數字式電動機保護裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種電動機保護裝置，特別是一種可防二次啟動數字式電動機保護裝置，屬于機電技術領域。包括電源電路、交流采樣電路、CPU、出口電路，MMI板，交流采樣電路通過串行總線與CPU連接，CPU與出口電路連接，出口電路連接操作機構。采用上述技術方案的本實用新型與現有技術相比，有益效果是：具有保護、測控、通訊功能，在電動機及其動力電纜發生故障時閉鎖電動機再次啟動的功能。
【專利說明】
數字式電動機保護裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種電動機保護裝置，特別是一種可防二次啟動數字式電動機保護裝置，屬于機電技術領域。
【背景技術】
[0002]目前，高壓電動機在國內外工礦企業應用廣泛，市場現有高壓電動機保護只是具有一般電動機保護功能，而10KV(6KV)電動機操作一般企業要求操作人員通過DCS系統或就地操作，當電動機啟動或運行過程中發生故障時，保護動作，電動機停止運行，但保護動作開關跳閘后，故障消失，電動機仍可再次啟動，而且，電動機操作人員不知道何種保護動作，有些操作人員認為未啟動、按鈕有問題或認為人為誤操作，為盡快啟動或快速恢復生產可能再次啟動電動機，因此，造成電動機毀壞或電氣系統的不穩定而擴大事故。
【實用新型內容】
[0003]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種數字式電動機保護裝置，采用如下技術方案:
[0004]一種數字式電動機保護裝置，字式電動機保護裝置，包括電源電路、交流采樣電路、CPU、出口電路和MMI板，交流采樣電路通過串行總線與CPU連接，CPU與出口電路連接，出口電路連接操作機構。
[0005]采用上述技術方案的本實用新型與現有技術相比，有益效果是:
[0006]具有保護、測控、通訊功能，在電動機及其動力電纜發生故障時閉鎖電動機再次啟動的功能。
[0007]進一步的，本實用新型的優化方案是:
[0008]交流采樣電路包括信號采集電路，信號采集電路與A/D轉換器連接，A/D轉換器與第一光電隔離電路連接，第一光電隔離電路與第一 CAN總線連接。
[0009]交流采樣電路還包括測頻回路，測頻回路與第二光電隔離電路連接，第二光電隔離電路與CPU連接。
[0010]信號采集電路包括線電壓UAB、UBC信號采集電路、兩相測量電流信號采集電路、兩相保護電流信號采集電路、一個零序電壓信號采集電路、一個零序電流信號采集電路。
[0011 ] CPU為嵌入式數字信號處理器。
[0012]CPU 通過 RS232 口與 MMI 板連接。
[0013]CPU與第五光電隔離電路連接，第五光電隔離電路通過第二 CAN總線與上位管理機連接。
[0014]出口電路包括輸出電路和輸入電路，輸出電路包括第四光電隔離電路和多路開關量輸出裝置，輸入電路包括第三光電隔尚電路和多路開關量輸入裝置。
[0015]第一 CAN總線與串行E2PROM連接。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的結構框圖。
[0017]圖2是負序電流速斷保護電原理圖。
[0018]圖中:CPUI;信號采集電路2;A/D轉換器3;第一光電隔離電路4;第一CAN總線5;測頻回路6;第二光電隔離電路7;串行E2PR0M 8;第三光電隔離電路9;多路開關量輸入裝置10;第四光電隔離電路11;多路開關量輸出裝置12;第五光電隔離電路13;MMI板14;第二 CAN總線15。
【具體實施方式】
[0019]本實施例包括電源電路、交流采樣電路、CPU 1、出口電路和MMI板14，交流采樣電路包括信號采集電路，信號采集電路與A/D轉換器連接，A/D轉換器與第一光電隔離電路4連接，第一光電隔離電路4與第一CAN總線5連接;第一 CAN總線與串行E2PROM連接。
[0020]交流采樣電路還包括測頻回路6，測頻回路6與第二光電隔離電路7連接，第二光電隔離電路7與CPUl連接。
[0021]信號采集電路包括線電壓UAB信號采集電話、線電壓UBC信號采集電路、兩相測量電流信號采集電路、兩相保護電流信號采集電路、一個零序電壓信號采集電路和一個零序電流?目號米集電路。
[0022]CPU I與出口電路連接，CPUl為嵌入式數字信號處理器，CPUl通過RS232口與MMI板連接。CPUl與第五光電隔離電路13連接，第五光電隔離電路13通過第二 CAN總線15與上位管理機連接。
[0023]出口電路包括輸出電路和輸入電路，輸出電路包括第四光電隔離電路11和多路開關量輸出裝置12，輸入電路包括第三光電隔尚電路9和多路開關量輸入裝置12。
[0024]出口電路連接操作機構。采用背插式結構，電源電路、交流采樣電路、CPUl、出口電路及操作箱各個功能單元做成插件。交流采樣電路上有來自測量CT的電流Iac、Icc;來自PT的電壓Uab、Ubc;同時還有3U0電壓、31電流及各相保護電流。這些模擬量輸入到交流采樣電路電壓互感器、電流互感器，目的是用于將二次交流信號(線電壓UAB、UBC，兩相測量電流、兩相保護電流、一個零序電壓、一個零序電流)隔離變換為小電流或小電壓信號，經調整后輸入到A/D(模數轉換電路)，這些數字量每周波采樣32點，運用付氏算法計算各電壓(電流)有效值，有用功率、無用功率及功率因數，并將這些數據經光電隔離電路通過CAN總線通訊管理單元，送至CPU，完成電動機啟動及運行過程中電氣參數的采集，其中電壓互感器(PT)2.5mA /2.5mA ;電流互感器(CT)采用穿心式，測量CT 5A/2.5mA，保護CT 5A/lmA。測頻回路6與第二光電隔離電路7連接，測頻信號經第二光電隔離電路7輸入到CPU I。
[0025]CPUl采用嵌入式數字信號處理器(DSP)構成簡潔高效的數據采集和處理系統；硬件具有兩級看門狗保證系統在異常時能及時復位;軟硬件自檢還能使系統在運行時保證各種參數完好無損；用具有多重寫閉鎖功能的串行E2PR0M (EEPR0M)8與第一CAN總線5連接，保存定值、系數和配置，確保這些參數不被誤修改而且能夠掉電保持;A/D轉器3采用帶多個通道的串行A/D，轉換精度為12位，轉換時間約lOys，系統用少數幾個通道做A/D自檢，其余通道用于對外部輸入量的模數轉換。
[0026]出口電路包括多路開關量輸入裝置10和多路開關量輸出裝置12。多路開關量輸入裝置10包括電度采集脈沖、斷路器工作狀態、斷路器壓力信號、事故總信號，多路開關量輸入裝置10經第三光電隔離電路9輸出到CPU I;多路開關量輸出裝置12的多個繼電器的控制信號均由第四光電隔離電路11驅動。出口電路接收CPU下發的命令并完成控制命令的輸出；向CPU I轉發操作箱的上傳信號(合/跳位);完成信號燈指示;放電。該插件有多個獨立的繼電器出口，可定義成出口結點或信號。放電繼電器的出口可與這些繼電器中的若干個實現聯動，裝置故障時該插件還可發故障信號并閉鎖跳/合閘操作。
[0027]CPUl通過RS232口與液晶MMI板14通訊，接收主系統的測量數據、開關量數據及各種故障告警信息供用戶瀏覽，同時用戶還可以通過二次編程調整系統開入量的去抖時間、修改電壓電流的變比、設置裝置的通訊地址、做遙控的傳動實驗、整定保護的定值、設置何種保護動作后防止電動機二次啟動和系統時間的調整等，增加了系統使用的靈活性。CPUI通過第二 CAN總線或以太網通訊還可與上位管理機交換數據。
[0028]操作箱插件接收來自出口插件的控制命令，完成操作機構的跳閘、合閘操作及防跳躍功能;采集并上發開關的合位/跳位信號;實現壓力異常告警及壓力降低閉鎖跳合閘功能；當保護因事故跳閘及開關偷跳時，操作箱發事故總信號;控制回路斷線后，發控制回路斷線信號。
[0029]電源插件采用220V交直流兩用的開關電源，可輸出+5V/3A、±12V/0.3A、+24V/
0.5A。其中+5V用于CPU系統、12V用于A/D采集部分、24V用于開入量和開出量的部分繼電器。
[0030]本實用新型的工作原理如下:
[0031]保護啟動
[0032]本保護啟動采用突變量啟動和有效值輔助啟動兩種方式。
[0033]突變量啟動判別每相電流采樣值的突變量，判據為:
[0034]Iqd= I |l(t)-1(t-T)1-1(t-T)-1(t_2T)| I 彡 Iqdset
[0035]Iqd為計算的啟動電流，Iqdset為啟動電流的定值。當任一相電流連續兩個采樣值的突變量大于啟動定值時，保護啟動并進入故障處理程序做故障計算判別。若無故障，10秒后整組復歸。若有故障，則保護跳閘，10秒后復歸。
[0036]保護還采用有效值作為輔助啟動判別量，以便在沒有明顯突變量情況下保護能可靠啟動。保護后啟動并通過故障處理程序進行故障計算判斷:若有故障，條件滿足則保護跳閘，動作后若故障消失則保護快速返回；若無故障，或條件不滿足，保護最多延時10秒后整組復歸。
[0037]負序電流速斷保護
[0038]圖2中KG1、KG2為控制字，跟據Iap和Icp計算出負序電流及正序電流分量，當負序電流大于定值時延時跳閘，負序電流速斷保護可通過修改軟件控制字投退，保護跳閘后可通過KG2控制字確定是否可以再次合閘。
[0039]其他保護與此相同。
[0040]以上所述僅為本實用新型較佳可行的實施例而已，并非因此局限本實用新型的權利范圍，凡運用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變化，均包含于本實用新型的權利范圍之內。
【主權項】
1.一種數字式電動機保護裝置，包括電源電路、交流采樣電路、CPU、出口電路，出口電路包括多路開關量輸入裝置和多路開關量輸出裝置，液晶MMI板，其特征在于:交流采樣電路通過串行總線與CPU連接，CPU與出口電路連接，出口電路連接操作機構。2.根據權利要求1所述的數字式電動機保護裝置，其特征在于:交流采樣電路包括信號采集電路，信號采集電路與A/D轉換器連接，A/D轉換器與第一光電隔離電路連接，第一光電隔離電路與第一 CAN總線連接。3.根據權利要求2所述的數字式電動機保護裝置，其特征在于:交流采樣電路還包括測頻回路，測頻回路與第二光電隔離電路連接，測頻信號經第二光電隔離電路輸入到CPU。4.根據權利要求2所述的數字式電動機保護裝置，其特征在于:信號采集電路包括線電壓UAB、UBC信號采集電路、兩相測量電流信號采集電路、兩相保護電流信號采集電路、一個零序電壓信號采集電路和一個零序電流信號采集電路。5.根據權利要求1所述的數字式電動機保護裝置，其特征在于:CPU為嵌入式數字信號處理器。6.根據權利要求1所述的數字式電動機保護裝置，其特征在于:CPU通過RS232口與MMI板連接。7.根據權利要求1所述的數字式電動機保護裝置，其特征在于:CPU與第五光電隔離電路連接，第五光電隔離電路通過第二 CAN總線與上位管理機連接。8.根據權利要求1所述的數字式電動機保護裝置，其特征在于:出口電路包括輸出電路和輸入電路，輸出電路包括第四光電隔尚電路和多路開關量輸出裝置，輸入電路包括第三光電隔離電路和多路開關量輸入裝置。9.根據權利要求1所述的數字式電動機保護裝置，其特征在于:第一CAN總線與串行E2PROM 連接。
【文檔編號】H02H7/08GK205681103SQ201620378130
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年4月29日 公開號201620378130.3, CN 201620378130, CN 205681103 U, CN 205681103U, CN-U-205681103, CN201620378130, CN201620378130.3, CN205681103 U, CN205681103U
【發明人】陳永順, 周愛存, 白軍同, 孫昌穩, 吳峰, 崔旸, 李俊猛, 張學輝
【申請人】唐山三友氯堿有限責任公司