CN101895085B - 一种供电线路保护装置及保护控制方法 - Google Patents

Abstract

一种供电线路保护装置，其供电线路检测电路、参数设定电路的信号输出端分别连接数据处理器供电线路检测信号输入端、参数设定输入端口，手动合闸控制电路、合闸遥控信号输入电路信号输出端均连接数据处理器的合闸信号输入端，手动分闸控制电路、分闸遥控信号输入电路信号输出端均接数据处理器的分闸信号输入端，合、分闸遥控信号输入电路由遥控器控制；数据处理器合闸信号输出端、分闸信号输出端分别对应连接合闸控制输出电路、分闸控制输出电路信号输入端，合闸控制输出电路、分闸控制输出电路信号输出端分别对应连接合闸脱扣器控制电路、分闸脱扣器控制电路的控制信号输入端。一种供电线路保护控制方法，对供电线路的保护控制更加精确、人性化。

Description

一种供电线路保护装置及保护控制方法

技术领域

本发明涉及用于供电线路上的保护装置及保护控制方法。

背景技术

配电自动化终端设备由于其特殊的运行环境，以及需要同时完成测量、故障检测、保护、遥控等多顶功能，对供电线路保护装置的硬件和软件设计提出了很高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供了一种供电线路保护装置及一种供电线路保护控制方法，所提供的供电线路保护装置可同时完成测量、故障检测、保护、遥控功能，所提供的供电线路保护控制方法，对供电线路的保护控制更加精确、人性化的。

一种供电线路保护装置，包括供电线路控制开关，供电线路控制开关包括合闸脱扣器、分闸脱扣器，其中该供电线路保护装置还包括数据处理器、供电线路检测电路、参数设定电路、手动合闸控制电路、手动分闸控制电路、遥控接收器、合闸遥控信号输入电路、分闸遥控信号输入电路、合闸控制输出电路、分闸控制输出电路、合闸脱扣器控制电路、分闸脱扣器控制电路，其中，供电线路检测电路、参数设定电路的信号输出端分别连接所述数据处理器的供电线路检测信号输入端、参数设定输入端口，手动合闸控制电路、合闸遥控信号输入电路的信号输出端均连接所述数据处理器的合闸信号输入端，所述手动分闸控制电路、分闸遥控信号输入电路的信号输出端均连接所述数据处理器的分闸信号输入端，合闸遥控信号输入电路、分闸遥控信号输入电路的信号输入端分别对应连接遥控接收器的合闸控制按键、分闸控制按键；所述数据处理器的合闸信号输出端、分闸信号输出端分别对应连接合闸控制输出电路、分闸控制输出电路的信号输入端，合闸控制输出电路、分闸控制输出电路分别对应控制合闸脱扣器控制电路、分闸脱扣器控制电路。

所述的供电线路保护装置，其中供电线路控制开关还包括开关辅助触点；该保护装置还包括供电线路控制开关辅助触点控制电路，该控制电路包括第一滤波器、第一光电隔离器，所述开关辅助触点的一端连接电源、另一端通过第一滤波器连接第一光电隔离器的信号输入端，第一光电隔离器信号输出端的第一端分两路，其第一路通过分压电路连接电源，其第二路连接所述数据处理器的供电线路控制开关辅助信号输入端，第一光电隔离器的信号输出端的第二端接地。

所述的供电线路保护装置，其中所述的手动合闸控制电路包括一常开开关、第二滤波器、第二光电耦合器，其中，该常开开关的一端连接电源、另一端通过第二滤波器连接第二光电耦合器的输入端，第二光电耦合器输出端的第一端连接电源，第二端连接所述数据处理器的合闸信号输入端；所述的手动分闸控制电路包括一常闭开关、第三滤波器、第三光电耦合器，其中，常闭开关的一端连接电源、另一端通过第三滤波器连接第三光电耦合器的输入端，第三光电耦合器输出端的第一端连接电源，第二端连接所述数据处理器的分闸信号输入端；

所述的合闸控制输出电路包括第一开关三极管、第一继电器，第一开关三极管的基极连接所述数据处理器的合闸信号输出端，第一开关三极管的集电极通过第一继电器的线圈连接电源，第一开关三极管的发射极接地；第一继电器的常开接点与所述合闸脱扣器串接于供电线路上；

所述的分闸控制输出电路包括第二开关三极管、第二继电器，第二开关三极管的基极连接所述数据处理器的分闸信号输出端，第二开关三极管的集电极通过第二继电器的线圈连接电源，第二开关三极管的发射极接地；第二继电器的常开接点与所述分闸脱扣器串接于供电线路上。

所述的供电线路保护装置，其中所述的供电线路检测电路包括与供电线路的各相线一一对应连接的电流互感器，各电流互感器的初级绕组分别与各对应相线连接，所述的供电线路检测电路还包括与各电流互感器一一对应、并连接于各对应电流互感器次级绕组的整流滤波稳压电路，各整流滤波稳压电路的信号输出端分别连接所述数据处理器供电线路检测信号输入端的对应相线检测信号输入端；所述各电流互感器以星型接法与供电线路各相线连接；

所述的参数设定电路包括过流定值设定单元、速断定值设定单元、零序电流定值设定单元、过流延时时间定值设定单元、重合次数设定单元、重合时间间隔参数设定单元，所述各设定单元的信号输出端分别连接所述数据处理器参数设定输入端口的过流定值设定输入端、速断定值设定输入端、零序电流定值设定输入端、过流延时时间定值设定输入端、重合次数设定输入端、重合时间间隔参数设定输入端。

所述的供电线路保护装置，其中所述的数据处理器采用单片机PIC16F887A。

一种供电线路保护控制方法，其中包括如下步骤：

1)系统初始化与A/D采样中断程序初始化；

2)判断是否发生A/D采样中断，若是，进入步骤5)；若否，进入步骤3)；

3)进入拨码开关状态读取程序，同时判断是否发生A/D采样中断，若是，进入步骤5)；若否，进入步骤4)；

4)进入开关控制程序，同时判断是否发生A/D采样中断，若是，进入步骤5)；若否，返回步骤2)；

5)进入A/D采样中断程序。

所述的供电线路保护控制方法，其中所述的A/D采样中断程序包括如下步骤：

51)、判断状态读取计数器的计数值是否为0，若否，状态读取计数器进行减1操作，然后进入步骤52)；若是，进入权利要求11的步骤3)；

52)、判断分闸时间计数器的计数值是否小于设置值，若是，分闸时间计数器进行加1操作，若否，进入步骤53)；

53)、判断合闸时间计数器的计数值是否小于设置值，若是，合闸时间计数器进行加1操作，若否，进入步骤54)；

54)、判断重合合闸时间计数器的计数值是否小于重合时间计数器的计数值，若是，重合合闸时间计数器进行加1操作，若否，进入步骤55)；

55)、判断重合分闸时间计数器的计数值是否小于过流延时设置值，若是，重合分闸时间计数器进行加1操作，若否，进入步骤56)；

56)、判断报警计数器的计数值是否大于0，若是，报警计数器进行减1操作，若否，进入步骤57)；

57)、依次对各供电相线实施采样。

所述的供电线路保护控制方法，其中所述的步骤57)中对各供电相线实施采样，其中，对每一相线供电相线实施采样都采用如下步骤：

571)、设置采样通道，进行A/D采样，将采集到的采样数据的值与累加数据的值相加，将相加结果保存到累积数据的存储位，覆盖掉累积数据的老数据；对采样数据存储位清零；

572)、进行采样次数判断，如果采样次数小于设置值，则退出A/D采样中断程序，返回A/D采样中断时主程序的中断点继续执行；如果采样次数等于设置值，判断等于设置值次数的采样是否是首个，若是，进入步骤573)，若否，进入步骤574)；

573)、把累加数据的值传送给对应中转数据，覆盖掉中转数据存储位的老数据；把累加数据存储位清零，采样次数加1；退出A/D采样中断程序，返回A/D采样中断时主程序的中断点继续执行；

574)、把累加数据、中转数据送到数据处理器进行有效值运算和存储；然后，把累加数据的值传送给对应中转数据，覆盖掉中转数据存储位的老数据；把累加数据存储位清零；退出A/D采样中断程序，返回A/D采样中断时主程序的中断点继续执行。

所述的供电线路保护控制方法，其中所述步骤3)中的拨码开关状态读取程序，具体包括如下步骤：

31)、判断状态读取时间计数器是否为0，若否，返回主程序继续执行；若是，进入步骤32)；

32)、对过流设定信号连续读取三次，将三次的读值进行比较，取读值相同的两次为过流定值变量的设置值；之后进入步骤33)；

33)、对速度电流设定信号连续读取三次，将三次读值进行比较，取读值相同的两次为速断定值变量的设置值；之后进入步骤34)；

34)、对零序电流设定信号连续读取三次，将三次读值进行比较，取读值相同的两次为零序电流定值变量的设置值；之后进入步骤35)；

35)、对过流延时设定信号连续读取三次，将三次读值进行比较，取读值相同的两次为过流延时变量的设置值；之后进入步骤36)；

36)、对重合次数设定信号连续读取三次，将三次读值进行比较，取读值相同的两次为重合次数变量的设置值；之后进入步骤37)；

37)、对重合间隔设定信号连续读取三次，将三次读值进行比较，取读值相同的两次为重合间隔变量的设置值；之后进入步骤38)；

38)、给状态读取时间计数器赋于状态读取周期设置值；返回主程序继续执行。

所述的供电线路保护控制方法，其中所述步骤4)中的开关控制程序包括如下步骤：

41)、首先读取供电线路控制开关的分合闸状态；若是分闸进入步骤42)；若是合闸，进入步骤47)；

42)、检测各相线对应采样信号的有效值是否大于过流定值，若是，发出分闸指令并闭锁报警；若否，进入步骤43)；

43)、检测供电线路控制开关是否有在合闸后2秒内又出现了分闸，若是，发出分闸指令并闭锁报警；若否，进入步骤44)；

44)、检测是否接收到合闸操作指令信号，若有，驱动供电线路控制开关的合闸脱扣器进行合闸操作，合闸时间计数器归零，重新开始累计合闸时间；若没有，进入步骤45)；

45)、检测重合标志位置，判断是否发生了重合，若没有发生重合操作，将第一次重合间隔时长的值赋给重合时间计数器，返回主程序继续执行；若接收到系统发出的重合指令，进入步骤46)；

46)、执行合闸操作，同时，判断重合合闸时间计数器的计数值是否小于重合时间计数器的计数值，若是，返回主程序继续执行，同时，重合合闸时间计数器继续累加计数；若否，发出合闸信号，重合合闸时间计数器、重合分闸计数器归零，重新开始累计；执行重合次数加1，把与执行重合次数变量对应的重合间隔时长的值赋予重合时间计数器，然后返回主程序继续执行；

47)、首先确认重合次数变量的值；接着，判断分闸时间计数器的计数值是否小于设置值，若是，进入步骤48)；若否，进入步骤49)；

48)、系统进入闭锁报警程序，周期性发出分闸操作指令，分闸时间计数器归零重新计数，返回主程序继续执行；

49)判断任一相线的A/D采样有效值是否大于等于速断定值，如是，系统进入闭锁报警程序，接着发出分闸操作指令，分闸时间计数器归零重新计数，返回主程序继续执行；若否，进入步骤410)；

410)、判断供电线路火线上的A/D采集有效值是否大于过流定值、判断供电线路零线上的A/D采集有效值是否大于零序电流定值：若判断得出前述任一为是，则进入步骤411)；若判断得出前述均为否，则进入步骤415)；

411)、判断重合分闸时间计数器的值是否大于过流延时设置值，若是，进入步骤412)；若否，进入步骤416)；

412)、执行分闸操作指令，重合合闸计数器归零、重合分闸时间计数器归零、分闸时间计数器归零；然后，判断执行重合次数变量的值是否等于重合次数变量的值，若是，进入步骤413)；若否，进入步骤414)；

413)、执行重合次数变量归零，系统进入闭锁报警程序，返回主程序继续执行；

414)、将重合标志置为正在执行重合操作的标志，返回主程序继续执行；

415)、重合分闸时间计数器归零，把重合间隔0的值传给重合时间计数器，然后进入步骤416)；

416)、判断有无分闸信号，若有分闸信号，进入步骤417)；若没有分闸信号，返回继续执行主程序；

417)、执行分闸操作，分闸时间计数器清零，给合闸时间计数器赋予3秒的值，返回继续执行主程序。

本发明采用上述技术方案将达到如下的技术效果：

本发明的供电线路保护装置，对数据处理器编程，可准确、快捷地对输入的信号进行处理、计算等并输出相应的控制信号，供电线路检测电路用于检测供电线路各相线的电流、电压等信息、参数设定电路可自由设定需要的限值，手动合闸控制电路、手动分闸控制电路可手动控制供电线路控制开关的合闸、分闸、遥控发射器、遥控接收器以及合闸遥控信号输入电路、分闸遥控信号输入电路可通过遥控远距离控制供电线路控制开关的合、分闸，综上可见，本发明的供电线路保护装置可同时完成测量、故障检测、保护、遥控功能；此外，本发明还可包括供电线路控制开关辅助触点控制电路，可进一步提高供电线路保护装置的检测准确度。本发明还提供了一种供电线路保护控制方法，本发明的供电线路保护控制方法实施后，对供电线路的保护控制相对现有技术中的保护控制方法更加精确、人性化。

附图说明

图1为本发明一种供电线路保护装置的电路原理图；

图2为图1所示供电线路保护装置中六个参数设定拨码开关的各拨码状态与相应设定参数的对照展示图。

图3为本发明一种供电线路保护控制方法的主程序流程图；

图4为图3所示主程序中A/D采样中断程序的流程图；

图5为图3所示主程序中拨码开关状态读取程序的流程图；

图6为图3所示主程序中开关控制程序的流程图；

图7为图6所示开关控制程序中闭锁报警程序的流程图。

具体实施方式

本发明一种供电线路保护装置，如图1所示的电路原理图，包括供电线路控制开关，供电线路控制开关包括合闸脱扣器J11、分闸脱扣器J12、辅助触点DL1，该供电线路保护装置还包括数据处理器U1(采用单片机PIC16F887A)、供电线路检测电路、参数设定电路、手动合闸控制电路、手动分闸控制电路、遥控发射器(图中未示出)、遥控接收器、合闸遥控信号输入电路、分闸遥控信号输入电路、合闸控制输出电路、分闸控制输出电路、供电线路控制开关辅助触点控制电路、合闸脱扣器控制电路、分闸脱扣器控制电路，其中，供电线路检测电路、参数设定电路的信号输出端分别连接所述数据处理器U1的供电线路检测信号输入端、参数设定输入端口，手动合闸控制电路、合闸遥控信号输入电路的信号输出端均连接所述数据处理器U1的合闸信号输入端，所述手动分闸控制电路、分闸遥控信号输入电路的信号输出端均连接所述数据处理器U1的分闸信号输入端，合闸遥控信号输入电路、分闸遥控信号输入电路的信号输入端分别对应连接遥控接收器的合闸控制按键、分闸控制按键；所述数据处理器U1的合闸信号输出端、分闸信号输出端分别对应连接合闸控制输出电路、分闸控制输出电路的信号输入端，合闸控制输出电路、分闸控制输出电路分别对应控制合闸脱扣器控制电路、分闸脱扣器控制电路。供电线路控制开关辅助触点控制电路的信号输出端连接所述数据处理器U1的供电线路控制开关辅助信号输入端。

本实施例供电线路保护装置的电源模块包括一交流变压器TF1，该交流变压器TF1的初级绕组用于连接在市电电源上，该交流变压器TF1的次级绕组先通过整流桥D10、滤波器C10、第一三端稳压器G1进行整流、滤波、稳压处理后，再由电容C11滤波即输出直流+12V电源；该直流12V电源再经第二三端稳压器G2稳压、电容C12滤波后输出+5V电源；+5V电源用于为数据处理器U1(单片机PIC16F887)、数据处理器U1的16M晶振U5、遥控接收器DZ1供电。

所述的手动合闸控制电路包括一常开开关S2、第二片状滤波器EMI2、第二光电耦合器U3，其中，该常开开关S2的一端连接+12电源、另一端通过第二片状滤波器EMI2连接第二光电耦合器U3的输入端，第二光电耦合器U3输出端的第一端连接+5V电源，第二端连接所述数据处理器U1的合闸信号输入端21脚。

所述的手动分闸控制电路包括一常闭开关S3、第三片状滤波器EMI3、第三光电耦合器U4，其中，常闭开关S3的一端连接+12V电源、另一端通过第三片状滤波器EMI3连接第三光电耦合器U4的输入端，第三光电耦合器U4输出端的第一端连接+5V电源，第二端连接所述数据处理器U1的分闸信号输入端22脚。

所述的合闸遥控信号输入电路包括第一二极管D7，该第一二极管D7的正极连接遥控接收器DZ1的合闸按键的信号输出端1脚上，该第一二极管D7的负极连接所述数据处理器U1的合闸信号输入端21脚。

所述的分闸遥控信号输入电路包括第二二极管D8，该第二二极管D8的正极连接遥控接收器DZ1的分闸按键的信号输出端4脚上，该第二二极管D8的负极连接所述数据处理器U1的分闸信号输入端22脚。

所述的合闸控制输出电路包括第一开关三极管Q1、第一继电器J1，第一开关三极管Q1的基极连接所述数据处理器U1的合闸信号输出端23脚，第一开关三极管Q1的集电极通过第一继电器J1的线圈连接+12V电源，第一开关三极管Q1的发射极接地；第一继电器J1的常开接点J1-1与所述合闸脱扣器J11串接构成合闸脱扣器控制电路，该合闸脱扣器控制电路用于串接在供电线路上。

所述的分闸控制输出电路包括第二开关三极管Q2、第二继电器J2，第二开关三极管Q2的基极连接所述数据处理器U1的分闸信号输出端24脚，第二开关三极管Q2的集电极通过第二继电器J2的线圈连接+12V电源，第二开关三极管的发射极接地；第二继电器J2的常开接点J2-1与所述分闸脱扣器J12串接构成分闸脱扣器控制电路，该分闸脱扣器控制电路用于串接在供电线路上。

所述的供电线路检测电路包括与供电线路(本实施例中供电线路为三线制电路)的A相、B相、C相三条相线一一对应连接的过流互感器T1、T3、T2，本实施例中，所述各过流互感器T1、T3、T2以星型接法与供电线路的A相、B相、C相连接：当A、B、C三相电流相等时，其三相电流矢量和为零，即流过T3的电流Io为零，当A、B、C三相电流不相等时，其三相电流矢量和产生一个不平衡电流，即有一个不平衡电流Io流过T3。电流互感器T1、T2、T3的次级绕组分明连接第一、第二、第三整流滤波稳压电路，各整流滤波稳压电路均相同，以第一整流滤波稳压电路为例，其由滤波器C1、整流桥D1、电容C4、电阻R1、电位器W3依次连接构成，其输出端连接所述数据处理器U1的2脚，第二、第三整流滤波稳压电路的输出端分别连接所述数据处理器U1的3、5脚。

所述的参数设定电路包括过流定值设定拨码开关BK1、速断定值设定拨码开关BK2、零序电流定值设定拨码开关BK3、过流延时时间定值设定拨码开关BK4、重合次数设定拨码开关BK5、重合时间间隔参数设定拨码开关BK6，所述过流定值设定拨码开关BK1的4、5、6脚连接所述数据处理器U1的过流定值设定输入端7、6、4脚；速断定值设定拨码开关BK2的4、5、6脚连接所述数据处理器U1的速断定值设定输入端10、9、8脚；零序电流定值设定拨码开关BK3的6、7、8、9、10脚分别对应连接所述数据处理器U1的零序电流定值设定输入端19、18、17、16、15脚；所述过流定值设定拨码开关BK1的1、2、3脚、所述速断定值设定拨码开关BK2的1、2、3脚、所述零序电流定值设定拨码开关BK3的1、2、3、4、5脚均连接于+5V直流电源上；所述过流延时时间定值设定拨码开关BK4的1、2、3、4脚分别对应连接所述数据处理器U1的40、39、38、37脚；所述重合次数设定拨码开关BK5的1、2脚分别对应连接所述数据处理器U1的36、35脚；所述重合时间间隔参数设定拨码开关BK6的1、2、3、4、5、6脚分别对应连接34、33、30、29、28、27脚；所述过流延时时间定值设定拨码开关BK4的5、6、7、8脚、所述重合次数设定拨码开关BK5的3、4脚、所述重合时间间隔参数设定拨码开关BK6的7、8、9、10、11、12脚均连接于+5V直流电源上。图2所示为上述六个参数设定拨码开关BK1、BK2、BK3、BK4、BK5、BK6的各拨码状态与相应设定参数之间的对照展示图，如需将过流定值设定拨码开关BK1设定为5A时，将由左到右顺序的三个拨码键分别对应下拨状态、下拨状态、上拨状态即可，其余不再一一详细赘述。

供电线路控制开关辅助触点控制电路包括第一片状滤波器EMI1、第一光电隔离器U2，所述开关辅助触点DL1的一端连接+12V电源、另一端通过第一片状滤波器EMI1连接第一光电隔离器U2的信号输入端，第一光电隔离器U2信号输出端的第一端分两路，其第一路通过分压电阻R10连接+5V电源，其第二路连接所述数据处理器U1的供电线路控制开关辅助信号输入端20脚，第一光电隔离器U2的信号输出端的第二端接地。

本实施例供电线路保护装置还包括复位电路，状态指示电路，所述复位电路包括一复位按键S1与两电阻R7、R8依次串接，电阻R8的自由端连接+5V电源，复位按键S1的自由端接地，两电阻R7、R8的中间接点连接所述数据处理器U1的复位端1脚，按键S1用于复位控制，(本实施例中，复位按键S1为常开按键，按下接通，松开断开)按下复位按键S1，数据处理器UI的1脚就得到一个低电位信号，数据处理器U1复位一次。

所述状态指示电路包括一分压电阻R15、一LED发光二极管LED1，发光二极管LED1的负极接地、正极通过电阻R15连接所述数据处理器U1的状态信号输出端口25脚。

电源接通后，本实施例供电线路保护装置进入工作状态，此时发光二极管LED1闪烁；通过拨码开关BK1、BK2、BK3、BK4、BK5、BK6设定需要的过流定值、速断定值、零序电流(小电流)定值、过流延时时间定值、重合次数、重合时间间隔。当供电线路控制开关处于分闸状态，此时供电线路控制开关的辅助触点DLI是断开的，光电耦合器U2处于截止状态，数据处理器U1的20脚是高电位，若需合闸，按遥控发射器合闸键，遥控接收器DZ1的1脚输出高电位，通过二极管D7输入到所述数据处理器U1的21脚(或接通合闸按钮S2，电流通过片状滤波器EMI2、电阻R11使光耦U3导通，通过电阻R12节点使数据处理器U1的21脚得到一个高电位)，这时数据处理器U1的合闸信号输出端23脚输出时长最长500ms的脉冲，通过电阻R17使三极管Q1导通，继电器J1动作，继电器触点J1-1闭合，合闸脱扣器J11得电动作，供电线路控制开关动作合闸，同时供电线路控制开关的辅助触点DL1接通，数据处理器U1的20脚由高电位变成低电位，这时数据处理器U1的23脚终止脉冲输出，供电线路控制开关合闸完成，供电线路接通；辅助触点DL1接通时，供电线路控制开关处在合闸状态，辅助触点DL1断开时，供电线路控制开关处在分闸状态；如果供电线路控制开关合闸不成功，则数据处理器U1的25脚输出信号驱动发光二极管LED1长亮以示警，再按遥控发射器或手动合闸按钮S2，数据处理器U1不响应，这样，就防止了由于供电线路控制开关的机械故障而发生的供电事故，同时避免由于供电线路控制开关机械故障造成合闸脱扣器长期通电烧毁和其他相关设备(如高压PT设备等)损坏，5分钟后告警自动解除，或按下复位按键S1解除告警。

当供电线路控制开关处于合闸状态，数据处理器U1的20脚是低电位，供电线路控制开关的辅助触点DL1是闭合状态，若需分闸，按遥控发射器分闸键或手动分闸按钮S3，数据处理器U1的22脚会得到一个高电位，这时数据处理器U1的24脚输出最长500ms的脉冲，通过电阻R18使三极管Q2导通，继电器J2动作，继电器触点J2-1闭合，分闸脱扣器J12得电动作，供电线路控制开关分闸，同时供电线路控制开关的辅助触点DL1断开，数据处理器U1的20脚由低电位变成高电位，这时数据处理器U1的24脚终止脉冲输出，分闸完成，供电线路停止供电；如果供电线路控制开关分闸不成功，数据处理器U1的24脚会继续发出脉冲，同时发光二极管LED1长亮以示警，防止由于供电线路控制开关机械故障(开关拒分)发生的供电事故，同时避免由于开关机械故障造成分闸脱扣器长期通电烧毁和其他相关设备(如高压PT设备)损坏，5分钟后告警自动解除，或按复位按键S1解除告警。

所述供电线路控制开关合闸即供电线路接通后，数据处理器U1的3路A/D转换端口2脚、3脚、5脚分别对过流互感器T1、T2、T3输出的电流Ia、Ic、Io分别经第一、第二、第三整流滤波稳压电路转换成的电压信号Ua、Uc、Uo进行数据采集。在每个周期(20ms)，三路A/D转换端口每路分别采集20个瞬时值为一组并进行平均运算(将采集的连续的20个数据相加再除以20)，每一路分别得到1个有效值，同时程序采用对每路A/D采样端所采得的20个瞬时值依次更新，20个瞬时值又分为2组，每得到10个新瞬时值就替换掉最前面的10个瞬时值，再对被更新后的20个数值进行运算，从而提高了实时准确度。同时执行程序周期性(180ms)对六个拨码开关BK1、BK2、BK3、BK4、BK5、BK6的设定输出信号以及数据处理器U1的20脚、21脚、22脚I/O管脚进行高低电位检测，从而判断各拨码开关所设置的功能、参数及开关状态、接收分、合闸指令；对以上各I/O管脚检测采取了3取2原则进行判断(是取三个中两个相同的值采用：如数据处理器U1的20、22脚均为高电平，即可判断供电线路控制开关处于分闸状态；如数据处理器U1的20、22脚均为低电平，即可判断供电线路控制开关处于合闸状态)，提高了本保护装置的抗干扰能力。同时采用了片状滤波器EMI1、EMI2、EMI3滤波和光耦U2、U3、U4进行光电隔离，可进一步降低干扰，提高本保护装置的抗干扰能力。为了保证得到更及时的电网的实时数值，我们采取了A/D采集与程序并行的方法，即A/D采集用中断的方式，无论何时、程序运行何处只要A/D采集时间到，立即产生中断进行A/D采集。

当供电线路控制开关合闸完成时，流经该开关A相的电流Ia经过过流互感器T1变换成交流电压信号，经电容C1滤去高次波和尖波经整流桥D1整流、电容C4滤波再经电阻R1、电位器W3限压得到直流脉动电压Ua；数据处理器U1的A/D转换端口2脚对该直流脉动电压Ua进行A/D采样，当采样值大于所设置的过流值时，进入过流延时程序，若在延时时间内的采集值均大于设置值，则数据处理器U1的24脚输出高电位，通过电阻R18使三极管Q2导通，继电器J2动作，继电器J2的触点J2-1闭合，分闸脱扣器J12得电动作，供电线路控制开关分闸，供电线路控制开关的辅助触点DL1断开，数据处理器U1的20脚得到高电位，数据处理器U1的24脚停止输出，从而使三极管Q2截止，继电器J2失电复位，保护动作完成。如果有一次至三次重合，则保护动作完成后经过重合间隔时间后，数据处理器U1的23脚输出高电位，通过三极管Q1、继电器J1使合闸脱扣器J11动作，供电线路控制开关合闸。供电线路控制开关合闸后，如果故障电流未消除，供电线路控制开关继续分闸，如此完成三次重合后故障仍未消除，则供电线路控制开关分闸，同时发光二极管LED1指示灯常亮，以示告警。本保护装置进入闭锁状态，这时无论遥控操作合闸还是手动操作合闸，本保护装置都不响应，这样避免了线路故障未消除又合闸送电事故。

本发明还提供了一种供电线路保护控制方法，其主程序如图3所示，包括如下步骤：

1)系统初始化与A/D采样中断程序初始化；(因为本系统的A/D采样是用中断的方式进行的，所以需要使用数据处理器U1的CCP2模块(CCP2模块是“输入捕捉/输出比较/脉冲宽度调节CCP(Capture/Compare/PWM)模块”)的主/从运行周期寄存器(CCPR2)产生的中断功能，主/从运行周期寄存器CCPR2是由两个8位寄存器即CCPR2L(低8位)和CCPR2H(高8位)组成的16位可编程的周期寄存器，主/从运行周期寄存器CCPR2是可读写寄存器，通过写入主/从运行周期寄存器CCPR2的值确定主/从运行周期寄存器CCPR2的周期(写入主/从运行周期寄存器CCPR2的值是程序工作运行前即设置好的，系统初始化时即完成)，当数据处理器U1的定时器TMR1(与系统时钟同步的一个计数器)的值与主/从运行周期寄存器CCPR2的值相等的时候，CCP2模块会发出一个触发信号(前提是CCP2模块的中断功能必须打开，即将CCP2IE的值设置成1，程序写入“CCP2IE＝1”的代码即表示打开CCP2模块的中断功能)，然后CCP2IF＝1，同时自动将TMR1清零，当CCP2IF＝1的时候说明数据处理器U1进入到了CCP2中断状态，数据处理器U1会自动停止当前的程序执行，转入到中断服务程序执行中断服务程序，在退出中断服务程序时程序须将CCP2IF的值设置为0，否则数据处理器U1会不停的无限循环执行中断服务程序；)

2)(打开CCP2中断功能，CCP2IE＝1)判断是否发生A/D采样中断，若是，进入步骤5)；若否，进入步骤3)；

3)进入拨码开关状态读取程序；同时，判断是否发生A/D采样中断，若是，进入步骤5)；若否，拨码开关状态读取程序完成后进入步骤4)；

4)进入开关控制程序；同时判断是否发生A/D采样中断，若是，进入步骤5)；若否，开关控制程序完成后返回步骤2)；

5)进入A/D采样中断程序；

图3主程序中所述的A/D采样中断程序的流程图如图4所示，包括如下步骤：

51)、判断状态读取计数器的计数值是否为0，若否，状态读取计数器进行减1操作，然后进入步骤52)；若是，进入权利要求11的步骤3所述的拨码开关状态读取程序)；

本实施例中，状态读取计数器Zttime的初始值设为1800(ms)，每次进入A/D采样中断服务程序状态读取计数器都自动减1(减去1ms，本实施例中，以1ms为一个计数单位)，当状态读取计数器的计数值为0时“拨码开关状态读取程序”开始执行，在拨码开关状态读取程序中给状态读取计数器赋值1800，从而使“拨码开关状态读取程序”每隔1800ms(毫秒)执行一次；

52)、判断分闸时间计数器的计数值是否小于设置值，若是，分闸时间计数器进行加1操作，若否，进入步骤53)；

本实施例中，分闸时间计数器FZtime的设置值(上限值)设为500，每次进入A/D采样中断服务程序，都判断分闸时间计数器的值是否小于500，只有当分闸时间计数器的值小于500时进行加1操作，否则执行排在后边的程序；(分闸时间计数器的设置值500是分闸时间计数器的上限值，当分闸时间计数器的值等于500时程序就停止对分闸时间计数器进行累加操作，防止时间计数器(16位计数器)的值过大溢出错误；因为分闸信号的周期为500mS，当前一个分闸操作过了500mS后还没分闸成功，则会有第二个分闸信号，所以分闸时间计数器最大为500即可)在执行分闸操作时数据处理器U1的24管脚输出高电位，将分闸时间计数器的值清0以便重新累加计数；通过判断分闸时间计数器的值来获取执行分闸操作已经有多长时间，来判断供电线路控制开关是否能正常分闸；

53)、判断合闸时间计数器的计数值是否小于设置值，若是，合闸时间计数器进行加1操作，若否，进入步骤54)；

本实施例中，合闸时间计数器Hztime的初始值设为2000，每次进入A/D采样中断服务程序，都判断合闸时间计数器的值是否小于2000，只有当合闸时间计数器的值小于2000时进行加1操作，否则执行排在后边的程序；(合闸时间计数器的值等于2000代表执行合闸操作已经有2秒钟)；在执行合闸操作时数据处理器U1的23管脚输出高电位，将合闸时间计数器的值清0以便重新开始累加计数；通过判断合闸时间计数器的值来获取执行合闸操作已经有多长时间，来判断这次合闸操作有无合闸到故障点；(当执行合闸操作之后2秒内如果系统出现故障分闸(过流或速断分闸)则说明“合闸到故障点”，合闸到故障点时，系统会发出闭锁报警警告，禁止一切合闸操作)

54)、判断重合合闸时间计数器的计数值是否小于重合时间计数器的计数值，若是，重合合闸时间计数器进行加1操作，若否，进入步骤55)；

重合合闸时间计数器CHHtime的初始值为重合间隔0(CHspac 0)的值，(本实施例中设有重合间隔0、重合间隔1、重合间隔2)，具体数值是由用户设置；每次进入A/D采样中断服务程序，都判断重合合闸时间计数器的值是否小于重合时间计数器的值(CHtime)(重合时间计数器的初始值也为重合间隔0(CHspac 0)的值，而且重合时间计数器的值会随着执行重合操作次数和用户设置的不同也有不同的值，具体请参考“开关控制程序”)，只有当重合合闸时间计数器的值小于重合时间计数器的值的时候才会对重合合闸时间计数器进行加1操作，否则执行排在后边的程序(重合合闸时间计数器的值等于重合时间计数器的值时，说明执行重合合闸操作的时间已经达到用户设置的重合合闸时间，之后如果电网还存在电流值达到保护值时，且重合次数没有执行完，则就再一次执行分闸操作)；当重合合闸操作指令(数据处理器U1的23管脚输出一个高电位)执行完之后将重合合闸时间计数器的值清0，以便其重新开始计数；通过判断重合合闸时间计数器的值来获取执行重合合闸操作已经有多长时间，为下一步的重合分闸操作做时间计数器(重合分闸：例如，如果用户设置的故障间隔时间(即过流延时)为900mS，则当重合合闸时间计数器的值为900的时候开始执行重合分闸操作；)

下边是假如电网电流值一直达到保护值不变，本产品重合次数设为3次的执行过程：分→合分→合分→合分→闭锁报警；

注：

55)、判断重合分闸时间计数器的计数值是否小于过流延时设置值，若是，重合分闸时间计数器进行加1操作，若否，进入步骤56)；

重合分闸时间计数器CHFtime的初始值为过流延时设置值(GLtime)，是用户设置的，数值范围在60ms到2000ms之间，每次进入A/D采样中断服务程序，都判断重合分闸时间计数器的值是否小于过流延时设置值；只有当重合分闸时间计数器的值小于过流延时设置值时才对重合分闸时间计数器进行加1操作，否则执行排在后边的程序；当重合分闸操作指令(数据处理器U1的24管脚输出一个高电位)执行完之后将重合分闸时间计数器清0，以便可以重新开始累加计数；通过判断重合分闸时间计数器的值来获取执行重合分闸操作已经有多长时间，为下一步的重合合闸操作做时间计数(即为下一次的分/合闸操作指令的延迟时间计数)；

56)、判断报警计数器的计数值是否大于0，若是，报警计数器进行减1操作，若否，进入步骤57)；

报警计数器BJtime的初始值设为0，每次进入A/D采样中断服务程序，都判断报警计数器的值是否大于0，若是，报警计数器进行减1操作；当报警计数器的值大于0时才对报警计数器进行减1操作，否则执行排在后边的程序；程序通过判断报警计数器的值来获取执行闭锁报警操作已经有多长时间，为下一步解除报警状态操作做时间计数器；当系统需要执行闭锁报警时，将赋给报警计数器一个300000(转换成毫秒后的5分钟的值)的值即可让闭锁报警程序执行闭锁报警操作；

57)、依次对各供电相线实施采样；

所述的供电线路保护控制方法，其中所述的步骤57)中对各供电相线实施采样，其中，对每一相线供电相线实施采样都采用如下步骤：

571)、设置采样通道，进行A/D采样，将采集到的采样数据的值与累加数据的值相加，将相加结果保存到累积数据的存储位，覆盖掉累积数据的老数据；对采样数据存储位清零；

572)、进行采样次数判断，如果采样次数小于设置值，则退出A/D采样中断程序，返回A/D采样中断时主程序的中断点继续执行；如果采样次数等于设置值，判断等于设置值次数的采样是否是首个，若是，进入步骤573)，若否，进入步骤574)；

573)、把累加数据的值传送给对应中转数据，覆盖掉中转数据存储位的老数据；把累加数据存储位清零，采样次数加1；退出A/D采样中断程序，返回A/D采样中断时主程序的中断点继续执行；

574)、把累加数据、中转数据送到数据处理器进行有效值运算和存储；然后，把累加数据的值传送给对应中转数据，覆盖掉中转数据存储位的老数据；把累加数据存储位清零；退出A/D采样中断程序，返回A/D采样中断时主程序的中断点继续执行。

具体到本实施例中，前面步骤57)中所述的“依次对各供电相线实施采样”具体如下：

一、设置A相线(火线一)的采样通道为AN0(数据处理器U1的第2管脚)、触发A/D采样(将ADGO置1)，等待A/D采样完成(A/D采样完成后，数据处理器U1将ADGO置0)；(ADGO是数据处理器U1的一个A/D转换启动控制位兼作状态位；ADGO＝1则启动A/D转换过程或表明A/D转换正在进行；ADGO＝0则A/D转换已经完成(数据处理器U1自动清0)或表示未进行A/D转换)；

二、将采集到的Ua数据(ADdatUa)与Ua累加数据(datUa)相加，结果保存到累加数据(datUa)：(datUa+ADdatUa＝datUa)，对ADdatUa清0；

三、设置C相线(火线二)的采样通道为AN1(数据处理器U1的第3管脚)、触发A/D采样(将ADGO置1)，等待A/D采样完成(ADGO＝0，A/D采样完成数据处理器U1自动将ADGO置0)；

四、将采集到的Uc数据(ADdatUc)与Uc累加数据(datUc)相加，结果保存到累加数据(datUc)：(datUc+ADdatUc＝datUc)，对ADdatUc清0；

五、设置B相线(零线)的采样通道为AN3(数据处理器U1的第5管脚，AN2管脚被设置过流定值的拨码开关占用)、触发A/D采样(将ADGO置1)，等待A/D采样完成(ADGO＝0，A/D采样完成数据处理器U1自动将ADGO置0)；

六、将采集到的Uo数据(AddatUo)与Uo累加数据(datUo)相加，结果保存到累加数据(datUo)：(datUo+ADdatUo＝datUo)，对ADdatUo清0；

七、进行采样次数判断：

8.1如果采样次数小于10，则退出中断，返回到程序中断点(A/D中断时执行程序的位置)从断点继续执行程序；

8.2如果采样次数等于10，则判断是否是首10次：

a)、如果是首10次，则把累加数据(datUa、datUc、datUo)的值分别传送给对应的中转数据(NdatUa、NdatUc、NdatUo)覆盖掉中转数据(NdatUa、NdatUc、NdatUo)的老数据；把累加数据(datUa、datUc、datUo)清0，采样次数置1；退出中断，返回到主程序中断点，从中断点继续执行主程序；

b)、如果不是是首10次，则把累加数据(datUa、datUc、datUo)和中转数据(NdatUa、NdatUc、NdatUo)送数据处理器U1进行有效值运算(因为本系统外围电路已经把外部电网的交流电流Ia、Ic、Io、转换成了相应的直流电压Ua、Ub、Uo进行A/D采样，所以有效值运算只需将累加数据和中转数据进行相加求平均值即可，如(datUa+NdatUa)/20；)；最后把累加数据(datUa、datUc、datUo)的值分别传送给对应的中转数据(NdatUa、NdatUc、NdatUo)覆盖掉中转数据(NdatUa、NdatUc、NdatUo)的老数据；把累加数据(datUa、datUc、datUo)清0；退出中断，返回到主程序中断点，从中断点继续执行主程序。

主程序中步骤3)所述的拨码开关状态读取程序的流程图如图5所示，具体包括如下步骤：(主程序部分只在A/D中断里对状态读取时间计数器ZTtime进行每次减1的操作，直至状态读取时间计数器ZTtime的值为0为止)

31)、首先判断状态读取时间计数器是否为0，若否，返回主程序继续执行；若是，进入步骤32)；

32)、对过流设定信号连续读取三次(对数据处理器U1的管脚4、6、7的电平连续读取三次)，将三次的读值进行比较，取读值相同的两次为过流定值变量的设置值(即3取2原则)；之后进入步骤33)；

33)、对速度电流设定信号连续读取三次(对数据处理器U1的管脚8、9、10的电平连续读取三次)，将三次读值进行比较，取读值相同的两次为速断定值变量的设置值；之后进入步骤34)；

34)、对零序电流设定信号连续读取三次(对数据处理器U1的管脚15、16、17、18、19的电平连续读取三次)，将三次读值进行比较，取读值相同的两次为零序电流定值变量的设置值；之后进入步骤35)；

35)、对过流延时设定信号连续读取三次(对数据处理器U1的管脚40、39、38的电平连续读取3次)，将三次读值进行比较，取读值相同的两次为过流延时变量的设置值；之后进入步骤36)；

36)、对重合次数设定信号连续读取三次(对数据处理器U1的管脚36、35的电平连续读取3次)，将三次读值进行比较，取读值相同的两次为重合次数变量的设置值；之后进入步骤37)；

37)、对重合间隔设定信号连续读取三次(对数据处理器U1的管脚34、33、30、29、28、27的电平连续读取3次)，将三次读值进行比较，取读值相同的两次为重合间隔变量的设置值；之后进入步骤38)；

38)、给状态读取时间计数器赋于状态读取周期设置值(1800)；返回主程序继续执行。

图6为图3所示主程序中开关控制程序的流程图，具体包括如下步骤：

41)、首先读取供电线路控制开关的分合闸状态；若是分闸进入步骤42)；若是合闸，进入步骤47)；

42)、检测各相线对应采样信号的有效值是否大于过流定值，若是，发出分闸指令并闭锁报警；若否，进入步骤43)；

这里是检测各通道(Ia、Ic、Io)的A/D采集有效值是否大于0.3A(判断被检测端是否有有效的电流值)；这里所述的分闸指令只包括因电流过大或故障造成的分闸指令，不包括人为的遥控或手动发出的分闸指令；此外，从数据处理器U1发出分闸指令时开始由分闸时间计数器对分闸时间累计，分闸时间累计的结束是看分闸时间计数器(FZtime)的值是否达到上限值；

43)、检测供电线路控制开关是否有在合闸后2秒内又出现了分闸，若是，发出分闸指令并闭锁报警；若否，进入步骤44)；

这里检测合闸时间是否小于等于2秒是因为产品有“合闸到故障点”(即当检测到供电线路控制开关从断开(OFF)变为闭合(ON)时在2秒内如果出现“故障分闸”(即只包括因电流过大或故障造成的分闸指令，若当前电网的采样电流超出所设置的保护电流值，在合闸后不超过2秒又出现故障分闸，这里的分闸不包括人为的遥控或手动发出的分闸指令)则说明这个合闸操作刚好处在故障点上，则系统报警且进入到闭锁状态，避免在未消除故障时，再次进行合闸或重合闸操作，从而造成更大的供电事故；因此分闸状态下还要判断是不是有“合闸到故障点”出现的分闸状态；同样是分闸状态，产生的原因不同，对应的程序控制也不同；检测合闸时间，是通过判断合闸时间计数器(HZtime)的值来进行检测，合闸时间计数器的累加操作步骤也是在A/D采集中断服务程序里进行的；

如果在2秒内系统合闸之后又分闸(不包括手动或遥控分闸，仅指速断或过流造成的分闸，系统进入闭锁报警程序(禁止一切合闸操作)；

44)、检测是否接收到合闸操作指令信号，若有，驱动供电线路控制开关的合闸脱扣器进行合闸操作，合闸时间计数器归零，重新开始累计合闸时间；若没有，进入步骤45)；

这里检测有无合闸信号是指检测是否有由外部人工手动或遥控发出的合闸指令，如果有则由数据处理器U1的23管脚发出合闸信号驱动外部电路进行合闸操作，合闸时间计数器归零重新开始累加合闸时间；此外，本系统里还有一种程序自动重合部分的合闸，即过流故障分闸后程序根据设置的重合参数进行相应的延时时间后进行合闸操作)；

45)、检测重合标志位置，判断是否发生了重合，若没有发生重合操作，将第一次重合间隔时长的值赋给重合时间计数器，返回主程序继续执行；若接收到系统发出的重合指令，进入步骤46)；

重合只有“过流故障分闸”(电网电流达到过流保护值进行的分闸操作)一种情况下发生。

如果没有发生重合，把重合间隔0的值赋给重合时间，然后返回程序循环。(“重合间隔0”指的是分闸操作后到第一次重合合闸操作的时间间隔；把重合间隔0的值赋给重合时间，则下次进行重合合闸操作的延后时间就是重合间隔0的时间，即第一次重合合闸操作的时间间隔(因为执行重合合闸操作的次数不同需要延后的时间也不同)；

重合标志位置CHtag只有0和1两种状态，即重合标志位置CHtag为0时是没发生重合操作，重合标志位置CHtag为1系统已经发生了重合操作，且现在还正处在重合操作状态内；重合主要在供电线路控制开关闭合状态且发生了过流分闸的情况下，重合执行次数(ZCHnum)不等于重合次数(CHnum)时触发，在电网电流值达到用户设置的过流保护值(过流定值的设置值GLnum)的时候延后一段时间(长短可以设置)如果电网电流值一直没有回落到小于过流保护值，则进行分闸，之后再延后一段时间(长短可以设置)程序自动进行合闸操作，这就是重合的具体操作；重合操作可以有效消除电网因为干扰或合闸涌流(供电线路控制开关分合闸时电网电流出现的一种瞬时且幅度很大的波动)引起的误动作，自动合闸可以使产品更人性化，符合配电自动化的要求；此外，后面出现的重合间隔计数器是累计进入重合状态后从分闸开始到程序自动进行合闸操作的这个过程的时间间隔(长短可以设置)；重合时间计数器的值决定了程序自动进行重合合闸操作需要延后的时间(从过流故障分闸开始算)；重合执行次数计数器ZXnum是指系统已经执行了重合合闸操作的次数；重合次数CHnum是个设置值；重合执行次数不等于重合次数”指的是现在系统执行的合闸操作次数还没有达到用户所设置的值(用户所设置的值是允许本产品执行的最高重合次数；重合执行次数不等于重合次数说明本产品执行重合操作次数还没达到所设置的最高值)；

46)、执行合闸操作，同时，判断重合合闸时间计数器的计数值是否小于重合时间计数器的计数值，若是，返回主程序继续执行，同时，重合合闸时间计数器继续累加计数；若否，发出合闸信号，重合合闸时间计数器、重合分闸计数器归零，重新开始累计；执行重合次数加1，把与执行重合次数变量对应的重合间隔时长的值赋予重合时间计数器，然后返回主程序继续执行；

重合合闸时间计数器是执行重合合闸操作的一个计数器(CHHtime)，重合合闸时间计数器的值是是否执行下一次重合合闸操作的依据，只有当它的值大于等于重合时间计数器(CHtime)的值才执行重合合闸操作；合闸时间计数器(HZtime)是指只要系统有合闸指令发出即数据处理器U1的23管脚有高电位输出就开始计时，指所有的合闸也包括重合合闸在内；重合合闸时间计数器(CHHtime)是仅当系统发生重合合闸操作的时候才计数；合闸时间计数器(HZtime)是用来衡量电网的故障状态的，而重合合闸时间计数器(CHHtime)是为下一次重合合闸操作的时间而计量的。在合闸状态进行过流分闸操作时重合合闸时间计数器CHHtime归零开始计时；根据执行重合次数的值来确定重合时间计数器与重合间隔所对应的值，重合时间计数器初始值为重合间隔0的值，当执行第1次重合合闸操作的时候需要延迟“重合间隔0”(用户设置值)的时间；当执行第2次重合合闸操作的时候需要延迟“重合间隔1”(用户设置值)的时间；当执行第3次重合合闸操作的时候需要延迟“重合间隔2”(用户设置值)的时间，而且重合间隔0、重合间隔1、重合间隔2的值是用户设置的也不相同，所以执行相对应的操作就要对应的间隔延后时间)；

如果重合合闸时间小于重合时间，则说明下一次的重合合闸操作时间还没有到，不执行重合合闸操作返回主程序继续执行，重合合闸时间(CHHtime)的累加操作是在A/D采集中断服务程序里进行每毫秒加1。如果重合合闸时间不小于重合时间，则说明下一次的重合合闸操作时间已经到，立即由数据处理器U1的23管脚发出合闸信号驱动外部电路进行合闸操作。

重合合闸时间计数器与重合分闸时间计数器(CHFtime)(重合分闸时间计数器是累计在系统进入重合状态当发生“过流故障分闸操作”时开始计时，直到重合合闸操作完成后计时结束。重合分闸时间计数器(CHFtime)是确定重合分闸操作时间的计数器，其的累加操作是在A/D采集中断服务程序里边进行每毫秒加1。

执行重合次数指的是当前的重合操作是第几次重合，本实施例中，将重合间隔设为0个间隔、1个间隔、2个间隔，即有1次、2次、3次的重合，而且次数和重合间隔都是用户根据情况来设置不同的值，例如“重合间隔0用户可以设置100mS(毫秒)、200mS(毫秒)、300mS(毫秒)、400mS(毫秒)”的值，程序需是动态判断的。

47)、首先确认重合次数变量的值；接着，判断分闸时间计数器的计数值是否小于设置值，若是，进入步骤48)；若否，进入步骤49)；

本实施例中，分闸时间计数器的设置值为500(毫秒)，从系统发出分闸指令即数据处理器U1的第24管脚输出高电位开始，分闸时间计数器FZtime开始计时)；如果分闸时间大于500毫秒则说明系统没有故障，进入步骤49)；

48)、系统进入闭锁报警程序，周期性发出分闸操作指令，分闸时间计数器归零重新计数，返回主程序继续执行；

如果分闸时间小于500毫秒，则说明供电线路控制开关不能分闸处于拒分状态，系统进入闭锁报警程序(禁止一切合闸操作)。周期性发出分闸操作指令，分闸时间计数器归零重新计时，返回主程序继续执行；

49)判断任一相线的A/D采样有效值是否大于等于速断定值，如是，系统进入闭锁报警程序，接着发出分闸操作指令，分闸时间计数器归零重新计数，返回主程序继续执行；若否，进入步骤410)；

如果A/D采集有效值大于等于速断定值，则说明实时电路的电流已经达到所设置的速断电流值了，系统进入闭锁报警程序(禁止一切合闸操作)，发出分闸操作，分闸时间归零重新计时，返回程序循环；

410)、判断供电线路火线上的A/D采集有效值是否大于过流定值、判断供电线路零线上的A/D采集有效值是否大于零序电流定值：若判断得出前述任一为是，则进入步骤411)；若判断得出前述均为否，则进入步骤415)；

如果A/D采集Ia、Ic有效值大于等于过流定值，或者Io有效值大于等于零序定值(只有1个发生就成立)，则说明实际电网的电流值有达到所设置的过流定值的电流；

411)、判断重合分闸时间计数器的值是否大于过流延时设置值，若是，进入步骤412)；若否，进入步骤416)；

412)、执行分闸操作指令，重合合闸计数器归零、重合分闸时间计数器归零、分闸时间计数器归零；然后，判断执行重合次数变量的值是否等于重合次数变量的值，若是，进入步骤413)；若否，进入步骤414)；

413)、执行重合次数变量归零，系统进入闭锁报警程序，返回主程序继续执行；

414)、将重合标志置为正在执行重合操作的标志，返回主程序继续执行；

执行重合次数是指，当前执行的操作是属于第几次重合操作；重合次数是用户设置值，是允许系统总共进行重合操作的次数，包括重合与重分操作)；重合标志CHtag只有0和1两种状态，即CHtag为0是没发生“重合”操作，CHtag为1是系统已经发生了“重合”操作，且现在还正处在重合操作状态内；

415)、重合分闸时间计数器归零，把重合间隔0的值传给重合时间计数器，然后进入步骤416)；

如果A/D采集Ia、Ic有效值都小于过流定值，并且Io有效值也小于零序定值(小电流定值)，说明电网系统实时电流值没有超过设定过流定值和零序定值(小电流定值)，则重合分闸时间归零、把重合间隔0的值传送给重合时间；

416)、判断有无分闸信号，若有分闸信号，进入步骤417)；若没有分闸信号，返回继续执行主程序；

417)、执行分闸操作，分闸时间计数器清零，给合闸时间计数器赋予3秒的值，返回继续执行主程序；

如果有分闸信号，则执行分闸操作、分闸时间计数器清零，给合闸时间计数器(HZtime)1个3秒的值(该合闸时间计数器的累计时间是用于判断在合闸3秒内是否有分闸指令发送来，这里由于是累计由操作人员手动频繁发出的合分闸指令，不是电网出现故障，所以系统不能报警，避免在三秒每因外部人工频繁手动分合闸时系统进入分闸状态的。因为当前供电线路控制开关是处于闭合状态，不管数据处理器有没有合闸指令，只要有有分闸信号，系统都会执行分闸操作，分闸时间计数器清零主要是用于检测供电线路控制开关有没有有效的执行分闸指令，如果分闸指令发出而供电线路控制开关在设定的时间内没有完成分闸动作，则说明供电线路控制开关已经损毁或出现了拒分状态，此时须报警。

前面所述闭锁报警程序的流程图如图7所示，具体步骤如下：

1、先判断报警计时器是否等于0：

1.1如果计时器等于0，则说明系统没有出现闭锁报警，打开数据处理器U1的21管脚(合闸信号输入端)输入和23管脚(合闸信号输出端)输出功能，使25管脚(数据处理器U1的状态信号输出端)输出周期为500mS(毫秒)的方形波；返回到开关控制程序继续运行；

1.2如果报警计时器(BJtime)不等于0，关闭21管脚的输入和23管脚的输出功能，使25管脚输出高电平；进入A/D采样中断程序，对报警计时器减1的递减计数(直至报警计时器(BJtime)值为0为止，报警计时器(BJtime)值为0时是结束报警)；返回到开关控制程序继续运行。

如果系统需要进入闭锁报警，(系统进入闭锁报警程序一共有：拒分报警、速断报警、重合结束故障未解除报警、合闸到故障点报警四种情况)只需把计时器赋上300000的值即可进入闭锁报警程序。

其中：

1、拒分报警：当发出分闸指令(即数据处理器U1的24脚(分闸信号输出端)发出周期为500mS(毫秒)的高电位的脉冲信号)后，如果在该500mS之内供电线路控制开关没有有效的从合闸状态切换到分闸状态，则判断为供电线路控制开关拒分，进入拒分报警状态。(因为本系统的报警状态都是使工作指示灯常亮，禁止一切合闸操作，而且都是5分钟后自动解除。所以虽然报警的名字不一样但是调用的是同一个报警程序。)

2、速断报警：当电网的电流值达到用户设置的“速断保护”设置值的时候，系统立即发出分闸指令(即数据处理器U1的24脚发出周期为500mS(毫秒)的高电位的脉冲信号)，进入速断报警状态。

3、重合结束故障未解除报警：当系统执行完了用户所设置的重合次数后，供电线路控制开关依然被因过流故障而分闸的时候进入重合结束故障未解除报警。

4、合闸到故障点报警：即当检测到供电线路控制开关从OFF(断开)变为ON(闭合)时在2秒内如果出现“故障分闸”(即只包括因电流过大或故障造成的分闸指令，不包括人为的遥控或手动发出的分闸指令)则说明这个合闸操作刚好处在故障点上，则系统进入合闸到故障点报警状态，避免在未消除故障时，再次进行合闸或重合闸操作，从而造成更大的供电事故。

Claims (5)

1.一种供电线路保护装置，包括供电线路控制开关，供电线路控制开关包括合闸脱扣器、分闸脱扣器，其特征在于：该供电线路保护装置还包括数据处理器、供电线路检测电路、参数设定电路、手动合闸控制电路、手动分闸控制电路、遥控接收器、合闸遥控信号输入电路、分闸遥控信号输入电路、合闸控制输出电路、分闸控制输出电路、合闸脱扣器控制电路、分闸脱扣器控制电路，其中，供电线路检测电路、参数设定电路的信号输出端分别连接所述数据处理器的供电线路检测信号输入端、参数设定输入端口，手动合闸控制电路、合闸遥控信号输入电路的信号输出端均连接所述数据处理器的合闸信号输入端，所述手动分闸控制电路、分闸遥控信号输入电路的信号输出端均连接所述数据处理器的分闸信号输入端，合闸遥控信号输入电路、分闸遥控信号输入电路的信号输入端分别对应连接遥控接收器的合闸控制按键、分闸控制按键；所述数据处理器的合闸信号输出端、分闸信号输出端分别对应连接合闸控制输出电路、分闸控制输出电路的信号输入端，合闸控制输出电路、分闸控制输出电路分别对应控制合闸脱扣器控制电路、分闸脱扣器控制电路。

2.如权利要求1所述的供电线路保护装置，其特征在于：供电线路控制开关还包括开关辅助触点；该保护装置还包括供电线路控制开关辅助触点控制电路，该供电线路控制开关辅助触点控制电路包括第一滤波器、第一光电隔离器，所述开关辅助触点的一端连接电源、另一端通过第一滤波器连接第一光电隔离器的信号输入端，第一光电隔离器信号输出端的第一端分两路，其第一路通过分压电路连接电源，其第二路连接所述数据处理器的供电线路控制开关辅助信号输入端，第一光电隔离器的信号输出端的第二端接地。

3.如权利要求1或2所述的供电线路保护装置，其特征在于：所述的手动合闸控制电路包括一常开开关、第二滤波器、第二光电耦合器，其中，该常开开关的一端连接电源、另一端通过第二滤波器连接第二光电耦合器的输入端，第二光电耦合器输出端的第一端连接电源，第二端连接所述数据处理器的合闸信号输入端；所述的手动分闸控制电路包括一常闭开关、第三滤波器、第三光电耦合器，其中，常闭开关的一端连接电源、另一端通过第三滤波器连接第三光电耦合器的输入端，第三光电耦合器输出端的第一端连接电源，第二端连接所述数据处理器的分闸信号输入端；

所述的合闸控制输出电路包括第一开关三极管、第一继电器，第一开关三极管的基极连接所述数据处理器的合闸信号输出端，第一开关三极管的集电极通过第一继电器的线圈连接电源，第一开关三极管的发射极接地；第一继电器的常开接点与所述合闸脱扣器串接于供电线路上；

所述的分闸控制输出电路包括第二开关三极管、第二继电器，第二开关三极管的基极连接所述数据处理器的分闸信号输出端，第二开关三极管的集电极通过第二继电器的线圈连接电源，第二开关三极管的发射极接地；第二继电器的常开接点与所述分闸脱扣器串接于供电线路上。

4.如权利要求1或2所述的供电线路保护装置，其特征在于：所述的供电线路检测电路包括与供电线路的各相线一一对应连接的电流互感器，各电流互感器的初级绕组分别与各对应相线连接，所述的供电线路检测电路还包括与各电流互感器一一对应、并连接于各对应电流互感器次级绕组的整流滤波稳压电路，各整流滤波稳压电路的信号输出端分别连接所述数据处理器供电线路检测信号输入端的对应相线检测信号输入端；所述各电流互感器以星型接法与供电线路各相线连接；

所述的参数设定电路包括过流定值设定单元、速断定值设定单元、零序电流定值设定单元、过流延时时间定值设定单元、重合次数设定单元、重合时间间隔参数设定单元，所述各设定单元的信号输出端分别连接所述数据处理器参数设定输入端口的过流定值设定输入端、速断定值设定输入端、零序电流定值设定输入端、过流延时时间定值设定输入端、重合次数设定输入端、重合时间间隔参数设定输入端。

5.如权利要求1或2所述的供电线路保护装置，其特征在于：所述的数据处理器采用单片机PIC16F887A。

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