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深圳南网国瑞科技有限公司

CPU插件主要由以下几部分构成：
1)CPU系统
CPU系统由高性能的微处理器CPU（32位）、大容量的ROM（512K字节）、RAM（1M字节）、Flash Memory（1M字节）等构成，使该CPU模件具有极强的数据处理及记录能力，可以实现各种复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据。Flash Memory中记录的录波报告、事件及保护定值等运行配置信息在装置掉电后均不会丢失。
2) 数据采集系统
本装置的数据采集系统由两部分组成。
保护系统由高可靠性的14位精度的A/D转换器、多路开关及滤波回路组成模拟量采集系统， A/D转换芯片内部具有采样保持及同步电路，转换速度快、采样偏差小、功耗小及稳定性好等特点，本装置的模拟量采样回路无可调整元件，也不需要在现场作调整，具备高度的可靠性。




图3－2 A/D系统原理示意图
测量系统由专用测量芯片实现实现模拟量采集，测量精度高达24位，采用硬件技术解决因频率误差而导致测量误差增大的问题。测量系统具备测量精度单次调整后自动记忆的功能，在现场无需再作调整。
3）开关量输入及输出部分
本装置提供外部输入的开关量11路，由装置专用开入24V电源供电； GPS对时用开入1路，该路输入量可由内部或专用24V电源供电；所有开入经光电耦合器件接入系统。
本装置提供开出13路，一类是用于驱动出口及信号继电器的， 此种开出的+24伏电源都是经过本装置逻辑插件告警继电器常闭接点闭锁的；另一类用于驱动告警、呼唤及信号复归等继电器，其+24伏电源是不经过闭锁的。 本装置本地告警信号及告警信号由两种方式驱动：告警和呼唤，告**于检测到必须闭锁本CPU开出的致命异常状况时，呼唤则用于不需闭锁开出的情况，例如“PT断线”等异常工况时。详见逻辑继电器插件说明。
4) 通信部分
本插件内含通信速度极高、具备通用性接口的以太网络芯片，以太网为本装置接入系统的主要通信接口。装置提供RJ45通信接口，以UTP5线为通信介质。
本装置还配置了一个SPI接口用于与人机对话插件（MMI）通信，一个SCI（标准RS232串行接口）用于连接PC机，可以借助PC机的强大功能及配置的专用调试软件包对装置进行各种测试。
5) 时钟回路
插件内设置了硬件时钟回路,采用的时钟芯片精度高,并配有电池以掉电保持。本装置还考虑了硬件对时电路，接收GPS的脉冲对时信号。
另外，CPU插件采用了多层印制板及表面封装工艺，外观小巧，结构紧凑，大大提高了装置的可靠性及抗电磁干扰能力。

工作原理说明
装置硬件原理：
3.1 机箱结构
机箱外形尺寸及开孔尺寸参见附图。
本装置机箱采用全密闭、防潮、防尘、抗振动的设计，确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具备高可靠性。
3.2 交流插件
交流插件包括电压输入和保护电流输入、测量电流输入，不同型号的装置配置电压和电流输入元件的数目可能不同。交流输入最大容量为12路。
逻辑及跳闸插件
本插件内包括逻辑继电器及跳闸继电器两类。
1）逻辑继电器
逻辑继电器由CPU插件经光耦器件直接驱动，包括：出口回路开放继电器QDJ、跳闸继电器TJ、合闸继电器HJ、遥控跳闸继电器CKJ1、遥控合闸继电器CKJ2、出口中间继电器CKJ4~CKJ7、信号继电器CKJ3、装置异常告警及闭锁继电器GJ、告警或呼唤信号继电器GJX、信号复归继电器FGJ等。
QDJ为出口回路总开放继电器，本装置内用于跳合闸的出口中间继电器，其负电源均经该继电器闭锁，该继电器的设置可有效防止某路开出损坏时保护的误动作。
告警继电器驱动方式: GJ继电器为CPU自检发现有严重异常情况，必须立即切断本保护出口电源的，驱动该继电器。GJ起动后一方面经过其常开接点自保持，另一方面由其常闭接点切断CPU插件的24伏跳闸正电源，驱动GJ的同时也将驱动一个磁保持的信号继电器GJX，其接点GJX-1用以点亮面板上本地告警信号灯，GJX-2用于信号。
信号继电器驱动方式:该类信号不需要切断保护跳闸正24伏电源，直接驱动GJX，由GJX继电器的触点分别给出当地及信号。
2）跳闸继电器
跳闸继电器主要由各种操作回路继电器构成，包括跳闸位置继电器（TWJ）、合闸位置继电器（HWJ）、手动跳闸继电器STJ、跳闸保持继电器TBJ、合闸保持继电器HBJ等。
跳闸、合闸保持电流的调整通过并联于相应继电器线圈的二极管自动分流，达到跳、合闸电流自适应。本装置考虑了弃用装置内部防跳回路而改用断路器自身防跳回路的方式，只需分别短接TBJV线圈和TBJV接点5～6即可。

方向元件
4.1.1 本装置的相间方向元件采用90接线方式，按相起动，各相电流元件仅受表4-1中所示相应方向元件的控制。为消除死区，方向元件带有记忆功能。
相间方向元件 I U
A IA UBC
B IB UCA
C IC UAB
表4-1 方向元件的对应关系
本装置Arg(I/U)=-30～90，边缘稍有模糊，误差<5。

图4-1 相间方向元件动作区域
4.1.2 本装置的零序方向元件动作区为Arg(3U0/3I0)=-180～-120及120～180，3U0为自产，外部3I0端子接线不需倒向。边缘误差角度<5

图4-2 零序方向元件动作区域
说明：在现场条件不具备时，方向动作区由软件保证可以不作校验，但模拟量相序要作校验。
三相重合闸
本系列所有型号的装置都设有三相重合闸功能，此功能可由压板投退。
4.7.1 启动回路
a)保护跳闸启动
b)开关位置不对应启动
在不对应启动重合闸回路中，仅利用TWJ触点监视断路器位置。手跳时利用装置跳闸板上的STJ动合触点来实现重合闸的闭锁。
4.7.2 闭锁条件
断路器合位时重合充电时间为15秒；充电过程中重合绿灯发闪光，充电满后发常绿光，不再闪烁。本系列的装置设置的重合闸“放电”条件有：
a) 控制回路断线后，重合闸延时10秒自动“放电”
b) 弹簧未储能端子高电位，重合闸延时2秒自动“放电”
c)闭锁重合闸端子高电位，重合闸立即“放电”
人机对话（MMI）插件
人机对话（MMI）插件的核心为一高性能单片机，其主要功能是显示保护CPU输出的信息，扫描面板上的键盘状态并实时传送给保护CPU。对保护CPU而言，人机对话插件相当于是它的一个外设。保护CPU与MMI之间通过SPI接口进行通信，其通信速率高达2Mbps，且具有高度的可靠性。采用此种配置方式，既避免了保护CPU大量的总线外引，提高了保护装置的可靠性，又几乎不增加产品成本，提升了装置的性能价格比。
机械性能
2.5.1振动
装置能承受GB7261中16.3规定的严酷等级为I级的振动耐久能力试验。
2.5.2冲击
装置能承受GB7261中17.5规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验。
2.5.3碰撞
装置能承受GB7261第18章规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验。
2.6 环境条件
a)环境温度：
工作：-10℃～55℃。
储存：25℃～+85℃,在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆的变化,温度恢复后,装置应能正常工作。
b)相对湿度：
最湿月的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度为25 ℃且表面无凝露。最高温度为+40℃时,平均最大相对湿度不超过50%。
c)大气压力：86～106kPa（相对海拔高度2km以下）