываются, в соответствии с алгоритмами защиты, команды управления выходными реле и сигнализацией, которые поступают через УАВВ 41 по каналу 18 на объекты управления и сигнализации.Based on this information, as well as the values of program keys and settings stored in the ROM 44, control commands for the output relays and signaling are received, in accordance with the protection algorithms, which are transmitted through the air-blast amplifier 41 via channel 18 to the control and signaling objects.
Устройство синхронизации 6 осуществляет синхронизацию по времени процессов работы микропроцессорной системы от внешнего сигнала 25 поступающего через антенну 22 приемо-передатчика 7 по каналу 20.The synchronization device 6 synchronizes the time processes of the microprocessor system from an external signal 25 received through the antenna 22 of the transceiver 7 through channel 20.
Синхронизация по астрономическому времени позволяет включать микропроцессорную систему релейной защиты в автоматизированные системы управления на объектах, процессы управления в которых привязаны к единому времени.Astronomical time synchronization makes it possible to incorporate a microprocessor relay protection system into automated control systems at facilities in which control processes are tied to a single time.
Более подробная информация о работе микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты приведена в [Н.Н.Чернобровов, В.А.Семенов "Релейная защита энергетических систем" 1998 г. стр.778-783].More detailed information on the operation of the microprocessor-based control system for output relays and signaling in accordance with protection algorithms is given in [N.N. Chernobrov, V. A. Semenov "Relay protection of energy systems" 1998, pp. 778-783].
Помимо выполнения функций защиты и автоматики процессор 37 микроконтроллера 35 обеспечивает обмен с АСУ по каналам 19 и 21, через драйверы 38 и 39, соответственно, и с ПЭВМ по каналу 23 через драйвер 52.In addition to performing protection and automation functions, the processor 37 of the microcontroller 35 provides an exchange with ACS via channels 19 and 21, through drivers 38 and 39, respectively, and with a PC via channel 23 through driver 52.
Микропроцессорная система релейной защиты обеспечивает следующие эксплуатационные возможности: выполнение функций защит, автоматики и управления; местное и дистанционное задание внутренней конфигурации программным способом и ее хранение. Автоматическое или дистанционное переключение программ уставок и конфигурации; сигнализацию срабатывания защит и автоматики, положения коммутационных аппаратов, неисправности устройства; регистрацию и хранение осциллограмм, журнала аварийных и оперативных событий, накопительной информации о количестве и времени пусков и срабатывания защит и автоматики; задание пользователем параметров регистрируемых осциллограмм: условия пуска, объем регистрируемой информации и длительность записи аварии; контроль и индикацию положения выключателя, а также исправности его цепей управления, местное и дистанционное управление выключателем, переключение режима управления, диагностику выключателя; измерение текущих электрических параметров защищаемого объекта; технический учет электроэнергии; определение места повреждения; функцию календаря и часов с синхронизацией хода часов по астрономическому времени; непрерывный оперативный контроль работоспособности (самодиагностику) в течение всего времени работы; блокировку всех выходов при неисправности устройства для исключения ложных срабатываний; гальваническую развязку всех входов и выходов, для обеспечения высокой помехозащищенности; высокое сопротивление и прочность изоляции входов и выходов относительно корпуса и между собой для повышения устойчивости устройства к перенапряжениям, возникающим во вторичных цепях КРУ; защиту от ложных срабатываний дискретных входных цепей устройства при помехах и нарушениях изоляции в цепях оперативного тока КРУ; перепрограммирование пользователем базового функционального программного обеспечения; обмен с АСУ и другими устройствами релейной защиты и автоматики на объекте по заданному протоколу, например MODBUS или МЭК 61850.The microprocessor-based relay protection system provides the following operational capabilities: performing protection, automation and control functions; local and remote setting of the internal configuration programmatically and its storage. Automatic or remote switching of settings and configuration programs; alarm operation of protections and automation, the position of switching devices, device malfunctions; registration and storage of oscillograms, a log of emergency and operational events, accumulative information about the number and time of starts and trips of protection and automation; the user setting the parameters of the recorded waveforms: start-up conditions, the amount of recorded information and the duration of the accident recording; monitoring and indication of the position of the circuit breaker, as well as the serviceability of its control circuits, local and remote control of the circuit breaker, switching of control mode, circuit breaker diagnostics; measurement of current electrical parameters of the protected object; technical metering of electricity; determination of the location of damage; calendar and clock function with synchronization of clock progress according to astronomical time; continuous operational monitoring of performance (self-diagnosis) during the entire time of work; blocking of all outputs in the event of a device malfunction to eliminate false alarms; galvanic isolation of all inputs and outputs, to ensure high noise immunity; high resistance and insulation strength of the inputs and outputs relative to the housing and between each other to increase the device's resistance to overvoltages arising in the secondary circuits of the switchgear; protection against false positives of discrete input circuits of the device in case of interference and insulation violations in the circuits of the operational current of the switchgear; User reprogramming of basic functional software; exchange with ACS and other devices of relay protection and automation at the facility according to a specified protocol, for example MODBUS or IEC 61850.
Базовые функции защиты, выполняемые устройством: трехступенчатая максимальная токовая защита от междуфазных повреждений с контролем тока в двух или трех фазах; направленная или ненаправленная защита от однофазных замыканий на землю с контролем тока нулевой последовательности, его высокочастотных составляющих и напряжения нулевой последовательности; защита от обрыва фазы и несимметрии нагрузки по току обратной последовательности; защита от несимметричного режима по напряжению обратной последовательности; защита минимального напряжения с контролем линейных напряжений и напряжения обратной последовательности; защита от превышения напряжения с контролем линейных напряжений и напряжения обратной последовательности; дифференциальная защита; дистанционная защита.Basic protection functions performed by the device: three-stage maximum current protection against phase-to-phase damage with current control in two or three phases; directional or non-directional protection against single-phase earth faults with zero-sequence current control, its high-frequency components and zero-sequence voltage; protection against phase failure and load asymmetry in reverse sequence current; protection against unbalanced mode according to the voltage of the negative sequence; undervoltage protection with line voltage and reverse sequence voltage control; overvoltage protection with line voltage and reverse sequence voltage control; differential protection; distance protection.
Базовые функции автоматики, выполняемые устройством:Basic automation functions performed by the device:
автоматическое включение резерва с автоматическим восстановлением схемы нормального режима; двукратное автоматическое повторное включение; резервирование при отказах выключателей с контролем тока; логическая защита шин; выполнение команд внешнего устройства частотной автоматики; контроль и улавливание синхронизма.automatic inclusion of a reserve with automatic restoration of the normal mode circuit; two-time automatic restart; redundancy for circuit breakers with current control; logical tire protection; execution of external frequency automation device commands; control and capture of synchronism.
Функции сигнализации, выполняемые устройством:Alarm functions performed by the device:
срабатывание защит и автоматики; аварийная сигнализация; вызывная сигнализация; обобщенная сигнализация.operation of protections and automation; alarm; ringing alarm; generalized alarm.
Функции измерения параметров сети, выполняемые устройством: измерение действующих значений токов и напряжений; измерение действующих значений тока 3I0; вычисление фазовых сдвигов между основными гармониками тока 3I0 и напряжения 3U0, фазными токами IA, IC и линейными напряжениями UBC, UAB соответственно; вычисление токов и напряжений прямой и обратной последовательности; вычисление тока 3I0 и напряжения 3U0 по фазным токам и напряжениям; измерение частоты; вычисление коэффициента мощности cosφ; вычисление активной, реактивной и полной мощности; максиметр измеряемых величин.Functions for measuring network parameters performed by the device: measurement of current values of currents and voltages; measurement of current values 3I 0 ; calculation of phase shifts between the main harmonics of current 3I 0 and voltage 3U 0 , phase currents I A , I C and line voltages U BC , U AB, respectively; calculation of currents and voltages of the forward and reverse sequence; calculation of current 3I 0 and voltage 3U 0 for phase currents and voltages; frequency measurement; power factor calculation cosφ; calculation of active, reactive and apparent power; maximeter of measured values.
Пульт управления 8 содержит: графический светодиодный дисплей 10; индикацию 9: 5 светодиодов с функциями назначенными изготовителем и 16 светодиодов с функциями назначаемыми пользователем; пленочную клавиатуру 11; канал связи с ПК 24.The control panel 8 contains: graphic LED display 10; indication 9: 5 LEDs with functions assigned by the manufacturer and 16 LEDs with functions assigned by the user; film keyboard 11; PC communication channel 24.
Таким образом, введение в устройство формирователя, коммутатора и пульта, а в микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты микроконтроллера, узла синхронизации и второго драйвера - расширяет функциональные возможности микропроцессорной системы и делает ее абсолютно универсальным устройством, снимающим практически все проблемы при заказе, проектировании, модернизации КРУ на объекте и при определении состава ЗИП.Thus, the introduction of a shaper, a switch and a remote control into the device, and into the microprocessor control system of output relays and alarms in accordance with the protection algorithms of the microcontroller, synchronization unit and the second driver - expands the functionality of the microprocessor system and makes it an absolutely universal device that removes almost all problems when ordering, designing, upgrading switchgear at the facility and when determining the composition of spare parts.
Исключение из микропроцессорной системы, по сравнению с прототипом, аналого-цифрового преобразователя и блока частотных фильтров привело к уменьшению габаритов устройства в 1,5 раза (см. фиг.8).The exclusion from the microprocessor system, in comparison with the prototype, of an analog-to-digital converter and a block of frequency filters led to a decrease in the dimensions of the device by 1.5 times (see Fig. 8).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009120485/22U RU87841U1 (en) | 2009-05-29 | 2009-05-29 | MICROPROCESSOR RELAY PROTECTION SYSTEM WITH SYNCHRONIZATION BY ASTRONOMIC TIME AND SERIAL CHANNEL FOR COMMUNICATION WITH RELAY PROTECTION DEVICES AND AUTOMATION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009120485/22U RU87841U1 (en) | 2009-05-29 | 2009-05-29 | MICROPROCESSOR RELAY PROTECTION SYSTEM WITH SYNCHRONIZATION BY ASTRONOMIC TIME AND SERIAL CHANNEL FOR COMMUNICATION WITH RELAY PROTECTION DEVICES AND AUTOMATION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU87841U1 true RU87841U1 (en) | 2009-10-20 |
Family
ID=41263371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009120485/22U RU87841U1 (en) | 2009-05-29 | 2009-05-29 | MICROPROCESSOR RELAY PROTECTION SYSTEM WITH SYNCHRONIZATION BY ASTRONOMIC TIME AND SERIAL CHANNEL FOR COMMUNICATION WITH RELAY PROTECTION DEVICES AND AUTOMATION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU87841U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2524383C1 (en) * | 2010-11-09 | 2014-07-27 | Абб Рисерч Лтд. | Synchronisation method for differential current protection |
| WO2016099331A1 (en) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | Открытое акционерное общество "АКМЭ - инжиниринг" | Diagnosis of lead-bismuth fast reactor coolant |
-
2009
- 2009-05-29 RU RU2009120485/22U patent/RU87841U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2524383C1 (en) * | 2010-11-09 | 2014-07-27 | Абб Рисерч Лтд. | Synchronisation method for differential current protection |
| WO2016099331A1 (en) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | Открытое акционерное общество "АКМЭ - инжиниринг" | Diagnosis of lead-bismuth fast reactor coolant |
| RU2596159C2 (en) * | 2014-12-15 | 2016-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Diagnostic technique for heat carrier lead-bismuth one fast reactor and diagnostic system for realizing said method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20120081824A1 (en) | Method and apparatus for sub-harmonic protection | |
| CN103501046A (en) | On-line anti-misoperation voice alarm system based on transformer substation measuring and control device | |
| WO2014189785A1 (en) | Automatically configurable intelligent electronic device | |
| RU2645750C1 (en) | Microprocessor-based power system protection | |
| RU87841U1 (en) | MICROPROCESSOR RELAY PROTECTION SYSTEM WITH SYNCHRONIZATION BY ASTRONOMIC TIME AND SERIAL CHANNEL FOR COMMUNICATION WITH RELAY PROTECTION DEVICES AND AUTOMATION | |
| JP7008551B2 (en) | Failure determination device and protective relay device | |
| RU69281U1 (en) | MULTI-PROCESSOR SYSTEM OF RELAY PROTECTION, AUTOMATION, CONTROL AND SIGNALING OF SECTIONAL AND INPUT CIRCUIT BREAKERS | |
| Frolov et al. | Imitating model of a microprocessor trip unit of a circuit breaker | |
| RU116711U1 (en) | MICROPROCESSOR SYSTEM OF RELAY PROTECTION AND AUTOMATION WITH PROTECTION OF SOFTWARE FROM UNAUTHORIZED ACCESS | |
| RU192293U1 (en) | Relay protection and automation | |
| RU2222083C2 (en) | Microprocessor unit for relay protective gear, automatic and remote-control devices | |
| Schweitzer III et al. | Resetting Protection System Complexity | |
| RU69338U1 (en) | DIGITAL RELAY PROTECTION DEVICE WITH DIVARIANT BUILT-IN CONTROL PANEL | |
| RU97875U1 (en) | MULTI-FUNCTION RELAY PROTECTION DEVICE FOR SUBSTATIONS AND DISTRIBUTED ITEMS WITHOUT BATTERY BATTERIES | |
| RU56679U1 (en) | MICROPROCESSOR SYSTEM OF RELAY PROTECTION OF CELLS OF COMPLETE DISTRIBUTION DEVICES WITH ELEGAS INSULATION AND CONTROL OF A SECTIONAL SWITCH | |
| CN114124672B (en) | Process layer double-network sampling data processing method and protection device for intelligent substation | |
| RU2009115428A (en) | EXPLOSIVE MAGNETIC STARTER | |
| CN204481573U (en) | The customizable electric intelligent terminal of a kind of low pressure feeder unit load | |
| RU48240U1 (en) | RELAY PROTECTION AND AUTOMATION | |
| RU59289U1 (en) | MICROPROCESSOR SYSTEM OF RELAY PROTECTION OF HIGH VOLTAGE LINES AND CONTROL OF A LINEAR CIRCUIT BREAKER | |
| CN103683187A (en) | Nuclear plant two-stage electric leakage fault protection method | |
| Ponomarev | Development and operation of software for controlling the components of a “digital” recloser | |
| Li et al. | A novel substation area backup protection for smart substation | |
| KR20130092803A (en) | Merging unit with frequency protection function | |
| Leitloff et al. | IEC TC95 WG2–Towards a Standardisation of an IEC 61850 based digital interface for protection functions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100530 |