5SHY3545L0010 3BHB13088R0001
5SHY3545L0010 3BHB13088R0001主保护主要包括：
(1)差动保护装置：比率制动式差动保护、二次谐波制动、差动速断保护和CT断线闭锁差动保护。
(2)后备保护装置：复合电压闭锁方向过流(压)保护、过负荷保护和零(间)序(过流、过压)保护。
(3)电量保护装置：瓦斯保护(本体重/轻瓦斯)、有载调压保护。
辅助保护主要包括：
TA断线自锁、PT断线告警、故障录波断路器分、合操作、开关状态显示，风机启停控制、测量功能、电能计量功能。
5SHY3545L0010 3BHB13088R0001该装置配置了2个完全相同的CPU插件，分别实现监控和保护功能。CPU共用交流变换与模数转换插件、开关量输入、输出插件、人机对话插件、跳闸与逻辑插件、告警和信号插件以及电源插件。该装置采用多机并行工作、模拟量输入、开关量输入、输出通道共享的硬件结构形式，具有抗干扰能力强、硬件冗余度好、速度快、硬件自检能力强等优点。该装置采用三屏设计，即保证了当某一线路出现故障时，变压器仍然能正常工作，这点无论对于变压器出现故障或变压器的检修都是非常重要的。
3 模块子系统详细设计方案
5SHY3545L0010 3BHB13088R0001通常，在实现其功能的前提下，变压器主变保护装置的硬件设计应遵循以下几个原则：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；尽量采用低功耗器件；模块化设计，便于硬件发生故障后的检测和修复。按照这个原则，本文设计的主变双重CPU保护装置的硬件构成如图2所示，该装置以TMS320LF240TA芯片为核心。时钟芯片用于向系统提供当前时间，并为保存系统参数提供了空间。使用光电耦合器使系统的主要部分与外界电气信号无直接的电气连接，保证了系统在大电压、大电流环境下的安全运行。
5SHY3545L0010 3BHB13088R0001从图中可以看出，整个硬件部分可以分为8个模块，但是考虑到双重主变保护装置的特殊性，下面将详细介绍四个模块：
(1)CPU处理系统，目前大多采用DSP器件TMS320LF2407A。
(2)模拟信号的输入和转换电路，含有电流交流模拟信号、电压交流模拟信号和直流模拟信号。电流电压模拟量通过底板上的小CT和小PT隔离，进入CPU板放大。分别进入两个CPU系统的多路开关，各CPU通过选通信号循环采集模拟信号。同时采用数字滤波器对各个模拟量滤波。
(3)开关量输入/输出电路，用于分合闸信号、分合闸位置信号、蓄电池、电容故障信号等。开关量输入采用光电隔离芯片与CPU隔离插件进行隔离，进行滤波整形后，进入CPU口。同时程序具有防抖动功能。两个CPU口输出的控制信号经过与门、光电隔离、驱动后进入I/O板。
(4)通信模块，CPU插件采用带光电隔离的通信接口芯片来实现与总线网的隔离。电流互感器件采用单孔安装方式，能有效地避免断线故障，实现了强电和弱电的隔离。采用RS-485通信接口及CAN总线接口。
3.1 DSP模块介绍
5SHY3545L0010 3BHB13088R0001 CPU是控制器的核心部分，它不仅需要处理输入信号、输出信号，而且还需要控制和协调各部分的工作等。该装置的核心处理芯片采用美国德州仪器(TI)公司推出的低功耗Flash型16位RISC精简指令集DSP芯片TMS320LF2407A。TMS320LF2407A除具有程序、数据分开的哈佛总线结构，流水线操作功能，单周期完成乘法的硬件乘法器之外，还具有以下特点：
(1)采用高性能静态CMOS技术，使供电电压降为3.3 V，减小控制器的功耗。
(2)具有高达32 KB Flash的存储器，为多种用途的产品提供经济的可编程解决方案。基于Flash的芯片中有256 KB引导ROM，使在线编程更加方便。
(3)高性能的10位模数转换器(ADC)转换时间为500 ns，提供多达16路的模拟量输入，具有自动排序功能，可使最大为16路的转换在进行同一转换时不会增加CPU的开销。
(4)提供串行通讯接口(SCI)，使之能与系统中的其他控制器进行异步通信(RS-485)。对于要求额外通信接口的系统，TMS320LF2407A提供一个16位的同步串行外围接口(SPI)，还提供CAN通信模块。
TMS320LF2407A DSP具有低成本、低功耗、高性能的特点，内部集成了几种先进的外设，成为真正的单芯片控制器。
3.2 模拟量输入及输出电路
变电站自动化系统采集的电流、电压、有功功率、无功功率、温度等都属于模拟量。模拟量输入电路是综合自动化系统中很重要的部分，变电站自动化装置的动作速度和测量精度等性能都与该电路密切相关。
模拟量输入电路的主要作用是隔离、规范输入电压以及完成模/数转换，以便于与CPU接口，实现数据采集。
外部电流及电压输入经隔离互感器隔离变换后，由低通滤波器输入至模数转换器，CPU经采样数字处理后，构成各种保护继电器，并计算各种遥测量。外部开关量输入经光电隔离，送CPU处理后，发出各种遥信及保护投退信号。
模拟量输出电路的作用是把微型机系统输出的数字量转换为模拟量输出，这个任务主要由数/模(D/A)变换器来完成。
由于本系统使用的TMS320LF2407A自带16位模数转换(ADC)模块，所以不用另外设计采样电路。但是考虑到TMS320LF2407A的转换精度较低，可在TMS320LF2407A与外部电路之间连接一个MAXl280。
MAXl280是400 ksps/300 ksps、单电源、低功耗、8通道、串行12位ADC、内置电压基准。采用真差分输入，提供优异的噪声抑制，具有改进的失真特性以及单端输入时更宽的动态范围。标准接口提供了转换所必需的时钟。可以方便地与标准的数字信号处理器(DSP)同步串行接口连接。
3.3 开关量输入/输出电路
开关量输入电路的基本功能是将变电站内所需的状态信号引入微机系统。输出电路主要用来显示、控制或调节CPU输出的数字信号或数据。
开关量输入电路由信号调节电路、控制逻辑电路、驱动电路、地址译码电路、隔离电路等组成。开关量输出电路与输入电路基本一样。开关量输入电路包括断路器和隔离开关的辅助触点、跳合闸位置继电器触点、有载调压变压器的分接头位置等输入、外部装置闭锁重合闸触电输入、装置上连接片位置输入等回路。这些输入可以分为安装在装置面板上的触点和从装置外部经过端子排引入装置的触点。
由于电力系统特别是配电网中的干扰比较严重，因此开关量的输入/输出电路都需要连接光电隔离器件。
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
