專利名稱：高壓斷路器快速保護(hù)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓斷路器快速保護(hù)控制系統(tǒng)，屬于高壓開關(guān)保護(hù) 控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)中有一種高壓斷路器保護(hù)控制系統(tǒng)，包括模擬量輸入電路、開 關(guān)量輸入電路、數(shù)據(jù)采集與處理單元、開關(guān)量輸出電路、本地或遠(yuǎn)程人機(jī)接口、電源管理系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)采集與處理單元采集1個(gè)周波(20ms)以上的交 流輸入信號(hào)，通過(guò)FFT變換(或DFT變換、均方根運(yùn)算等)計(jì)算提取出所 需要的各種電氣特征量，根據(jù)保護(hù)的投退、動(dòng)作的整定值等來(lái)確定是否送出 保護(hù)動(dòng)作出口信號(hào)；開關(guān)量輸出電路采用輸出繼電器、中間繼電器實(shí)現(xiàn)分合 閘驅(qū)動(dòng)，由于輸出繼電器、中間繼電器的機(jī)械觸點(diǎn)有一定的響應(yīng)時(shí)間，開關(guān) 量輸出電路將產(chǎn)生控制延時(shí)， 一般輸出繼電器的延時(shí)時(shí)間為2.5ms以上，中 間繼電器的延時(shí)時(shí)間為8ms以上，即保護(hù)控制系統(tǒng)從模擬量輸入電路出現(xiàn)故 障電流到給出分合閘驅(qū)動(dòng)信號(hào)，最快時(shí)至少需要30.5ms以上的延時(shí)(忽略軟 件計(jì)算時(shí)間)。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障電流，需要高壓斷路器進(jìn)行快速保護(hù)時(shí)，斷路 器保護(hù)控制系統(tǒng)給斷路器本體發(fā)出分閘信號(hào)的時(shí)間最快時(shí)至少延時(shí)30.5ms 以上。該響應(yīng)時(shí)間增加了故障電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊時(shí)間，減少了電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行 壽命，也不利于進(jìn)行快速故障隔離。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種高壓斷路器快速保護(hù)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)通過(guò) 縮短測(cè)量與保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間，使保護(hù)控制系統(tǒng)從模擬量輸入電路出現(xiàn)故障電 流到給斷路器發(fā)出分閘驅(qū)動(dòng)信號(hào)的延時(shí)時(shí)間減少，從而縮短故障電流對(duì)電網(wǎng) 的沖擊時(shí)間，達(dá)到快速保護(hù)的目的。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案這樣實(shí)現(xiàn)的， 一種高壓斷路器快
速保護(hù)控制系統(tǒng)，包括模擬量輸入電路、開關(guān)量輸入電路、數(shù)據(jù)采集與處理 單元、開關(guān)量輸出電路、本地人機(jī)接口、遠(yuǎn)程通訊接口、電源管理系統(tǒng)，其 特征是所述的數(shù)據(jù)采集與處理單元采用DSP高速數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)或高速 微控制器技術(shù)構(gòu)成快速數(shù)據(jù)采集與處理單元，所述的開關(guān)量輸出電路中的分 合閘驅(qū)動(dòng)電路采用電子式分合閘驅(qū)動(dòng)電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械式觸點(diǎn)繼電器，并構(gòu) 成開關(guān)量快速輸出電路?？焖贁?shù)據(jù)采集與處理單元采用高速DSP芯片TMS320F2812或高速微控 制器C8051F02X，連續(xù)采集交流輸入信號(hào)(每個(gè)周波都按同樣采樣點(diǎn)數(shù)采 樣)，并運(yùn)用了半波對(duì)稱原理與遞推運(yùn)算，在每個(gè)采樣點(diǎn)都計(jì)算提取出前半個(gè) 周波(10ms)時(shí)間內(nèi)所需要的各種電氣特征量，從而縮短了故障電流測(cè)量與 發(fā)出保護(hù)控制信號(hào)的時(shí)間。開關(guān)量快速輸出電路的電子式分合閘驅(qū)動(dòng)電路選用MOS大功率開關(guān)管。本實(shí)用新型通過(guò)采用DSP高速數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)或高速微控制器技術(shù) 構(gòu)成快速數(shù)據(jù)采集與處理單元，當(dāng)故障電流大于電流定值時(shí)，其保護(hù)動(dòng)作信 號(hào)的延時(shí)時(shí)間將小于10ms+20ms/每周波采樣點(diǎn)數(shù)，采用電子式分合閘驅(qū)動(dòng)電 路代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械式觸點(diǎn)繼電器構(gòu)成開關(guān)量快速輸出電路，使其分合閘延時(shí)時(shí) 間小于O.lms，從而縮短保護(hù)控制延時(shí)時(shí)間。該斷路器快速保護(hù)控制系統(tǒng)從 模擬量輸入電路出現(xiàn)故障電流到給出分閘驅(qū)動(dòng)信號(hào)，最慢時(shí)只有10.4ms的延 時(shí)(當(dāng)采樣點(diǎn)為64點(diǎn)時(shí))。因此減少了電網(wǎng)故障電流的保持時(shí)間，能夠迅速 隔離故障，從而實(shí)現(xiàn)快速保護(hù)控制。


圖1為本實(shí)用新型原理框圖，包括模擬量輸入電路、開關(guān)量輸入電路、 快速數(shù)據(jù)采集與處理單元、開關(guān)量快速輸出電路、本地人機(jī)接口、遠(yuǎn)程通訊 接口、電源管理系統(tǒng)等。圖2為本實(shí)用新型中電子式分合閘驅(qū)動(dòng)電路原理框圖，即開關(guān)量快速輸 出電路原理框圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型，如圖l所示模擬量輸入電 路將三相電壓與三相電流信號(hào)經(jīng)過(guò)小CT、小PT隔離后，進(jìn)行濾波處理，再 經(jīng)過(guò)運(yùn)放電路后送A/D 口；開關(guān)量輸入電路將開關(guān)量信號(hào)進(jìn)行光電隔離、濾除干擾后送到快速數(shù)據(jù)采集與處理單元的I/O 口 ；本地人機(jī)接口包括LCD液 晶顯示器與鍵盤輸入，可在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行參數(shù)設(shè)置或觀察實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與故障記錄； 遠(yuǎn)程通訊接口包括標(biāo)準(zhǔn)的RS232與RS485接口 ，可通過(guò)各種通訊介質(zhì)與遠(yuǎn)程 監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置或遠(yuǎn)程監(jiān)控；電源管理系統(tǒng)為斷路器 控制系統(tǒng)提供工作電源，并為操作機(jī)構(gòu)提供大功率的操作電源；快速數(shù)據(jù)采 集與處理單元采用高速DSP芯片TMS320F2812或高速微控制器 C8051F02X，該芯片將程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)RAM、 ADC通道、采樣保持電路、 模擬開關(guān)、定時(shí)器等集成在一片芯片內(nèi)，并具有豐富的接口?？焖贁?shù)據(jù)采集 與處理單元對(duì)三相電壓與三相電流信號(hào)的每個(gè)周波進(jìn)行交流采樣，并在每次 采樣后計(jì)算提取出各種電氣特征量，根據(jù)保護(hù)的投退、動(dòng)作的整定值等來(lái)確 定是否送出保護(hù)動(dòng)作出口信號(hào)。由于快速數(shù)據(jù)采集與處理單元運(yùn)用了半波對(duì) 稱原理與遞推運(yùn)算，在每個(gè)采樣點(diǎn)都計(jì)算提取出前半個(gè)周波(10ms)時(shí)間內(nèi) 所需要的各種電氣特征量，當(dāng)故障電流等于電流定值時(shí)，其保護(hù)動(dòng)作信號(hào)的 延時(shí)時(shí)間為(10ms+20ms/每周波采樣點(diǎn)數(shù))；當(dāng)故障電流大于電流定值時(shí)， 其保護(hù)動(dòng)作信號(hào)的延時(shí)時(shí)間將小于(10ms+20ms/每周波采樣點(diǎn)數(shù))。如圖2所示，開關(guān)量快速輸出電路用電子式分合閘驅(qū)動(dòng)電路來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng) 的機(jī)械式觸點(diǎn)繼電器，Kl、 K2、 K3、 K4選用MOS大功率開關(guān)管，使其分 合閘延時(shí)時(shí)間小于O.lms，從而縮短保護(hù)控制延時(shí)時(shí)間。該斷路器快速保護(hù) 控制系統(tǒng)從模擬量輸入電路出現(xiàn)故障電流到給出分閘驅(qū)動(dòng)信號(hào)，最慢時(shí)只有 10.4ms的延時(shí)(當(dāng)采樣點(diǎn)為64點(diǎn)時(shí))。因此減少了電網(wǎng)故障電流的保持時(shí)間， 能夠迅速隔離故障，從而實(shí)現(xiàn)快速保護(hù)控制。
權(quán)利要求1、 一種高壓斷路器快速保護(hù)控制系統(tǒng)，包括模擬量輸入電路、開關(guān)量輸 入電路、數(shù)據(jù)采集與處理單元、開關(guān)量輸出電路、本地人機(jī)接口、遠(yuǎn)程通訊接口、電源管理系統(tǒng)，其特征是所述的數(shù)據(jù)采集與處理單元采用DSP高速數(shù) 字信號(hào)處理技術(shù)或高速微控制器技術(shù)構(gòu)成快速數(shù)據(jù)采集與處理單元，所述的 開關(guān)量輸出電路中的分合閘驅(qū)動(dòng)電路采用電子式分合閘驅(qū)動(dòng)電路并構(gòu)成開關(guān) 量快速輸出電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓斷路器快速保護(hù)控制系統(tǒng)，其特征是快速 數(shù)據(jù)采集與處理單元采用高速DSP芯片TMS320F2812或高速微控制器 C8051F02X，并運(yùn)用半波對(duì)稱原理與遞推運(yùn)算，在每個(gè)采樣點(diǎn)都計(jì)算提取出 前半個(gè)周波時(shí)間內(nèi)所需要的各種電氣特征量。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓斷路器快速保護(hù)控制系統(tǒng)，其特征是開關(guān) 量快速輸出電路的電子式分合閘驅(qū)動(dòng)電路選用MOS大功率開關(guān)管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高壓斷路器快速保護(hù)控制系統(tǒng)，屬于高壓開關(guān)保護(hù)控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，包括模擬量輸入電路、開關(guān)量輸入電路、數(shù)據(jù)采集與處理單元、開關(guān)量輸出電路、本地人機(jī)接口、遠(yuǎn)程通訊接口、電源管理系統(tǒng)，主要特點(diǎn)是數(shù)據(jù)采集與處理單元采用DSP高速數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)或高速微控制器技術(shù)構(gòu)成快速數(shù)據(jù)采集與處理單元，開關(guān)量輸出電路采用電子式分合閘驅(qū)動(dòng)電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械式觸點(diǎn)繼電器構(gòu)成開關(guān)量快速輸出電路，本實(shí)用新型從模擬量輸入電路出現(xiàn)故障電流到給出分閘驅(qū)動(dòng)信號(hào)，最慢時(shí)只有10.4ms的延時(shí)(當(dāng)采樣點(diǎn)為64點(diǎn)時(shí))，因此減少了電網(wǎng)故障電流的保持時(shí)間，能夠迅速隔離故障，從而實(shí)現(xiàn)快速保護(hù)控制。
文檔編號(hào)H02H3/00GK201038713SQ200720037710
公開日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
發(fā)明者芬 戴, 朱小平 申請(qǐng)人:揚(yáng)州新概念電氣有限公司