[实用新型]一种基于数字信号处理和CPLD技术的断路器控制单元

说明书

技术领域

本实用新型涉及智能断路器领域，具体的说，是一种基于数字信号处理和CPLD技术的断路器控制单元。

背景技术

高压断路器(或称高压开关)是变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性，当系统正常运行时，它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时，它和继电保护配合，能迅速切断故障电流，以防止扩大事故范围.因此，高压断路器工作的好坏，直接影响到电力系统的安全运行。

现在的高压断路器种类很多，可分为:油断路器(多油断路器、少油断路器)、六氟化硫断路器(SF6断路器)、真空断路器、压缩空气断路器等。

现有断路器内部的的智能控制单元多采用基于51系列的单片机为信号处理主芯片，进行各种信号的处理通过后续电路进行断路器的制动，存在信号处理能力差，自动保护不及时，维护和信息传递功能差等缺点，并且在外部通信方面不宜同各个厂家的控制单元进行相结合，而且在对断路器的操动反应上不及时，更加没有状态量信号的监测功能。现有断路器内部智能控制单元其输入端为温度采集器和模拟量输入电路等，在外部就是连接电网，同时操动电路连接当前节点的输出端，即为继电器和线圈连接当前节点输出端，进行机械控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供基于数字信号处理和CPLD技术的断路器控制单元，采用数字信号处理技术进行主控电路的设计和信号处理，具有信号处理能力强，自动保护及时、维护和信息传递功能优良，而且具备标准的通信协议，和不同厂家的主控单元组成分布式的控制系统此外，从断路器控制单元的自身功能上具备同步关合功能，并且采用CPLD完成状态量的监测、状态信号的输出以及外部高电压的控制，具有对输出信号执行的高可靠性和状态信号的快速监测性。

实现本实用新型目的的技术方案如下：一种基于数字信号处理和CPLD技术的断路器控制单元，包括主控电路和操动电路，主控电路连接到操动电路；所述主控电路包括MCU、采集电路、外设电路和通信电路，采集电路、外设电路和通信电路分别连接到MCU；所述操动电路包括CPLD、开关量电路、输出电路和CPLD外围电路，开关量电路、输出电路和CPLD外围电路分别连接到CPLD。

进一步地，所述采集电路由同MCU相连的模拟量采集电路和温度采集器组成；所述外设电路由分别同MCU相连的液晶显示电路和键盘电路组成；所述通信电路由分别同MCU连接的数据接口电路和CAN协议控制器组成；所述开关量电路由依次连接的开关量输入电路和开关量调理电路组成，所述开关量调理电路连接CPLD；所述输出电路由分别同开关量输出电路相连的继电器和线圈组成，所述开关量输出电路连接CPLD；所述的CPLD外围电路由晶振和电源组成。

其中，所述MCU的型号为ADSP-21992，所述CPLD的型号为EPM3032A，所述CAN协议控制器的型号为PCA82C250。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型采用数字信号处理技术进行主控电路的设计，具有信号处理能力强，自动保护及时、维护和信息传递功能优良，而且具备标准的通信协议，和不同厂家的主控单元组成分布式的控制系统此外，从断路器控制单元的自身功能上具备同步关合功能，并且采用CPLD完成状态量的监测、状态信号的输出以及外部高电压的控制，具有对输出信号执行的高可靠性和状态信号的快速监测性。

（2）本实用新型采用ADSP-21992作为该控制单元的主控芯片，具有体积小、功耗低、精度高、可靠性高、灵活性大，实用性强的优点。

（3）本实用新型采用EPM3032A作为该CPLD的主处理芯片，具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、设计制造成本低、对设计者的硬件经验要求低、标准产品无需测试、保密性强、价格大众化等特点 ，实用性强的优点。

（4）本实用新型具有可视化的人机交互界面，使得可以进行实时互动和操作。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构图。

具体实施方式