一種基于arm的變壓器保護(hù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)中變壓器的一種保護(hù)裝置，具體地涉及一種基于ARM的變壓器保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代大型變壓器的特點是容量大、電壓等級高，而且價格昂貴和維修困難。大型變壓器在電力系統(tǒng)中的地位非常重要，它的安全運行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，一旦電力變壓器因故障而損壞時，造成的損失將會非常大，對系統(tǒng)的正常運行將會帶來嚴(yán)重的影響。因此，對變壓器繼電保護(hù)的要求更為苛刻，繼電保護(hù)必須根據(jù)變壓器的故障和異常工作情況的特點，并結(jié)合其容量和重要程度，裝設(shè)動作可靠、性能良好的繼電保護(hù)裝置。
[0003]在實現(xiàn)手段上，繼電保護(hù)裝置經(jīng)歷了機(jī)電型、電磁型、整流型、晶體管型、集成電路型和微機(jī)型的過程。但就整個電力系統(tǒng)保護(hù)的發(fā)展來看，其發(fā)展趨勢是向計算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。
[0004]老式的繼電保護(hù)裝置已不足以滿足現(xiàn)代大型變壓器所需，由于現(xiàn)代大型變壓器的容量大、電壓等級高的特點，決定了新一代的繼電保護(hù)裝置必須集計算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化于一體，還有保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信于一體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明就是針對上述問題，提出了一種基于ARM的變壓器保護(hù)裝置；本發(fā)明實現(xiàn)了保護(hù)裝置的可靠性和穩(wěn)定性，可適用于變壓器保護(hù)、線路保護(hù)、電機(jī)保護(hù)。
[0006]為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0007]本發(fā)明一種基于ARM的變壓器保護(hù)裝置，包括微控制器、人機(jī)接口模塊、信號調(diào)理轉(zhuǎn)換模塊、開關(guān)量輸入/輸出通道；其結(jié)構(gòu)要點是:所述人機(jī)接口模塊包括鍵盤、LCD顯示模塊；所述信號調(diào)理轉(zhuǎn)換模塊包括低通濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述開關(guān)量輸入通道包括開關(guān)輸入和光耦，所述開關(guān)量輸出通道包括開關(guān)量輸出、光耦和繼電器；所述號調(diào)理轉(zhuǎn)換模塊連接到微控制器的輸入端，所述微控制器還設(shè)置有通訊模塊和實時時鐘模塊。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述微控制器采用具有16/32位ARM7TDMI的LPC2214 芯片。
[0009]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用MAX125芯片，該芯片具備2X4通道、14位高速；同時采樣且?guī)Р⑿形C(jī)接口的逐次逼近型模-數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。
[0010]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述IXD顯示模塊采用RT12864M漢字圖形點陣液晶顯示模塊，其內(nèi)置8192個中文漢字(16X16點陣)、128個字符(8X 16點陣)及64X256點陣顯示RAM (⑶RAM);所述液晶顯示屏上有上、下、左、右、確定、取消六個按鍵。
[0011 ] 作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述通信模塊采用MAX483進(jìn)行RS-485電平轉(zhuǎn)換，MAX483是5V工作電源的半雙工的RS485轉(zhuǎn)換芯片。
[0012]本發(fā)明的有益效果是。
[0013]本發(fā)明通過對變壓器故障特點及變壓器保護(hù)配置的分析和總結(jié)，提出了一種基于ARM的變壓器保護(hù)裝置。它利用ARM的快速處理能力，可對多種故障作出實時判斷和處理，從而達(dá)到保護(hù)變壓器的目的。通過設(shè)計變壓器保護(hù)裝置，可以進(jìn)一步理解變壓器保護(hù)裝置的工作原理、過程和特點。此裝置除了適用于變壓器保護(hù)，還可用于線路保護(hù)、電機(jī)保護(hù)等。
[0014]本裝置采用了 ARM的LPC2214芯片作為核心CPU，配置了人機(jī)接口模塊、信號調(diào)理轉(zhuǎn)換模塊、RS485串行通信口，液晶顯示器RT12864M等。系統(tǒng)裝置集測量、保護(hù)、控制、通信等功能于一體，極大地提聞保護(hù)廣品的性能。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明一種基于ARM的變壓器保護(hù)裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，為本發(fā)明一種基于ARM的變壓器保護(hù)裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。其中包括微控制器、人機(jī)接口模塊、信號調(diào)理轉(zhuǎn)換模塊、開關(guān)量輸入/輸出通道；其結(jié)構(gòu)要點是:所述人機(jī)接口模塊包括鍵盤、LCD顯示模塊；所述信號調(diào)理轉(zhuǎn)換模塊包括低通濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述開關(guān)量輸入通道包括開關(guān)輸入和光耦，所述開關(guān)量輸出通道包括開關(guān)量輸出、光耦和繼電器；所述號調(diào)理轉(zhuǎn)換模塊連接到微控制器的輸入端，所述微控制器還設(shè)置有通訊模塊和實時時鐘模塊。
[0017]所述變壓器保護(hù)裝置的配置是根據(jù)不同等級的變壓器及其運行環(huán)境的不同，而得出不同的保護(hù)功能，常見的保護(hù)功能有:①瓦斯保護(hù)用來反映變壓器的內(nèi)部故障和漏油引起的油面降低，同時也能反映繞組的開焊故障。即使是匝數(shù)很少的短路故障，瓦斯保護(hù)同樣能可靠反應(yīng)。瓦斯保護(hù)有輕重之分，一般重瓦斯動作于跳閘，輕瓦斯動作于信號。由于重瓦斯是按短路電流和短路點電弧的作用下產(chǎn)生的氣體流速(流向油枕)的大小而動作的，而氣體的流速在故障中往往很不穩(wěn)定。所以，重瓦斯動作后必須有自保持回路，以保證有足夠的時間使斷路器跳閘。②差動保護(hù)和過流速斷保護(hù)針對內(nèi)部故障的危害性大的特點，一旦發(fā)生內(nèi)部故障，必須迅速切除變壓器，以使變壓器不被損壞。因此反映變壓器內(nèi)部故障的保護(hù)是其主保護(hù)。主保護(hù)一般采用反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路、中性點直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路的差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)。但是對于繞組尾部的相間短路故障、繞組很少的匝間短路故障，差動保護(hù)和電流速斷保護(hù)是反應(yīng)不了的，即存在保護(hù)死區(qū)。此外，也不能反映繞組的開焊故障。而上面所說的瓦斯保護(hù)不能反映油箱外部的短路故障，故差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)均是變壓器的主保護(hù)，兩者起到互補作用。
[0018]所述微控制器采用具有16/32位ARM7TDMI的LPC2214芯片，LPC2214是基于一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的16/32位ARM7TDMI — S核一款微控制器。對代碼規(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用可使用16位Thumb模式將代碼規(guī)模降低超過30%,而性能的損失卻很小。由于LPC2214是144腳LQFP封裝，極低的功耗、多個32位定時器、8路10位ADC、PWM輸出以及多達(dá)9個外部中斷使它們特別適用于工業(yè)控制、醫(yī)療系統(tǒng)、訪問控制和POS機(jī)。通過配置總線，LPC2214最多可提供76個GP10。由于內(nèi)置了寬范圍的串行通信接口，它們也非常適合于通信網(wǎng)關(guān)、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、嵌入式internet設(shè)備以及其他類型的應(yīng)用。
[0019]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用MAX125芯片，該芯片具備2X4通道、14位高速；同時采樣且?guī)Р⑿形C(jī)接口的逐次逼近型模-數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。所述IXD顯示模塊采用RT12864M漢字圖形點陣液晶顯示模塊，其內(nèi)置8192個中文漢字(16X 16點陣)、128個字符(8X 16點陣)及64X256點陣顯示RAM (⑶RAM);所述液晶顯示屏上有上、下、左、右、確定、取消六個按鍵。所述通信模塊采用MAX483進(jìn)行RS-485電平轉(zhuǎn)換，MAX483是5V工作電源的半雙工的RS485轉(zhuǎn)換芯片。
【主權(quán)項】
1.一種基于ARM的變壓器保護(hù)裝置，包括微控制器、人機(jī)接口模塊、信號調(diào)理轉(zhuǎn)換模塊、開關(guān)量輸入/輸出通道；其特征在于:所述人機(jī)接口模塊包括鍵盤、LCD顯示模塊；所述信號調(diào)理轉(zhuǎn)換模塊包括低通濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述開關(guān)量輸入通道包括開關(guān)輸入和光耦，所述開關(guān)量輸出通道包括開關(guān)量輸出、光耦和繼電器；所述號調(diào)理轉(zhuǎn)換模塊連接到微控制器的輸入端，所述微控制器還設(shè)置有通訊模塊和實時時鐘模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM的變壓器保護(hù)裝置，其特征在于:所述微控制器采用具有16/32位ARM7TDMI的LPC2214芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM的變壓器保護(hù)裝置，其特征在于:所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用MAX125芯片，該芯片具備2X4通道、14位高速；同時采樣且?guī)Р⑿形C(jī)接口的逐次逼近型模-數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM的變壓器保護(hù)裝置，其特征在于:所述LCD顯示模塊采用RT12864M漢字圖形點陣液晶顯示模塊，其內(nèi)置8192個中文漢字(16X 16點陣)、128個字符(8X 16點陣)及64X256點陣顯示RAM (⑶RAM);所述液晶顯示屏上有上、下、左、右、確定、取消六個按鍵。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM的變壓器保護(hù)裝置，其特征在于:所述通信模塊采用MAX483進(jìn)行RS-485電平轉(zhuǎn)換，MAX483是5V工作電源的半雙工的RS485轉(zhuǎn)換芯片。
【專利摘要】一種基于ARM的變壓器保護(hù)裝置。本發(fā)明實現(xiàn)了保護(hù)裝置的可靠性和穩(wěn)定性，可適用于變壓器保護(hù)、線路保護(hù)、電機(jī)保護(hù)。本發(fā)明包括微控制器、人機(jī)接口模塊、信號調(diào)理轉(zhuǎn)換模塊、開關(guān)量輸入/輸出通道；其結(jié)構(gòu)要點是：所述人機(jī)接口模塊包括鍵盤、LCD顯示模塊；所述信號調(diào)理轉(zhuǎn)換模塊包括低通濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述開關(guān)量輸入通道包括開關(guān)輸入和光耦，所述開關(guān)量輸出通道包括開關(guān)量輸出、光耦和繼電器；所述號調(diào)理轉(zhuǎn)換模塊連接到微控制器的輸入端，所述微控制器還設(shè)置有通訊模塊和實時時鐘模塊。
【IPC分類】H02H7/04
【公開號】CN105591361
【申請?zhí)枴緾N201410565740
【發(fā)明人】褚秀清
【申請人】褚秀清
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2014年10月23日