一种微机继电保护器的制作方法

1.本实用新型涉及电气控制领域，尤其涉及一种微机继电保护器。


背景技术：

2.现有的微机继电保护器主要由主控电路板、电参数采集电路板、继电器开出电路板构成，由于电路板之间需要通过导线进行接口连接，由于电路较多，因此需要对电路结构以及电路板的安装固定位置进行优化设计，否则会出现内部接口导线连接混乱，接口易松动，电路板之间易形成电路干扰，产品组装后体积较大等问题。
3.微机继电保护器中的信号继电器电路是常开状态，若信号继电器的回路出现断线情况，主控芯片无法正常开出信号，会形成误操作。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就在于提供一种解决了以上问题的微机继电保护器。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种微机继电保护器，包括方形的壳体，所述壳体内设有主控电路板、电参数采集电路板、继电器开出电路板和跳闸控制回路电路板，所述主控电路板上集成有主控芯片，所述电参数采集电路板通过主控芯片与继电器开出电路板电信号连接，所述跳闸控制回路电路板与主控芯片的信号输入端连接，所述主控电路板固定于壳体的面板内侧，所述电参数采集电路板、继电器开出电路板和跳闸控制回路电路板平行间隔设置于壳体内，且与主控电路板相垂直。
6.作为优选，所述壳体的侧板内壁上间隔开设有电路板卡槽，所述电参数采集电路板、继电器开出电路板和跳闸控制回路电路板平行卡接于壳体内。
7.作为优选，所述壳体的面板上安装有显示屏、控制开关和状态指示灯，所述显示屏、控制开关和状态指示灯与主控芯片电连接。
8.作为优选，所述电参数采集电路板上集成有信号采集端子，所述继电器开出电路板上集成有继电器接线端子，所述跳闸控制回路电路板上集成有回路接线端子，所述壳体的背板上开设有与信号采集端子、继电器接线端子、回路接线端子相匹配的缺口。
9.作为优选，所述主控芯片采用stm32芯片。
10.作为优选，所述电参数采集电路板采用13路电流电压采集模块和1组通讯接口模块，所述电参数采集电路板的信号输出端通过集线器与主控电路板上的主控芯片的信号输入端连通，其信号输入端与信号采集端子连通。
11.作为优选，所述继电器开出电路板上集成有装置电源电路、开关输入量电路i和8路继电器开关电路，所述装置电源电路和开关输入量电路i的信号输出端与主控芯片的信号输入端连通，其信号输入端与继电器接线端子连通，所述主控芯片的信号输出端通过8路继电器开关电路与继电器接线端子连通。
12.作为优选，所述跳闸控制回路电路板上集成有开关输入量电路ii、信号继电器回路断线检测电路和11路跳闸控制回路电路，所述开关输入量电路ii、信号继电器回路断线
检测电路和11路跳闸控制回路电路的信号输出端与主控芯片的信号输入端连通，开关输入量电路ii、信号继电器回路断线检测电路和11路跳闸控制回路电路的信号输入端与回路接线端子连通。
13.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
14.(1)本实用新型将壳体内的电路结构进行了优化设计，便于电参数采集电路板、继电器开出电路板、跳闸控制回路电路板与主控电路板进行连接，外接端子很多，能全部集中在背板上便于进行接口连接，能避免电路板相互之间的电路干扰。
15.(2)本实用新型实现了电参数多元化的实时采集和检测，采用集线器进行电参数采集电路板和主控电路板的连接，实现电参数的集中输送，避免数据丢失，使电参数采集电路板和主控电路板之间的连接更加可靠，提高运行可靠性。
16.(3)本实用新型增加了信号继电器回路断线检测电路，检测信号继电器的输出线路是否常开状态，还是否处于断线状态，若主控芯片通过接入的电信号检测到信号继电器电路断线，则通过指示灯进行警示，工作人员看到对应指示灯亮起后，先进行信号继电器输出电路的检修，再通过继电保护器开出信号，以此避免误操作。
附图说明
17.图1为本实用新型的外部结构示意图；
18.图2为本实用新型的内部结构示意图；
19.图3为本实用新型的背部结构示意图；
20.图4为本实用新型主控电路板的结构示意图；
21.图5为本实用新型继电器开出电路板的结构示意图；
22.图6为本实用新型跳闸控制回路电路板的结构示意图；
23.图7为本实用新型电参数采集电路板的结构示意图；
24.图8为本实用新型继电器接线端子的接口示意图；
25.图9为本实用新型回路接线端子的接口示意图；
26.图10为本实用新型信号采集端子的接口示意图；
27.图11、12、13为本实用新型的二次接线示意图。
28.图中:1.壳体；2.显示屏；3.控制开关；4.状态指示灯；5.主控电路板；6.继电器开出电路板；7.跳闸控制回路电路板；8.电参数采集电路板；9.继电器接线端子；10.回路接线端子；11.信号采集端子；12.电路板卡槽；13.缺口。
具体实施方式
29.下面将对本实用新型作进一步说明。
30.实施例：一种微机继电保护器，参见图1至图10，包括方形的壳体1，由面板、背板和四周的侧板组成，所述壳体1内设有主控电路板5、电参数采集电路板8、继电器开出电路板6和跳闸控制回路电路板7，所述主控电路板5上集成有主控芯片，所述电参数采集电路板8通过主控芯片与继电器开出电路板6电信号连接，所述跳闸控制回路电路板7与主控芯片的信号输入端连接，所述主控电路板5固定于壳体1的面板内侧，所述电参数采集电路板8、继电器开出电路板6和跳闸控制回路电路板7平行间隔设置于壳体1内，且与主控电路板5相垂
直。
31.与现有微机继电保护器相同，都是通过电参数采集电路板8进行待检测端进行电参数采集，由主控电路板5内的主控芯片进行比较，超过设定阀值，则通过继电器开出电路板6下发信号指令，对终端设备(真空断路器)进行开断，以确保设备安全。本技术的不同之处在，将壳体1内的电路结构进行了优化设计，将电路板分为主控电路板5、电参数采集电路板8、继电器开出电路板6和跳闸控制回路电路板7四个板子，主控电路板5水平铺设由于面板内侧，其余三个板与之垂直设置，便于电参数采集电路板8、继电器开出电路板6、跳闸控制回路电路板7上的信号连接线与主控电路板5进行连接，接口的插接十分方便，而且电参数采集电路板8、继电器开出电路板6和跳闸控制回路电路板7上的外接输入输出端很多，能全部集中在背板上，便于进行接口连接，而且电参数采集电路板8、继电器开出电路板6和跳闸控制回路电路板7三块板平行间隔设置，避免了电路板相互之间的电路干扰。
32.所述壳体1的侧板内壁上间隔开设有电路板卡槽12，所述电参数采集电路板8、继电器开出电路板6和跳闸控制回路电路板7平行卡接于壳体1内，通过电路板卡槽12将电参数采集电路板8、继电器开出电路板6和跳闸控制回路电路板7卡接于壳体1内，使电路板固定于壳体1内，具有良好的稳定结构不易松动。
33.所述壳体1的面板上安装有显示屏2、控制开关3和状态指示灯4，所述显示屏2、控制开关3和状态指示灯4与主控芯片电连接，显示屏2进行数据显示，控制开关3继电保护器的开关控制，状态指示灯4用于状态指示以及警示提醒。
34.所述电参数采集电路板8上集成有信号采集端子11，所述继电器开出电路板6上集成有继电器接线端子9，所述跳闸控制回路电路板7上集成有回路接线端子10，所述壳体1的背板上开设有与信号采集端子11、继电器接线端子9、回路接线端子10相匹配的缺口13。由于电参数采集电路板8、继电器开出电路板6和跳闸控制回路电路板7上的接入信号和开出信号很多，在相应的电路板上集成了相应的采集端子或接线端子，以便集成化处理，同时由于壳体1内电路板的结构设置，信号采集端子11、继电器接线端子9、回路接线端子10可全部集成于壳体1背板上，便于工作人员进行接线作业，继电保护器的接线排线都位于背部，更加干净整洁，继电保护器安装于电气控制柜内时也便于从后面走线。
35.所述主控芯片采用stm32芯片，所述stm32芯片为进口104引脚的芯片，可用于收发信号的集中处理，具有性能高、兼容性好的特点。主控芯片的作业与现有继电保护器主控芯片的作用相同，除了对采集的数据进行监控显示外，当采集的电信号超过设定阀值会时，将继电开关指令通过继电器开出电路板6下发至终端设备，使终端设备做出相应的动作。
36.所述电参数采集电路板8采用13路电流电压采集模块和1组rs485通讯接口模块，电参数采集电路板8为现有的，所述电参数采集电路板8的信号输出端通过集线器与主控电路板上的主控芯片的信号输入端连通，其信号输入端与信号采集端子连通
37.为实现电参数多元化的实时采集和检测，本实用新型的13路电流电压采集模块包括三相保护电流采集电路、零序电流采集电路、三相电压测量采集电路、零序电压采集电路、低压零序电流采集电路、三相测量电流采集电路、各采集电路通过集线器与主控芯片电信号连接。rs485通讯接口模块为rs485通讯接口电路。由于电参数采集电路板8采集的电参数多，本实用新型采用集线器进行电参数采集电路板8和主控电路板5的连接，实现输出端信号的集中输送，通过插口连接连接结构更稳固，接口不易松动，可避免数据丢失或接口连
接混乱，使电参数采集电路板8和主控电路板5之间的连接更加可靠。
38.所述继电器开出电路板6上集成有装置电源电路、开关输入量电路i和8路继电器开关电路，所述装置电源电路和开关输入量电路i的信号输出端与主控芯片的信号输入端连通，其信号输入端与继电器接线端子9连通，所述主控芯片的信号输出端通过8路继电器开关电路与继电器接线端子9连通。继电器开出电路板6主要负责接收主控芯片指令的开出。
39.其中，装置电源电路为ac/dc电源电路，装置电源电路与主控芯片电连接，为微机继电保护器内的电路进行供电。
40.其中，开关输入量电路i根据输入量的不同，可分为断路器状态接口电路，手车工作位置接口电路、手车实验位置接口电路、弹簧未储能接口电路、接地开关接口电路、开入公共端接口电路。开关输入量电路i通过接口电路与主控芯片的信号输入端连接，为主控芯片提供待检测端的开关量信号。
41.其中，8路继电器开关电路，包括保护继电器开关电路、信号继电器电路、遥控继电器电路和防跳闸继电器电路。8路继电器开关电路与主控芯片的信号输出端连接，并将开关信号下发至终端设备的真空断路器。
42.与现有继电保护器不同，继电器开出电路板6种的信号继电器电路是常开状态，信号继电器的回路出现断线情况，主控芯片无法正常开出信号，因此本实用新型增加了跳闸控制回路电路板7，所述跳闸控制回路电路板7上集成有开关输入量电路ii、信号继电器回路断线检测电路和11路跳闸控制回路电路，所述开关输入量电路ii、信号继电器回路断线检测电路和11路跳闸控制回路电路的信号输出端与主控芯片的信号输入端连通，所述开关输入量电路ii、信号继电器回路断线检测电路和11路跳闸控制回路电路的信号输入端与回路接线端子10连通。
43.开关输入量电路ii根据输入量的不同，可分为轻瓦斯告警接口电路、重瓦斯跳闸接口电路、高温警告接口电路、超温跳闸接口电路、开门跳闸接口电路、远方遥控允许接口电路。开关输入量电路ii通过接口电路与主控芯片的信号输入端连接，为主控芯片提供开关量信号，主控芯片通过显示屏2或状态指示灯4进行显示。
44.所述信号继电器回路断线检测电路为电流电压采样电路，正常工作过程中，信号继电器电路是常开状态，继电保护器能进行真空断路器的开关信号的正确下发，若信号继电器的回路出现断线情况，主控芯片无法正常开出信号，会形成误操作，本实用新型增加了信号继电器回路断线检测电路，检测信号继电器的输出线路是否常开状态，还是否处于断线状态，若主控芯片通过接入的电信号检测到信号继电器电路断线，则通过指示灯进行警示，工作人员看到对应指示灯亮起后，先进行信号继电器输出电路的检修，再通过继电保护器开出信号，以此避免误操作。
45.根据跳合闸接点回路的要求，11路跳闸控制回路电路可分为负控母-km回路、遥控合闸回路、重合闸回路、手动合闸回路、去合闸线圈回路、twj负端回路、正控母+km回路、遥控跳闸回路、保护跳闸回路、手动跳闸回路、去跳闸线圈回路。各跳闸和合闸回路均通过主控芯片电信号连接，主控芯片进行各回路的信号参数进行比较，超过设定阀值跳合闸信号的下发。
46.本实用新型可用于6kv-35kv电力公司/房地产公司/厂房的继电保护柜，其二次接
线图，参见图11至图13。
47.以上对本实用新型所提供的一种微机继电保护器进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本实用新型的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

技术特征：
1.一种微机继电保护器，其特征在于：包括方形的壳体，所述壳体内设有主控电路板、电参数采集电路板、继电器开出电路板和跳闸控制回路电路板，所述主控电路板上集成有主控芯片，所述电参数采集电路板通过主控芯片与继电器开出电路板电信号连接，所述跳闸控制回路电路板与主控芯片的信号输入端连接，所述主控电路板固定于壳体的面板内侧，所述电参数采集电路板、继电器开出电路板和跳闸控制回路电路板平行间隔设置于壳体内，且与主控电路板相垂直。2.根据权利要求1所述的一种微机继电保护器，其特征在于：所述壳体的侧板内壁上间隔开设有电路板卡槽，所述电参数采集电路板、继电器开出电路板和跳闸控制回路电路板平行卡接于壳体内。3.根据权利要求1所述的一种微机继电保护器，其特征在于：所述壳体的面板上安装有显示屏、控制开关和状态指示灯，所述显示屏、控制开关和状态指示灯与主控芯片电连接。4.根据权利要求3所述的一种微机继电保护器，其特征在于：所述电参数采集电路板上集成有信号采集端子，所述继电器开出电路板上集成有继电器接线端子，所述跳闸控制回路电路板上集成有回路接线端子，所述壳体的背板上开设有与信号采集端子、继电器接线端子、回路接线端子相匹配的缺口。5.根据权利要求4所述的一种微机继电保护器，其特征在于：所述主控芯片采用stm32芯片。6.根据权利要求4所述的一种微机继电保护器，其特征在于：所述电参数采集电路板采用13路电流电压采集模块和1组通讯接口模块，所述电参数采集电路板的信号输出端通过集线器与主控电路板上的主控芯片的信号输入端连通，其信号输入端与信号采集端子连通。7.根据权利要求4所述的一种微机继电保护器，其特征在于：所述继电器开出电路板上集成有装置电源电路、开关输入量电路i和8路继电器开关电路，所述装置电源电路和开关输入量电路i的信号输出端与主控芯片的信号输入端连通，其信号输入端与继电器接线端子连通，所述主控芯片的信号输出端通过8路继电器开关电路与继电器接线端子连通。8.根据权利要求7所述的一种微机继电保护器，其特征在于：所述跳闸控制回路电路板上集成有开关输入量电路ii、信号继电器回路断线检测电路和11路跳闸控制回路电路，所述开关输入量电路ii、信号继电器回路断线检测电路和11路跳闸控制回路电路的信号输出端与主控芯片的信号输入端连通，开关输入量电路ii、信号继电器回路断线检测电路和11路跳闸控制回路电路的信号输入端与回路接线端子连通。

技术总结
本实用新型公开了一种微机继电保护器，包括方形的壳体，所述主控电路板上集成有主控芯片，所述电参数采集电路板通过主控芯片与继电器开出电路板电信号连接，所述跳闸控制回路电路板与主控芯片的信号输入端连接，所述主控电路板固定于壳体的面板内侧，所述电参数采集电路板、继电器开出电路板和跳闸控制回路电路板平行间隔设置于壳体内，且与主控电路板相垂直。与现有技术相比，本实用新型将壳体内的电路结构进行了优化设计，便于电路板进行连接，外接端子全部集中在背板上，便于进行接口连接，能避免电路板相互之间的电路干扰，实现了电参数多元化的实时采集和检测，提高运行可靠性，增加了信号继电器回路断线检测电路，通过指示灯进行警示避免误操作。指示灯进行警示避免误操作。指示灯进行警示避免误操作。


技术研发人员：汤文全
受保护的技术使用者：四川南网继保电气有限公司
技术研发日：2023.02.02
技术公布日：2023/7/17