專利名稱：高壓斷路器快速保護控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高壓斷路器快速保護控制系統，屬于高壓開關保護 控制系統技術領域。
技術背景現有技術中有一種高壓斷路器保護控制系統，包括模擬量輸入電路、開 關量輸入電路、數據采集與處理單元、開關量輸出電路、本地或遠程人機接口、電源管理系統等。數據采集與處理單元采集1個周波(20ms)以上的交 流輸入信號，通過FFT變換(或DFT變換、均方根運算等)計算提取出所 需要的各種電氣特征量，根據保護的投退、動作的整定值等來確定是否送出 保護動作出口信號；開關量輸出電路采用輸出繼電器、中間繼電器實現分合 閘驅動，由于輸出繼電器、中間繼電器的機械觸點有一定的響應時間，開關 量輸出電路將產生控制延時， 一般輸出繼電器的延時時間為2.5ms以上，中 間繼電器的延時時間為8ms以上，即保護控制系統從模擬量輸入電路出現故 障電流到給出分合閘驅動信號，最快時至少需要30.5ms以上的延時(忽略軟 件計算時間)。當電網出現故障電流，需要高壓斷路器進行快速保護時，斷路 器保護控制系統給斷路器本體發出分閘信號的時間最快時至少延時30.5ms 以上。該響應時間增加了故障電流對電網的沖擊時間，減少了電網實際運行 壽命，也不利于進行快速故障隔離。 實用新型內容本實用新型的目的是提供一種高壓斷路器快速保護控制系統，系統通過 縮短測量與保護動作的時間，使保護控制系統從模擬量輸入電路出現故障電 流到給斷路器發出分閘驅動信號的延時時間減少，從而縮短故障電流對電網 的沖擊時間，達到快速保護的目的。本實用新型的目的是通過以下技術方案這樣實現的， 一種高壓斷路器快
速保護控制系統，包括模擬量輸入電路、開關量輸入電路、數據采集與處理 單元、開關量輸出電路、本地人機接口、遠程通訊接口、電源管理系統，其 特征是所述的數據采集與處理單元采用DSP高速數字信號處理技術或高速 微控制器技術構成快速數據采集與處理單元，所述的開關量輸出電路中的分 合閘驅動電路采用電子式分合閘驅動電路代替傳統機械式觸點繼電器，并構 成開關量快速輸出電路。快速數據采集與處理單元采用高速DSP芯片TMS320F2812或高速微控 制器C8051F02X，連續采集交流輸入信號(每個周波都按同樣采樣點數采 樣)，并運用了半波對稱原理與遞推運算，在每個采樣點都計算提取出前半個 周波(10ms)時間內所需要的各種電氣特征量，從而縮短了故障電流測量與 發出保護控制信號的時間。開關量快速輸出電路的電子式分合閘驅動電路選用MOS大功率開關管。本實用新型通過采用DSP高速數字信號處理技術或高速微控制器技術 構成快速數據采集與處理單元，當故障電流大于電流定值時，其保護動作信 號的延時時間將小于10ms+20ms/每周波采樣點數，采用電子式分合閘驅動電 路代替傳統機械式觸點繼電器構成開關量快速輸出電路，使其分合閘延時時 間小于O.lms，從而縮短保護控制延時時間。該斷路器快速保護控制系統從 模擬量輸入電路出現故障電流到給出分閘驅動信號，最慢時只有10.4ms的延 時(當采樣點為64點時)。因此減少了電網故障電流的保持時間，能夠迅速 隔離故障，從而實現快速保護控制。
圖1為本實用新型原理框圖，包括模擬量輸入電路、開關量輸入電路、 快速數據采集與處理單元、開關量快速輸出電路、本地人機接口、遠程通訊 接口、電源管理系統等。圖2為本實用新型中電子式分合閘驅動電路原理框圖，即開關量快速輸 出電路原理框圖。
具體實施方式
結合附圖和實施例進一步說明本實用新型，如圖l所示模擬量輸入電 路將三相電壓與三相電流信號經過小CT、小PT隔離后，進行濾波處理，再 經過運放電路后送A/D 口；開關量輸入電路將開關量信號進行光電隔離、濾除干擾后送到快速數據采集與處理單元的I/O 口 ；本地人機接口包括LCD液 晶顯示器與鍵盤輸入，可在當地進行參數設置或觀察實時數據與故障記錄； 遠程通訊接口包括標準的RS232與RS485接口 ，可通過各種通訊介質與遠程 監控中心進行數據交換，進行參數設置或遠程監控；電源管理系統為斷路器 控制系統提供工作電源，并為操作機構提供大功率的操作電源；快速數據采 集與處理單元采用高速DSP芯片TMS320F2812或高速微控制器 C8051F02X，該芯片將程序存儲器、數據RAM、 ADC通道、采樣保持電路、 模擬開關、定時器等集成在一片芯片內，并具有豐富的接口。快速數據采集 與處理單元對三相電壓與三相電流信號的每個周波進行交流采樣，并在每次 采樣后計算提取出各種電氣特征量，根據保護的投退、動作的整定值等來確 定是否送出保護動作出口信號。由于快速數據采集與處理單元運用了半波對 稱原理與遞推運算，在每個采樣點都計算提取出前半個周波(10ms)時間內 所需要的各種電氣特征量，當故障電流等于電流定值時，其保護動作信號的 延時時間為(10ms+20ms/每周波采樣點數)；當故障電流大于電流定值時， 其保護動作信號的延時時間將小于(10ms+20ms/每周波采樣點數)。如圖2所示，開關量快速輸出電路用電子式分合閘驅動電路來代替傳統 的機械式觸點繼電器，Kl、 K2、 K3、 K4選用MOS大功率開關管，使其分 合閘延時時間小于O.lms，從而縮短保護控制延時時間。該斷路器快速保護 控制系統從模擬量輸入電路出現故障電流到給出分閘驅動信號，最慢時只有 10.4ms的延時(當采樣點為64點時)。因此減少了電網故障電流的保持時間， 能夠迅速隔離故障，從而實現快速保護控制。
權利要求1、 一種高壓斷路器快速保護控制系統，包括模擬量輸入電路、開關量輸 入電路、數據采集與處理單元、開關量輸出電路、本地人機接口、遠程通訊接口、電源管理系統，其特征是所述的數據采集與處理單元采用DSP高速數 字信號處理技術或高速微控制器技術構成快速數據采集與處理單元，所述的 開關量輸出電路中的分合閘驅動電路采用電子式分合閘驅動電路并構成開關 量快速輸出電路。
2、 根據權利要求1所述的高壓斷路器快速保護控制系統，其特征是快速 數據采集與處理單元采用高速DSP芯片TMS320F2812或高速微控制器 C8051F02X，并運用半波對稱原理與遞推運算，在每個采樣點都計算提取出 前半個周波時間內所需要的各種電氣特征量。
3、 根據權利要求1所述的高壓斷路器快速保護控制系統，其特征是開關 量快速輸出電路的電子式分合閘驅動電路選用MOS大功率開關管。
專利摘要本實用新型涉及一種高壓斷路器快速保護控制系統，屬于高壓開關保護控制系統技術領域，包括模擬量輸入電路、開關量輸入電路、數據采集與處理單元、開關量輸出電路、本地人機接口、遠程通訊接口、電源管理系統，主要特點是數據采集與處理單元采用DSP高速數字信號處理技術或高速微控制器技術構成快速數據采集與處理單元，開關量輸出電路采用電子式分合閘驅動電路代替傳統機械式觸點繼電器構成開關量快速輸出電路，本實用新型從模擬量輸入電路出現故障電流到給出分閘驅動信號，最慢時只有10.4ms的延時(當采樣點為64點時)，因此減少了電網故障電流的保持時間，能夠迅速隔離故障，從而實現快速保護控制。
文檔編號H02H3/00GK201038713SQ200720037710
公開日2008年3月19日 申請日期2007年5月18日 優先權日2007年5月18日
發明者芬 戴, 朱小平 申請人:揚州新概念電氣有限公司