專利名稱：一種便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置及方法。
背景技術(shù)：
對新投入運(yùn)行的輸電線路及新設(shè)備進(jìn)行充電試驗(yàn)時(shí)，投入一種叫充電保護(hù)的裝置。當(dāng)新投入設(shè)備因絕緣擊穿或者輸電線路電氣安全距離不足而發(fā)生短路故障時(shí) ，充電保護(hù)裝置將動(dòng)作，快速切除故障線路或設(shè)備，充電試驗(yàn)結(jié)束后，充電保護(hù)裝置退出運(yùn)行。該裝置可避免因故障線路或設(shè)備不能及時(shí)切除，而引起的電力系統(tǒng)已運(yùn)行的關(guān)聯(lián)輸電線路停電、關(guān)聯(lián)發(fā)電廠與電力系統(tǒng)解列不能安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前，電力系統(tǒng)改建和擴(kuò)建、新建發(fā)電廠和變電站工程，所采用的充電保護(hù)裝置一般由16塊電磁式電流繼電器、時(shí)間繼電器、信號(hào)繼電器和中間繼電器等器件組成。當(dāng)新投入的輸電線路或設(shè)備發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)電流升高超過充電保護(hù)裝置整定電流值，充電保護(hù)裝置動(dòng)作，切除故障線路或設(shè)備。但目前該技術(shù)方面存在如下缺陷(I)充電保護(hù)裝置由16塊電磁式電流繼電器、時(shí)間繼電器、信號(hào)繼電器和中間繼電器組成的三段式電流保護(hù)裝置，體積大，不便于試驗(yàn)用攜帶；(2)對電壓等級220kV及以上輸電線路首次充電試驗(yàn)，要求保護(hù)動(dòng)作時(shí)間不超過lOmms，而由16塊電磁式繼電器組成的充電保護(hù)裝置固有動(dòng)作時(shí)間接近lOOmms，使得保護(hù)切除故障時(shí)間長，引起電力系統(tǒng)震蕩，其安全穩(wěn)定運(yùn)行受到嚴(yán)重影響；(3)電壓等級500kV輸電線路首次充電試驗(yàn)，要求充電保護(hù)最小整定電流為O. 3A，而充電保護(hù)裝置采用DL型電磁式電流繼電器最小整定電流卻為O. 5A，新投入輸電線路或設(shè)備發(fā)生短路時(shí)，充電保護(hù)可能拒動(dòng)，故障不能切除；(4)充電保護(hù)動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間的整定技術(shù)人員首先打開電磁式電流繼電器和時(shí)間繼電器密封蓋，然后撥動(dòng)繼電器整定把手進(jìn)行定值設(shè)定，因此整定不方便，整定值不準(zhǔn)確、誤差大；(5)當(dāng)電力系統(tǒng)短路電流與充電保護(hù)動(dòng)作電流接近時(shí)，電磁式電流繼電器的觸點(diǎn)抖動(dòng)、產(chǎn)生電弧，易燒壞電流繼電器；(6)發(fā)電廠及變電站電磁干擾較大，使得由電磁式繼電器組成的充電保護(hù)裝置易誤動(dòng)作；( 7)充電保護(hù)裝置與發(fā)電廠及變電站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方“四遙”通信，遠(yuǎn)方控制中心無法了解充電保護(hù)動(dòng)作信息；(8)電磁式繼電器采用電磁工作原理，所以繼電器的線圈功率損耗大，線圈易發(fā)熱而使繼電器燒壞。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的提出一種便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置及方法，以實(shí)現(xiàn)便于攜帶、裝置動(dòng)作時(shí)間短、定值整定方便、信息可顯示、故障錄波可上傳、遠(yuǎn)程控制及管理、事件追憶和通訊的目的。一種便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置，該裝置包括保護(hù)機(jī)箱、直流電源接線柱、三相電流輸入接線柱、跳閘切換片、直流開關(guān)、綜合數(shù)字繼電器、跳閘輸出接線柱和安裝面板；其中所述的安裝面板左側(cè)設(shè)置有直流電源接線柱和三相電流輸入接線柱；右側(cè)設(shè)置有跳閘輸出接線柱；中間設(shè)置有綜合數(shù)字繼電器，所述綜合數(shù)字繼電器下方設(shè)置有直流開關(guān)；所述直流開關(guān)兩側(cè)設(shè)置有跳閘切換片；通過保護(hù)機(jī)箱內(nèi)壁設(shè)置的一圈金屬角實(shí)現(xiàn)所述的安裝面板與保護(hù)機(jī)箱的連接；所述的直流電源接線柱通過直流開關(guān)連接綜合數(shù)字繼電器的輸入端；所述的跳閘輸出接線柱通過跳閘切換片連接綜合數(shù)字繼電器的輸出端；所述的三相電流輸入接線柱連接綜合數(shù)字繼電器的輸入端?！に龅谋Ｗo(hù)機(jī)箱，包括箱蓋、箱體、箱鎖和提手，所述的箱蓋上設(shè)置有與箱體上鎖槽相對應(yīng)的鎖頭，打開鎖頭，箱蓋可與箱體分離。所述的保護(hù)機(jī)箱采用靜電噴涂處理。所述保護(hù)機(jī)箱材料采用可現(xiàn)靜電屏蔽的金屬板。所述的安裝面板采用靜電噴涂處理。所述的箱蓋內(nèi)設(shè)置有防震半球形海綿。采用便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置在充電過程中進(jìn)行電流保護(hù)的方法，包括以下步驟 步驟I、對綜合數(shù)字繼電器進(jìn)行初始化，并將電網(wǎng)電壓電流信號(hào)接入便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置；步驟2、所述電網(wǎng)電壓電流信號(hào)經(jīng)綜合數(shù)字繼電器內(nèi)的電壓電流變換器進(jìn)行采集、低通濾波后，再經(jīng)多路開關(guān)、運(yùn)算放大器和限幅保護(hù)器，轉(zhuǎn)換成符合A/D轉(zhuǎn)換要求的幅值的交流電壓信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的數(shù)字量輸入單片機(jī)進(jìn)行處理；步驟3、若輸入電流大于本保護(hù)裝置的動(dòng)作電流，并電流持續(xù)時(shí)間達(dá)到保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，則執(zhí)行步驟4 ;否則返回執(zhí)行步驟2 ；步驟4、保護(hù)裝置發(fā)出跳閘信號(hào)和告警信號(hào)至綜合數(shù)字繼電器內(nèi)的驅(qū)動(dòng)接口電路，驅(qū)動(dòng)接口電路將上述信號(hào)送到出口繼電器板，出口繼電器板上的跳、合閘繼電器觸點(diǎn)輸出跳閘信號(hào)，跳閘信號(hào)通過跳閘輸出接線柱發(fā)送至被測電路的斷路器跳閘回路；出口繼電器板上的告警信號(hào)繼電器觸點(diǎn)輸出告警信號(hào)，該告警信號(hào)通過跳閘輸出接線柱發(fā)送至被測電路的告警回路；同時(shí)，綜合數(shù)字繼電器內(nèi)的CPU發(fā)出跳閘輸出接線柱的狀態(tài)信號(hào)至被測電路遠(yuǎn)方調(diào)度中心，并在綜合數(shù)字繼電器液晶顯示屏顯示跳閘輸出接線柱的狀態(tài)信號(hào)信息。所述動(dòng)作電流范圍為O. 2 20倍額定電流，所述動(dòng)作時(shí)間范圍為Os 100s。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)(I)本發(fā)明充電保護(hù)裝置包括一塊綜合數(shù)字繼電器，體積小、重量輕，便于試驗(yàn)用攜帶；(2)本發(fā)明充電保護(hù)裝置固有動(dòng)作時(shí)間接近8mms，使得保護(hù)切除故障時(shí)間短，不宜引起電力系統(tǒng)震蕩，有利于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行；(3)本發(fā)明充電保護(hù)裝置最小整定電流為O. 2A，滿足電壓等級500kV輸電線路首次充電試驗(yàn)最小整定電流為O. 3A技術(shù)要求；(4)本發(fā)明充電保護(hù)裝置動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間設(shè)定時(shí)，操作者只需操作綜合數(shù)字繼電器面板“按鍵”選擇菜單指令，輸入設(shè)定值，通過LCD顯示定值，所以定值整定方便、準(zhǔn)確、數(shù)字顯示；(5)本發(fā)明充電保護(hù)裝置動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間設(shè)定范圍大，且設(shè)定值是連續(xù)的數(shù)值；(6)本發(fā)明充電保護(hù)裝置與發(fā)電廠及變電站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方“四遙”通信，遠(yuǎn)方控制中心能及時(shí)了解充電保護(hù)動(dòng)作信息；(7)本發(fā)明充電保護(hù)裝置的運(yùn)行方式不但可以通過四組跳閘切換片設(shè)定，而且還可以通過綜合數(shù)字繼電器寫保護(hù)(軟壓板)設(shè)定，所以靈活、可靠；(8)本發(fā)明充電保護(hù)裝置采用數(shù)字式繼電器，所以繼電器的功率損耗小，不發(fā)熱。


圖I為本發(fā)明一種實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其中，Ca)為保護(hù)機(jī)箱結(jié)構(gòu)示意圖，(b)為保護(hù)機(jī)箱內(nèi)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的裝置安裝面板標(biāo)識(shí)圖；圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例的電路原理圖；圖4為本發(fā)明一種實(shí)施例電流保護(hù)方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步說明。如圖I中(a)、(b)所示，一種便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置，該裝置包括保護(hù)機(jī)箱I、直流電源接線柱2、三相電流輸入接線柱3、跳閘切換片4、直流開關(guān)5、綜合數(shù)字繼電器6、跳閘輸出接線柱7和安裝面板8 ;本發(fā)明實(shí)施例中，安裝面板8左側(cè)設(shè)置所述的兩個(gè)直流電源接線柱2和六個(gè)三相電流輸入接線柱3 ;右側(cè)設(shè)置所述八個(gè)跳閘輸出接線柱7 ;中間設(shè)置所述綜合數(shù)字繼電器6，綜合數(shù)字繼電器下方設(shè)置直流開關(guān)5 ;所述直流開關(guān)5兩側(cè)分別設(shè)置兩個(gè)跳閘切換片4。通過保護(hù)機(jī)箱I內(nèi)壁設(shè)置的一圈金屬角實(shí)現(xiàn)所述的安裝面板8與保護(hù)機(jī)箱I的連接；所述的直流電源接線柱2通過直流開關(guān)5連接綜合數(shù)字繼電器6的輸入端；所述的跳閘輸出接線柱7通過跳閘切換片4連接綜合數(shù)字繼電器6的輸出端；所述的三相電流輸入接線柱3連接綜合數(shù)字繼電器6的輸入端。所述的安裝面板8采用靜電噴涂處理。如圖I的(a)圖所示，所述的保護(hù)機(jī)箱1，包括箱蓋1-1、箱體1_2、箱鎖1_3和提手1-4，所述的箱蓋1-1上設(shè)置有與箱體1-2上鎖槽相對應(yīng)的鎖頭，打開鎖頭，箱蓋1-1可與箱體1-2分離；所述的保護(hù)機(jī)箱I采用靜電噴涂處理，并上述保護(hù)機(jī)箱I材料采用可現(xiàn)靜電屏蔽的金屬板；所述的箱蓋1-1內(nèi)設(shè)置有防震半球形海綿。本發(fā)明實(shí)施例中，保護(hù)機(jī)箱I外形尺寸(單位mmm)為寬X高X深=415X300X315。其中，箱體1_2 (不包括箱蓋)高250mm(外尺寸)；箱蓋高50mm(外尺寸)，內(nèi)襯半球形黑色海綿(乙烯-醋酸乙烯共聚物是新型環(huán)保橡塑材料)，實(shí)現(xiàn)防滑、抗震、隔熱、防潮、抗腐蝕；箱蓋1-1與箱體1-2之間不安折葉，安裝四把箱鎖，通過打開四把箱鎖，實(shí)現(xiàn)箱蓋1-1與箱體1-2分離，并箱蓋1-1與箱體
1-2之間設(shè)置有密封墊，實(shí)現(xiàn)密封防塵防雨；在箱體1-2底部安裝四只半球形不銹鋼墊腿，實(shí)現(xiàn)防震性；箱體1-2安裝一只提手1-4，不用時(shí)提手1-4與箱體1-2緊貼；保護(hù)機(jī)箱I各邊用20mmX20mm、厚I. Omm的招角包裹,保護(hù)機(jī)箱I各角用不銹鋼包角；從箱體1_2上沿至下3. Omm處,沿箱體1-2內(nèi)壁鑲嵌一圈15mmX15mm、厚2. Omm的招角，在招角上面對稱鉆四個(gè)M3. 7的孔，并攻絲，用于固定安裝面板8 ;箱體1-2與箱蓋1-1材料2. Omm厚鋁板，實(shí)現(xiàn)靜電屏蔽及攜帶輕便；整個(gè)保護(hù)機(jī)箱I靜電噴涂處理實(shí)現(xiàn)防腐蝕性。直流電源接線柱2 (紅色I(xiàn)支、黑色I(xiàn)支)外接110 220V直流電源，作為綜合數(shù)字繼電器6的工作電源。直流開關(guān)5作為綜合數(shù)字繼電器6的工作電源開關(guān)。三相電流輸入接線柱3 (黃色2支、綠色2支和紅色2支)引接輸電線路電流互感器輸出的三相電流，作為綜合數(shù)字繼電器6的輸入電流。綜合數(shù)字繼電器6 (型號(hào)為PA140-F1)由主控板、人機(jī)界面板、總線板、電源板、電流互感器板、繼電器板、外殼及接線端子組成，實(shí)現(xiàn)充電保護(hù)功能，用來監(jiān)視輸電線路及設(shè)備絕緣性能完好性。跳閘切換片4作為微機(jī)充電保護(hù)裝置運(yùn)行方式 設(shè)定元件，當(dāng)“跳閘I”切換片設(shè)定“投”位置，綜合數(shù)字繼電器6 “跳閘I”出口投入運(yùn)行；當(dāng)“跳閘I”切換片設(shè)定“退”位置，綜合數(shù)字繼電器6 “跳閘I”出口退出運(yùn)行。其它“跳閘”切換片的用途與“跳閘I”切換片類同。跳閘輸出接線柱7 (黑色8支)與被測系統(tǒng)的四組斷路器的跳閘回路連接，當(dāng)綜合數(shù)字繼電器6動(dòng)作，跳閘切換片4均設(shè)定“投”位置，“便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置”輸出四組跳閘命令。如圖2所示，在安裝面板上標(biāo)識(shí)“投、退”處的圓孔中，插入四支跳閘切換片4 (型號(hào)為JY1-3)，并用其自身帶的標(biāo)準(zhǔn)件固定好，每只切換片的三根導(dǎo)電桿應(yīng)與安裝面板8相互絕緣；在標(biāo)識(shí)“DC+”處，插入一支紅色接線柱(型號(hào)為JXZ-1/1)，標(biāo)識(shí)“DC-”處插入一支黑色接線柱(型號(hào)為JXZ-1/1);在標(biāo)識(shí)“ IA、la”處，插入兩支黃色接線柱(型號(hào)為JXZ-1/1)；在標(biāo)識(shí)“IB、lb”處，插入兩支綠色接線柱(型號(hào)為JXZ-1/1);在標(biāo)識(shí)“1C、Ic”處，插入兩支紅色接線柱(型號(hào)為JXZ-1/1);在標(biāo)識(shí)“跳閘I、跳閘2、跳閘3、跳閘4”處，插入八支黑色接線柱(型號(hào)為JXZ-1/1);并用其自身帶的標(biāo)準(zhǔn)件固定好，所有接線柱的導(dǎo)電桿應(yīng)與安裝面板8相互絕緣；在128. 5X 139. 2的矩形孔中插入綜合數(shù)字繼電器6 (型號(hào)為PA140-F1 )，并用其自身帶的兩個(gè)支架固定(每個(gè)支架插入安裝軌道，一端頂著安裝面板8，另一端固定住繼電器6上)。在20X26. 8的矩形孔中插入直流開關(guān)5 (型號(hào)為K⑶-102),靠自身固定。如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例中采用黃色BVR-2. 5mm2導(dǎo)線將標(biāo)識(shí)為IA的黃色接線柱與綜合數(shù)字繼電器6的X4-1接線端子連接；采用黃色BVR-2. 5mm2導(dǎo)線將標(biāo)識(shí)為Ia的黃色接線柱與綜合數(shù)字繼電器6的X4-2接線端子連接。采用綠色BVR-2. 5mm2導(dǎo)線將標(biāo)識(shí)為IB的綠色接線柱與綜合數(shù)字繼電器6的X4-3接線端子連接；采用綠色BVR-2. 5mm2導(dǎo)線將標(biāo)識(shí)為Ib的綠色接線柱與綜合數(shù)字繼電器6的X4-4接線端子連接。采用紅色BVR-2. 5mm2導(dǎo)線將標(biāo)識(shí)為IC的紅色接線柱與綜合數(shù)字繼電器6的X4-5接線端子連接；采用紅色BVR-2. 5mm2導(dǎo)線將標(biāo)識(shí)為Ic的紅色接線柱與綜合數(shù)字繼電器6的X4-6接線端子連接。采用紅色BVR-1. 5mm2導(dǎo)線將標(biāo)識(shí)為DC+的紅色接線柱與直流開關(guān)QF的接線端子I連接；采用紅色BVR-1. 5mm2導(dǎo)線將綜合數(shù)字繼電器6的X5-1接線端子與直流開關(guān)QF的接線端子2連接；采用黑色BVR-1. 5mm2導(dǎo)線將標(biāo)識(shí)為DC-的黑色接線柱與直流開關(guān)QF的接線端子3連接；采用黑色BVR-1. 5mm2導(dǎo)線將綜合數(shù)字繼電器6的X5-2接線端子與直流開關(guān)QF的接線端子4連接。采用黑色BVR-1. 5mm2導(dǎo)線將標(biāo)識(shí)為“跳閘I”的黑色接線柱與“跳閘I”切換片XBl的接線端子2連接；采用黑色BVR-1. 5mm2導(dǎo)線將綜合數(shù)字繼電器6的X5-4接線端子與“跳閘I”切換片XBl的接線端子I連接；采用黑色BVR-1. 5mm2導(dǎo)線將綜合數(shù)字繼電器6的X5-5接線端子與標(biāo)識(shí)為“跳閘I”的另一個(gè)黑色接線柱連接。采用黑色BVR-1. 5mm2導(dǎo)線將標(biāo)識(shí)為“跳閘2”的黑色接線柱與“跳閘2”切換片XB2的接線端子2連接；采用黑色BVR-1. 5mm2導(dǎo)線將綜合數(shù)字繼電器6的X2-1接線端子與“跳閘2”切換片XB2的接線端子I連接；采用黑色BVR-1. 5mm2導(dǎo)線將綜合數(shù)字繼電器6的X2-2接線端子與標(biāo)識(shí)為“跳閘2”的另一個(gè)黑色接線柱連接。采用黑色BVR-1. 5mm2導(dǎo)線將標(biāo)識(shí)為“跳閘3”的黑色接線柱與“跳閘3”切換片XB3的接線端子2連接；采用黑色BVR-1. 5mm2導(dǎo)線將綜合數(shù)字繼電器6的X2-5接線端子與“跳閘3”切換片XB3的接線端子I連接；采用黑色BVR-1. 5mm2導(dǎo)線將綜合數(shù)字繼電器6的X2-6接線端子與標(biāo)識(shí)為“跳閘3”的另一個(gè)黑色接線柱連接。采用黑色BVR-1.5mm2導(dǎo)線將標(biāo)識(shí)為“跳閘4”的黑色接線柱與“跳閘4”切換片XB4的接線端子2連接；采用黑色BVR-1. 5mm2導(dǎo)線將綜合數(shù)字繼電器6的X5-6接線端子與“跳閘4”切換片XB4的接線端子I連接；采用黑色BVR-1. 5mm2導(dǎo)線將綜合數(shù)字繼電·器6的X5-7接線端子與標(biāo)識(shí)為“跳閘4”的另一個(gè)黑色接線柱連接。本發(fā)明實(shí)施例工作電源電壓為直流110 220V。輸入額定電流Ιη=1Α或5A ;充電保護(hù)“跳閘繼電器”觸點(diǎn)DC220V，5 8A ;充電保護(hù)“動(dòng)作信號(hào)繼電器”觸點(diǎn)DC220V，5A。采用便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置的電流保護(hù)方法，如圖4所示，包括以下步驟采用便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置進(jìn)行電流保護(hù)的方法，包括以下步驟步驟I、對綜合數(shù)字繼電器進(jìn)行初始化，并將電網(wǎng)電壓電流信號(hào)接入便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置； 步驟2、所述電網(wǎng)電壓電流信號(hào)經(jīng)綜合數(shù)字繼電器內(nèi)的電壓電流變換器進(jìn)行采集、低通濾波后，再經(jīng)多路開關(guān)、運(yùn)算放大器和限幅保護(hù)器，轉(zhuǎn)換成符合A/D轉(zhuǎn)換要求的幅值的交流電壓信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的數(shù)字量輸入單片機(jī)進(jìn)行處理；步驟3、若輸入電流大于本保護(hù)裝置的動(dòng)作電流，本實(shí)施例中所述動(dòng)作電流范圍為O. 3 O. 5A,并電流持續(xù)時(shí)間達(dá)到保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間,本實(shí)施例中所述動(dòng)作時(shí)間范圍為Oms 80ms，則執(zhí)行步驟4;若輸入電流小于本保護(hù)裝置的動(dòng)作電流，并電流持續(xù)時(shí)間未達(dá)到保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，則返回執(zhí)行步驟2 ；步驟4、保護(hù)裝置發(fā)出跳閘信號(hào)和告警信號(hào)至綜合數(shù)字繼電器內(nèi)的驅(qū)動(dòng)接口電路，驅(qū)動(dòng)接口電路將上述信號(hào)送到出口繼電器板，出口繼電器板上的跳、合閘繼電器觸點(diǎn)輸出跳閘信號(hào)，跳閘信號(hào)通過跳閘輸出接線柱發(fā)送至被測電路的斷路器跳閘回路；出口繼電器板上的告警信號(hào)繼電器觸點(diǎn)輸出告警信號(hào)，該告警信號(hào)通過跳閘輸出接線柱發(fā)送至被測電路的告警回路；同時(shí)，綜合數(shù)字繼電器內(nèi)的CPU發(fā)出跳閘輸出接線柱的狀態(tài)信號(hào)至被測電路遠(yuǎn)方調(diào)度中心，并在綜合數(shù)字繼電器液晶顯示屏顯示跳閘輸出接線柱的狀態(tài)信號(hào)信息。本發(fā)明實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)以下功能( I)實(shí)現(xiàn)兩段式電流保護(hù)(電流速斷和限時(shí)電流速斷保護(hù))功能。從電網(wǎng)一次設(shè)備互感器輸入的電壓電流信號(hào)，經(jīng)綜合數(shù)字繼電器6的電壓電流變換器采集、低通濾波后，再經(jīng)多路開關(guān)、運(yùn)算放大器放大和限幅保護(hù)器，變換成符合A/D轉(zhuǎn)換要求的幅值的交流電壓信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的數(shù)字量通過單片機(jī)處理。當(dāng)輸入電流大于本保護(hù)裝置的動(dòng)作電流，且電流持續(xù)時(shí)間達(dá)到保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間時(shí)，保護(hù)裝置發(fā)出跳閘信號(hào)和告警信號(hào)至綜合數(shù)字繼電器6內(nèi)的驅(qū)動(dòng)接口電路，驅(qū)動(dòng)接口電路將上述信號(hào)送到出口繼電器板，出口繼電器板上的跳、合閘繼電器觸點(diǎn)輸出跳閘信號(hào)，跳閘信號(hào)通過跳閘輸出接線柱發(fā)送至被測電路的斷路器跳閘回路；出口繼電器板上的告警信號(hào)繼電器觸點(diǎn)輸出告警信號(hào)，該告警信號(hào)通過跳閘輸出接線柱發(fā)送至被測電路的告警回路；同時(shí)，綜合數(shù)字繼電器內(nèi)的CPU發(fā)出跳閘輸出接線柱的狀態(tài)信號(hào)至被測電路遠(yuǎn)方調(diào)度中心，并在綜合數(shù)字繼電器6液晶顯示屏顯示跳閘輸出接線柱的狀態(tài)信號(hào)信息。兩段式電流保護(hù)采用傅氏算法。把一個(gè)周期性電流函數(shù)i (t)分解為直流分量、基波及各次諧波的無窮級數(shù) ,.(0=Σ.[么 cos(iu>j,t)+aii sin (n^t)]C I)
-O其中，O1S基波角頻率；t為時(shí)間；η為諧波次數(shù)；an、bn分別表示n次諧波正弦項(xiàng)和余弦項(xiàng)的幅值。由于& = - f /(/') sin (nm^Jdt，bn=~ f /·(/)cos(nox tV/，其中，T 為周期；則 n 次諧波電
II
流分量的有效值為，基波電流分量的有效值為。兩段式電流保護(hù)的判據(jù)為=I1Mdz, I1Hdzt5其中，I1為輸入到便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置的基波電流有效值，Idz為動(dòng)作電流值山為I1電流持續(xù)時(shí)間，tdz為便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間。當(dāng)滿足此判據(jù)條件時(shí)，便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置動(dòng)作。(2)控制功能。本實(shí)施例裝置通過操作綜合數(shù)字繼電器6上的“合閘”控制鍵或“分閘”控制鍵，綜合數(shù)字繼電器6內(nèi)的CPU發(fā)出相應(yīng)的控制指令，經(jīng)其跳、合閘信號(hào)和告警信號(hào)到驅(qū)動(dòng)接口電路，驅(qū)動(dòng)接口電路將這些信號(hào)送到出口繼電器板，出口繼電器板上的跳、合閘繼電器觸點(diǎn)通過跳閘輸出接線柱接通被測電網(wǎng)一次回路斷路器的跳、合閘回路，使斷路器分、合閘操作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制功能。( 3 )測量功能。輸入的電壓電流信號(hào)經(jīng)綜合數(shù)字繼電器內(nèi)的電壓電流變換器采樣、低通濾波后，再經(jīng)多路開關(guān)、運(yùn)算放大器放大，變換成符合A/D轉(zhuǎn)換要求的幅值的交流電壓信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換產(chǎn)生數(shù)字量，經(jīng)綜合數(shù)字繼電器的單片機(jī)運(yùn)算、處理，可以測量一次回路的三相相電壓，三相線電壓、電流，功率因數(shù)，頻率等。(4)遠(yuǎn)方裝置管理功能。本實(shí)施例裝置經(jīng)綜合數(shù)字繼電器6的光電隔離的串行通信RS485/RS422接口，可以與遠(yuǎn)方調(diào)度中心進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)遙控、遙信、遙調(diào)、遙測、保護(hù)遠(yuǎn)方投退、故障錄波上傳等功能。綜合數(shù)字繼電器6內(nèi)的CPU可接受經(jīng)光電隔離的脈沖信號(hào)、遙控輸入信號(hào)量和通過鍵盤查詢、整定定值等操作產(chǎn)生的輸入信號(hào)量。(5)通訊功能。本實(shí)施例裝置采用RS485/RS422通訊接口可與主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，從而實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)方傳送和交換。通過主控計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)對保護(hù)裝置定值的遠(yuǎn)方查詢、整定功能以及對裝置的遠(yuǎn)方控制功能。
(6)事件追憶功能。本實(shí)施例裝置可通過綜合數(shù)字繼電器6自動(dòng)記錄事件的發(fā)生時(shí)間、類型及動(dòng)作值。其事件記錄的分辯率小于2毫秒，并且具有掉電不丟失功能。(7)顯示功能。本實(shí)施例檢測得到的所有信號(hào)測量、保護(hù)動(dòng)作值、跳合閘變位記錄、整定過程、查詢過程、故障類型、遙信量、電網(wǎng)頻率、時(shí)間等均能在本裝置的綜合數(shù)字繼電器6的IXD上顯示。(8)故障錄波上傳功能。采用本實(shí)施例裝置的綜合數(shù)字繼電器6的RS485/RS422 通訊接口，實(shí)現(xiàn)故障錄波上傳功能，能記錄故障時(shí)的電流電壓波形并上傳給PC機(jī)顯示。這就為監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行，分析事故原因提供了詳細(xì)的資料。(9)時(shí)鐘功能。采用本實(shí)施例裝置的綜合數(shù)字繼電器6的RS485/RS422通訊接口，與上位機(jī)連接可實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘自動(dòng)對時(shí)、顯示功能。
權(quán)利要求
1.一種便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置，其特征在于該裝置包括保護(hù)機(jī)箱(I)、直流電源接線柱(2)、三相電流輸入接線柱(3)、跳閘切換片(4)、直流開關(guān)(5)、綜合數(shù)字繼電器(6)、跳閘輸出接線柱(7)和安裝面板(8);其中所述的安裝面板(8)左側(cè)設(shè)置有直流電源接線柱(2)和三相電流輸入接線柱(3);右側(cè)設(shè)置有跳閘輸出接線柱(7);中間設(shè)置有綜合數(shù)字繼電器(6)，所述綜合數(shù)字繼電器下方設(shè)置有直流開關(guān)(5);所述直流開關(guān)(5)兩側(cè)設(shè)置有跳閘切換片(4)； 通過保護(hù)機(jī)箱(I)內(nèi)壁設(shè)置的一圈金屬角實(shí)現(xiàn)所述的安裝面板(8)與保護(hù)機(jī)箱(I)的連接；所述的直流電源接線柱(2)通過直流開關(guān)(5)連接綜合數(shù)字繼電器(6)的輸入端；所述的跳閘輸出接線柱(7)通過跳閘切換片(4)連接綜合數(shù)字繼電器(6)的輸出端；所述的三相電流輸入接線柱(3)連接綜合數(shù)字繼電器(6)的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置，其特征在于所述的保護(hù)機(jī)箱(1)，包括箱蓋(1-1)、箱體(1-2)、箱鎖(1-3)和提手(1-4)，所述的箱蓋(1-1)上設(shè)置有與箱體(1-2)上鎖槽相對應(yīng)的鎖頭，打開鎖頭，箱蓋(1-1)可與箱體(1-2)分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置，其特征在于所述的保護(hù)機(jī)箱(I)采用靜電噴涂處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置，其特征在于所述保護(hù)機(jī)箱(I)材料采用可現(xiàn)靜電屏蔽的金屬板。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置，其特征在于所述的安裝面板(8)采用靜電噴涂處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置，其特征在于所述的箱蓋(1-1)內(nèi)設(shè)置有防震半球形海綿。
7.采用權(quán)利要求I所述的便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置在充電過程中進(jìn)行電流保護(hù)的方法，其特征在于包括以下步驟 步驟I、對綜合數(shù)字繼電器進(jìn)行初始化，并將電網(wǎng)電壓電流信號(hào)接入便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置； 步驟2、所述電網(wǎng)電壓電流信號(hào)經(jīng)綜合數(shù)字繼電器內(nèi)的電壓電流變換器進(jìn)行采集、低通濾波后，再經(jīng)多路開關(guān)、運(yùn)算放大器和限幅保護(hù)器，轉(zhuǎn)換成符合A/D轉(zhuǎn)換要求的幅值的交流電壓信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的數(shù)字量輸入單片機(jī)進(jìn)行處理； 步驟3、若輸入電流大于本保護(hù)裝置的動(dòng)作電流，并電流持續(xù)時(shí)間達(dá)到保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，則執(zhí)行步驟4 ;否則返回執(zhí)行步驟2 ； 步驟4、保護(hù)裝置發(fā)出跳閘信號(hào)和告警信號(hào)至綜合數(shù)字繼電器內(nèi)的驅(qū)動(dòng)接口電路，驅(qū)動(dòng)接口電路將上述信號(hào)送到出口繼電器板，出口繼電器板上的跳、合閘繼電器觸點(diǎn)輸出跳閘信號(hào)，跳閘信號(hào)通過跳閘輸出接線柱發(fā)送至被測電路的斷路器跳閘回路；出口繼電器板上的告警信號(hào)繼電器觸點(diǎn)輸出告警信號(hào)，該告警信號(hào)通過跳閘輸出接線柱發(fā)送至被測電路的告警回路；同時(shí)，綜合數(shù)字繼電器內(nèi)的CPU發(fā)出跳閘輸出接線柱的狀態(tài)信號(hào)至被測電路遠(yuǎn)方調(diào)度中心，并在綜合數(shù)字繼電器液晶顯示屏顯示跳閘輸出接線柱的狀態(tài)信號(hào)信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的便攜式微機(jī)充電電流保護(hù)方法，其特征在于所述動(dòng)作電流范圍為O. 2 20倍額定電流，所述動(dòng)作時(shí)間范圍為Os 100s。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種便攜式微機(jī)充電保護(hù)裝置及方法，屬于電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域，該裝置包括保護(hù)機(jī)箱、直流電源接線柱、三相電流輸入接線柱、跳閘切換片、直流開關(guān)、綜合數(shù)字繼電器、跳閘輸出接線柱和安裝面板；本發(fā)明具有裝置體積小、重量輕、便于攜帶、功率小、遠(yuǎn)程通信、裝置的保護(hù)切除故障時(shí)間短、動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間設(shè)定范圍大且設(shè)定操作簡單和運(yùn)行方式不但可以通過四組跳閘切換片設(shè)定，還可通過綜合數(shù)字繼電器設(shè)定的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102891532SQ201210294470
公開日2013年1月23日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者戴憲濱 申請人:沈陽工程學(xué)院