[实用新型]无总线紧凑型继电保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及继电保护领域，特别涉及一种小型化且具有高防护功能的无总线继电保护装置。

背景技术

在变电站，现有的继电保护装置是由一台或多台并列设置的立式屏柜构成，每台屏柜的长×宽×高约为226cm×60cm×80cm。所有屏柜安放在保护小室或主控室。保护小室和主控室一般都是钢筋混凝土所建的房子，能够为继电保护装置提供一个良好的运行环境。由于继电保护装置在室内运行，故其IP防护(中文概念：防水防尘，英文全称：Ingress Protection)要求不高，通常按IP30标准设计，比户外运行的IP66标准要低。

继电保护装置一般都安装于屏柜上面，故其一般采用4U或者6U的标准机箱。采用背板加板卡的方式，背板安装于机箱上面，板卡插于背板上面，各板卡间通过背板实现信号交互。

现有技术中，安装于室内的继电保护装置存在以下弊端：

1)变电站接线复杂且需要使用大量的连接电缆或光纤用于传输相关信号。通常，室外的交流信号和开入信号(开入通常是指涉及弹簧未储能、压板投入、开关位置、闭锁开入等的各类输入信号，用于保护对当前外部设备运行状况的判断；开出通常是指开出的跳闸、合闸以及信号接点，用于输出至其他相关保护及测控装置)通过总线电缆或者光纤接入室内继电保护装置，该继电保护装 置再将其控制信号通过总线电缆或者光纤输出至室外控制相关设备。

2)变电站占地过大、土建复杂、投资成本高。通常，需要在变电站辖区内加盖用于安放几十乃上百台所述屏柜的专用保护室，同时，还需在室内外修建铺设总线电缆和/或光纤的走线沟。

3)给变电站的改造、扩建或升级带来不便。由于数量和体积庞大的几十及至上百面屏柜，给日后变电站的改造、扩建或升级都造成困难。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种体积小、IP防护等级高且适于户外安装使用的无总线紧凑型继电保护装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型的无总线紧凑型继电保护装置，包括可直接悬挂安装在户外的挂杆、抱杆或墙壁上的机壳，该机壳的外形为长方体，在密闭结构的机壳内设有三块分离设置其间仅通过硬端子连接的电路板，分别为产生控制继电器动作指令的主控板卡、传递各种信号的IO板卡和与外电网相接的交流板卡，所述主控板卡、IO板卡和交流板卡以上下叠置方式固定在机壳内，所述IO板卡介于主控板卡与交流板卡之间，所述硬端子为将交流板卡与IO板卡相接且具有36个端脚的第一硬端子和将主控板卡与IO板卡相接且具有77个端脚的第二硬端子，其中，

交流板卡将外电网的高电压和大电流转换为低压模拟电压信号并通过所述硬端子传至所述IO板卡；

IO板卡将接收到的所述低压模拟电压信号通过硬端子传至所述主控板卡，同时，将控制继电器动作的开关信号通过硬端子传至外设的继电器；

主控板卡完成所述低压模拟电压信号的AD采集、IEC6185通信、光纤通信、开入采集、开出控制以及保护逻辑的运算与执行。

所述机壳外形的长×宽×厚为26.5cm×18.2cm×9.2cm。

在所述机壳外表面上涂有耐湿热、耐腐蚀的镀镍镀层。

所述低压模拟电压信号为-10V～+10V，所述交流板卡的输入端通过外接的电流互感器和电压互感器与外电网相接。

所述的IO板卡由光耦芯片、开关电路、两个硬端子、电阻电容、TVS和EMC防护器件构成，光耦芯片的输入端与所述主控板卡相接，其输出端与外设的显示指示灯相接；所述开关电路由光耦、继电器、电阻电容组成，该开关电路将220V/110V直流转换为3.3V的控制继电器动作的所述开关信号，继电器的开关控制信号由FPGA或CPU发出。

所述主控板卡由双核CPU、M3内核的单片机、八通道AD转换芯片、FPGA芯片、PHY芯片和SFP光模块构成，其中，

所述双核CPU为起运行保护的DSP核和运行管理的ARM核；

所述单片机为闭锁模块；

所述AD转换芯片将采集到的所述的低压模拟电压信号转换为数字信号；

所述FPGA芯片控制AD芯片采集、缓存AD数据、B码校时、秒脉冲发送、PHY芯片收发控制、开入量采集和出口控制；

所述PHY芯片完成光以太网传输网络物理层的协议及信号转换；

所述SFP光模块将光信号进行光/电或电/光转换。