5SHY3545L0010 3BHB13088R0001主保護(hù)主要包括：
??? (1)差動(dòng)保護(hù)裝置：比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)、二次諧波制動(dòng)、差動(dòng)速斷保護(hù)和CT斷線閉鎖差動(dòng)保護(hù)。
??? (2)后備保護(hù)裝置：復(fù)合電壓閉鎖方向過流(壓)保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)和零(間)序(過流、過壓)保護(hù)。
??? (3)電量保護(hù)裝置：瓦斯保護(hù)(本體重/輕瓦斯)、有載調(diào)壓保護(hù)。
??? 輔助保護(hù)主要包括：
??? TA斷線自鎖、PT斷線告警、故障錄波斷路器分、合操作、開關(guān)狀態(tài)顯示，風(fēng)機(jī)啟?？刂?、測(cè)量功能、電能計(jì)量功能。
??? 5SHY3545L0010 3BHB13088R0001該裝置配置了2個(gè)完全相同的CPU插件，分別實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和保護(hù)功能。CPU共用交流變換與模數(shù)轉(zhuǎn)換插件、開關(guān)量輸入、輸出插件、人機(jī)對(duì)話插件、跳閘與邏輯插件、告警和信號(hào)插件以及電源插件。該裝置采用多機(jī)并行工作、模擬量輸入、開關(guān)量輸入、輸出通道共享的硬件結(jié)構(gòu)形式，具有抗干擾能力強(qiáng)、硬件冗余度好、速度快、硬件自檢能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。該裝置采用三屏設(shè)計(jì)，即保證了當(dāng)某一線路出現(xiàn)故障時(shí)，變壓器仍然能正常工作，這點(diǎn)無論對(duì)于變壓器出現(xiàn)故障或變壓器的檢修都是非常重要的。

3 模塊子系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)方案
????5SHY3545L0010 3BHB13088R0001通常，在實(shí)現(xiàn)其功能的前提下，變壓器主變保護(hù)裝置的硬件設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則：多用高集成度的元件，少用分立元件；多用通用元件，少用特殊元件；盡量采用低功耗器件；模塊化設(shè)計(jì)，便于硬件發(fā)生故障后的檢測(cè)和修復(fù)。按照這個(gè)原則，本文設(shè)計(jì)的主變雙重CPU保護(hù)裝置的硬件構(gòu)成如圖2所示，該裝置以TMS320LF240TA芯片為核心。時(shí)鐘芯片用于向系統(tǒng)提供當(dāng)前時(shí)間，并為保存系統(tǒng)參數(shù)提供了空間。使用光電耦合器使系統(tǒng)的主要部分與外界電氣信號(hào)無直接的電氣連接，保證了系統(tǒng)在大電壓、大電流環(huán)境下的安全運(yùn)行。

??? 5SHY3545L0010 3BHB13088R0001從圖中可以看出，整個(gè)硬件部分可以分為8個(gè)模塊，但是考慮到雙重主變保護(hù)裝置的特殊性，下面將詳細(xì)介紹四個(gè)模塊：
??? (1)CPU處理系統(tǒng)，目前大多采用DSP器件TMS320LF2407A。
??? (2)模擬信號(hào)的輸入和轉(zhuǎn)換電路，含有電流交流模擬信號(hào)、電壓交流模擬信號(hào)和直流模擬信號(hào)。電流電壓模擬量通過底板上的小CT和小PT隔離，進(jìn)入CPU板放大。分別進(jìn)入兩個(gè)CPU系統(tǒng)的多路開關(guān)，各CPU通過選通信號(hào)循環(huán)采集模擬信號(hào)。同時(shí)采用數(shù)字濾波器對(duì)各個(gè)模擬量濾波。
??? (3)開關(guān)量輸入/輸出電路，用于分合閘信號(hào)、分合閘位置信號(hào)、蓄電池、電容故障信號(hào)等。開關(guān)量輸入采用光電隔離芯片與CPU隔離插件進(jìn)行隔離，進(jìn)行濾波整形后，進(jìn)入CPU口。同時(shí)程序具有防抖動(dòng)功能。兩個(gè)CPU口輸出的控制信號(hào)經(jīng)過與門、光電隔離、驅(qū)動(dòng)后進(jìn)入I/O板。
??? (4)通信模塊，CPU插件采用帶光電隔離的通信接口芯片來實(shí)現(xiàn)與總線網(wǎng)的隔離。電流互感器件采用單孔安裝方式，能有效地避免斷線故障，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)電和弱電的隔離。采用RS-485通信接口及CAN總線接口。
3.1 DSP模塊介紹
??? 5SHY3545L0010 3BHB13088R0001? CPU是控制器的核心部分，它不僅需要處理輸入信號(hào)、輸出信號(hào)，而且還需要控制和協(xié)調(diào)各部分的工作等。該裝置的核心處理芯片采用美國德州儀器(TI)公司推出的低功耗Flash型16位RISC精簡(jiǎn)指令集DSP芯片TMS320LF2407A。TMS320LF2407A除具有程序、數(shù)據(jù)分開的哈佛總線結(jié)構(gòu)，流水線操作功能，單周期完成乘法的硬件乘法器之外，還具有以下特點(diǎn)：
??? (1)采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，使供電電壓降為3.3 V，減小控制器的功耗。
??? (2)具有高達(dá)32 KB Flash的存儲(chǔ)器，為多種用途的產(chǎn)品提供經(jīng)濟(jì)的可編程解決方案?；贔lash的芯片中有256 KB引導(dǎo)ROM，使在線編程更加方便。
??? (3)高性能的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)轉(zhuǎn)換時(shí)間為500 ns，提供多達(dá)16路的模擬量輸入，具有自動(dòng)排序功能，可使最大為16路的轉(zhuǎn)換在進(jìn)行同一轉(zhuǎn)換時(shí)不會(huì)增加CPU的開銷。
??? (4)提供串行通訊接口(SCI)，使之能與系統(tǒng)中的其他控制器進(jìn)行異步通信(RS-485)。對(duì)于要求額外通信接口的系統(tǒng)，TMS320LF2407A提供一個(gè)16位的同步串行外圍接口(SPI)，還提供CAN通信模塊。
??? TMS320LF2407A DSP具有低成本、低功耗、高性能的特點(diǎn)，內(nèi)部集成了幾種先進(jìn)的外設(shè)，成為真正的單芯片控制器。
3.2 模擬量輸入及輸出電路
??? 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)采集的電流、電壓、有功功率、無功功率、溫度等都屬于模擬量。模擬量輸入電路是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中很重要的部分，變電站自動(dòng)化裝置的動(dòng)作速度和測(cè)量精度等性能都與該電路密切相關(guān)。
??? 模擬量輸入電路的主要作用是隔離、規(guī)范輸入電壓以及完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換，以便于與CPU接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。
??? 外部電流及電壓輸入經(jīng)隔離互感器隔離變換后，由低通濾波器輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換器，CPU經(jīng)采樣數(shù)字處理后，構(gòu)成各種保護(hù)繼電器，并計(jì)算各種遙測(cè)量。外部開關(guān)量輸入經(jīng)光電隔離，送CPU處理后，發(fā)出各種遙信及保護(hù)投退信號(hào)。
??? 模擬量輸出電路的作用是把微型機(jī)系統(tǒng)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量輸出，這個(gè)任務(wù)主要由數(shù)/模(D/A)變換器來完成。
??? 由于本系統(tǒng)使用的TMS320LF2407A自帶16位模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)模塊，所以不用另外設(shè)計(jì)采樣電路。但是考慮到TMS320LF2407A的轉(zhuǎn)換精度較低，可在TMS320LF2407A與外部電路之間連接一個(gè)MAXl280。
??? MAXl280是400 ksps/300 ksps、單電源、低功耗、8通道、串行12位ADC、內(nèi)置電壓基準(zhǔn)。采用真差分輸入，提供優(yōu)異的噪聲抑制，具有改進(jìn)的失真特性以及單端輸入時(shí)更寬的動(dòng)態(tài)范圍。標(biāo)準(zhǔn)接口提供了轉(zhuǎn)換所必需的時(shí)鐘?？梢苑奖愕嘏c標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)同步串行接口連接。
3.3 開關(guān)量輸入/輸出電路
??? 開關(guān)量輸入電路的基本功能是將變電站內(nèi)所需的狀態(tài)信號(hào)引入微機(jī)系統(tǒng)。輸出電路主要用來顯示、控制或調(diào)節(jié)CPU輸出的數(shù)字信號(hào)或數(shù)據(jù)。
??? 開關(guān)量輸入電路由信號(hào)調(diào)節(jié)電路、控制邏輯電路、驅(qū)動(dòng)電路、地址譯碼電路、隔離電路等組成。開關(guān)量輸出電路與輸入電路基本一樣。開關(guān)量輸入電路包括斷路器和隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)、跳合閘位置繼電器觸點(diǎn)、有載調(diào)壓變壓器的分接頭位置等輸入、外部裝置閉鎖重合閘觸電輸入、裝置上連接片位置輸入等回路。這些輸入可以分為安裝在裝置面板上的觸點(diǎn)和從裝置外部經(jīng)過端子排引入裝置的觸點(diǎn)。
??? 由于電力系統(tǒng)特別是配電網(wǎng)中的干擾比較嚴(yán)重，因此開關(guān)量的輸入/輸出電路都需要連接光電隔離器件。

ABB LDMUI-01

ABB LDSTA-01

ABB LDMTR-01

ABB AC389AE01 HIEE300888R0001

ABB LD800HSE 3BDH000320R0101

AMAT 0100-71267

HONEYWELL SPS5710 51199929-100

HONEYWELL FC-PSU-UNI2450U

GE IS200TSVCH2ADC

GE IS200TSVCH2AED

GE IS200SPROH1AAB

ABB PM858 3BSE093350R1

KONGSBERG RMP201-8

GE IS210BPPBH2CAA

FOXBORO FBM230 P0926GU

GE RS-FS-9001

GE SR489-P5-HI-A20-E

B&R 8MSA8S.E1-P10C

ABB 1MRK002246-BD

HONEYWELL 900ES1-0100

ABB CMA120

SCHMERSAL AZM160-22YP

ABB CI532V09

ABB DSAI155 57120001-HZ

ABB XVC770AE 3BHE006414R0001

ABB PFEA113-65 3BSE050092R65

ABB XVC770BE102 3BHE021083R0102

ABB LTC391AE01 HIEE401782R0001

ABB UAC389AE02 HIEE300888R0002

FOXBORO FBMSVL

ABB DSAI130A 3BSE018292R1

ABB 3BHE021083R0101 XVC770BE101

ABB HIEE401782R0001 LTC391AE01

HIMA F8652X

WOODWARD 8290-194

WOODWARD 5501-432

SCHLEICHER PC-E984-685

SAIA PCD3.R60X

ABB PFEA113-65 3BSE028144R0065

GE H201Ti

ABB UNITROL1000 B-Z V104 3BHE014557R6104

ELAU C400/10/1/1/1/00

WOODWARD 5448-906

SAIA PCD3.A465

SAIA PCD3.M6340

HONEYWELL M9494F1003

HONEYWELL CC-TUIO31

SCHLEICHER AS-B814-108

AMAT 0200-10004

Lam Research 810-072906-005

Lam Research 810-810202-013

ABB DI01

SAIA PCD3.W340

SAIA PCD3.W610