CN201075665Y - 具有交直流通用和检同期功能的保护测控装置 - Google Patents

Abstract

具有交直流通用和检同期功能的保护测控装置，属电力系统继电保护装置技术领域。其技术要点是：处理器(DSP)的A/D采集端口连接由断路器两端分别经电压互感器采集的信号，一路通过处理器的AD转换，得到电压的有效值，经过计算得到压差，另一路经过比较器输入到处理器的外部中断口，通过软件中断处理可得到信号的频率和相差，当用在环网供电时，同时需合断路器时，判断是否满足合闸同期条件，如果满足合闸，否则禁止合闸。装置的操作单元交直流通用是通过二极管整流实现，当控制电源是交流时，当跳/合闸命令启动后，交流信号通过二极管整流桥，由于二极管的箝位特性，保证合闸/跳闸保持继电器始终带电，最终实现了装置对断路器的安全可靠的控制操作。

Description

具有交直流通用和检同期功能的保护测控装置

技术领域

本实用新型涉及一种电力系统继电保护装置，特别是一种具有交直流通用和检同期功能的保护测控装置。

背景技术

目前电力系统继电保护装置，通过装置中的操作单元来实现对断路器的操作控制，从而实现对一次电力设备的保护控制。通常装置的操作单元是在一直流电源的回路上分别将跳/合闸触点与跳/合闸保持继电器及跳/合闸线圈串连，从而实现跳/合闸的操作控制。通常保护装置的跳/合闸保持继电器使用的是直流电源，所以如果操作控制电源变成交流电源时，该继电器就不能可靠地工作。同时，现有针对环网供电的开关合闸，通常采用模拟同期继电器和专用微机准同期装置来实现。但是，同期继电器既显示不准确，又容易老化；而专用的微机准同期装置则价格昂贵，且安装接线调试比较复杂。因此，针对环网供电，目前保护装置都不具有检同期合闸的功能，从而影响电网的安全性和自动化运行的程度。

发明内容：

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术之不足，提供一种具有交直流通用和检同期功能的保护测控装置。

其技术方案是：一种具有交直流通用和检同期功能的保护测控装置，包括处理器、电压互感器和跳/合闸、跳/合闸保持继电器，其特征在于：所述的电压互感器为两路，断路器两端分别与两路一次电压互感器的初级线圈连接，其次级线圈分别与二次电压互感器的初级线圈连接，二次电压互感器的次级线圈，一端与由装置提供的基准电压连接，另一端分别经过磁珠后分成两路：一路通过由二极管构成的箝位电路和分压电路与处理器的A/D采集端口连接，另一路分别与比较器的一输入端连接，比较器的输出端与处理器的外部中断输入口连接；处理器的I/O端口分别与光电耦合器的发光体负极连接，光电耦合器的输出端与跳/合闸继电器的线圈连接，跳/合闸继电器的一触点与操作电源的一端连接，另一触点与一桥式整流器连接，桥式整流器的输出端与跳/合闸的线圈连接，跳/合闸线圈的另一端与操作电源的另一端连接；桥式整流器有一公用桥，该公用桥由多个正向串接的二极管构成，其前端正向串接的两个二极管的接点连接处与末端正向串接的两个二极管的接点连接处，分别接入跳/合闸保持继电器线圈的两端。

其技术效果是：本保护测控装置由于实时采集断路器开关两端相电压的幅值、频率、相位等信息进行同期比较决定是否合闸，当需要开关合闸时，装置自动判断同期条件是否满足，满足同期条件时则允许合闸，否则禁止合闸。因此，它解决了厂矿、铁路系统环网供电及电厂发电并网时两线路的同期比较，大大提高了电网的安全性和自动化运行的程度。同时，断路器操作回路利用二极管单向导电性能，实现了跳/合闸交直流通用的功能；且由于二极管对电压的箝位特性，使得跳/合闸电流大小不影响跳/合闸保持继电器正常工作，从而保证了在跳/合闸期间跳/合闸保持继电器一直带电。该装置通用性强，适用面广，且经济和简单，对各种运行方式的变电站、配电站均能适用。

附图说明

图1为本实用新型电原理图。

具体实施方式

如图1所示，保护测控装置中的采集断路器两端的电压信号，其中断路器一端连接第一路一次电压互感器的初级线圈，其次级线圈与二次电压互感器的初级线圈连接，二次电压互感器HG2的次级线圈，一端与由装置提供的基准电压连接，另一端经过磁珠T1后分成两路：一路通过由二极管D1、D2、D5构成的箝位电路和由电阻R1、R3构成的分压电路与处理器DSP的A/D采集端口ADCINAO连接，用来计算检同期需要的压差。处理器采用TMS320F2812作为主控DSP芯片。另一路与比较器U4A的输入端连接，比较器的另一输入端比较基准电压(模拟供电电压)由电阻R4和R15分压得到。比较器的输出端与处理器的外部中断输入口XINT1连接。用来计算电压的频率和相位差。

为了防止装置外部过电压，二次电压互感器的输出端，并联有双向TVS二极管。

断路器另一端连接的第二路信号采集、处理、测控电路的连接与上述的第一路信号采集、处理、测控电路相同，在此不再赘述。

处理器的I/O端口与光电耦合器U1的发光体负极连接，光电耦合器的输出端与合闸继电器HCJ的线圈连接，合闸继电器的触点4与操作电源CZDY的一端连接，另一触点8与一桥式整流器连接，桥式整流器的输出端与合闸HC线圈连接，合闸线圈的另一端与操作电源的另一端连接；桥式整流器有一公用桥，该公用桥由多个正向串接的二极管D16-D25构成，其前端正向串接的两个二极管D16和D17的接点连接处与末端正向串接的两个二极管D24和D25的接点连接处，接入合闸保持继电器HBJ线圈的两端。

交直流通用的跳闸TC操作回路的电路连接与上述的合闸操作回路的电路连接相同，在此不再赘述。

下面以一路电压互感器为例说明其工作过程：

断路器两端对应相电压通过第一路一次电压互感器(PT)转换成0～100V电压信号，通过二次电压互感器再转换成0～1.5V的小信号，为了提供信号的转换范围，二次电压互感器HG2输出端经过3.3V电平抬高，T1为双向TVS二极管，主要是防止外部过电压。M1磁珠可提高装置的抗瞬变。二次电压互感器输出的信号一路通过由二极管D1、D2、D5构成的箝位电路，利用二极管正向压降基本保持0.7V不变(硅管为0.7V，锗管为0.3V)的这一特性，在电路中作为限幅元件，可以把输入信号幅度限制在-0.7V～6.4V范围内。限幅过的信号经过由电阻R1、R3构成的分压电路分压后变位0～3V的交变信号，送到数字信号处理器的A/D采集端口ADCINAO，通过数字滤波后，计算电压的有效值；另一路到比较器U4A的输入端，比较器U4A的另一输入端比较基准电压是+3.3VA(模拟供电电压)，由电阻R25、R20分压得到。通过比较器输出的信号为方波信号，把方波信号接入到DSP接入数字信号处理器的外部中断口XINT1，外部中断设置为上升沿中断，通过记录到同一信号的两次上升沿的时间，就可以计算出对应的电压的频率。

第二路信号采集、处理、测控电路的工作原理与上述的一路信号采集、处理、测控电路工作原理相同，在此不再赘述。

当开关两端是双电源供电时，装置实时采集开关两端电压的幅值、频率、相位，当需要开关合闸时，装置自动判断同期条件是否满足，满足同期条件时允许合闸，否则禁止合闸，此功能特别适用环网供电，大大提高了电网安全性和自动化程度。

下面以合闸为例说明操作回路交直流通用的工作原理，当需要合闸时，DSP把通用I/O口GPIOB2-PWM10置低电平，从而使U1光耦导通，进一步使合闸继电器HCJ线圈带电，线圈带电后，继电器4脚和8脚导通，交流电的正半周时，电流由操作电源CZDY正极流过继电器，电流方向经二极管D16--→二极管D17......→二极管D25，然后流到装置到合闸结构，最后通过合闸HC线圈后到操作电源负极；交流电的负半周时，电流经操作电源负极到合闸线圈，再到二极管D26，然后经过二极管D17--→二极管D18......→二极管D24，经过二极管D15流入到继电器触点，最后经过合闸继电器的4脚到操作电源正极。

合闸保持继电器HBJ始终取二极管D17到D24之间的两端电压，由于二极管的箝位特性，所以合闸电流的大小并不影响合闸保持继电器的正常工作，保证了在合闸期间一直带电。

跳闸TC工作原理与合闸工作原理相同，在此不再赘述。

Claims (2)

1.一种具有交直流通用和检同期功能的保护测控装置，包括处理器、电压互感器和跳/合闸、跳/合闸保持继电器，其特征在于：所述的电压互感器为两路，断路器两端分别与两路一次电压互感器的初级线圈连接，其次级线圈分别与二次电压互感器(HG2)的初级线圈连接，二次电压互感器的次级线圈，一端与由装置提供的基准电压连接，另一端分别经过磁珠(T1)后分成两路：一路通过由二极管(D1、D2、D5)构成的箝位电路和由电阻(R1、R3)构成的分压电路与处理器的A/D采集端口连接，另一路分别与比较器(UA4)的一输入端连接，比较器的输出端与处理器的外部中断输入口连接；处理器的I/O端口分别与光电耦合器(U1)的发光体负极连接，光电耦合器的输出端与跳/合闸继电器(TCJ/HCJ)的线圈连接，跳/合闸继电器的一触点与操作电源(CZDY)的一端连接，另一触点与一桥式整流器连接，桥式整流器的输出端与跳/合闸(TC/HC)的线圈连接，跳/合闸线圈的另一端与操作电源的另一端连接；桥式整流器有一公用桥，该公用桥由多个正向串接的二极管(D16-D25)构成，其前端正向串接的两个二极管(D16、D17)的接点连接处与末端正向串接的两个二极管(D24、D25)的接点连接处，分别接入跳/合闸保持继电器(TBJ/HCJ)线圈的两端。

2.根据权利要求1所述的一种具有交直流通用和检同期功能的保护测控装置，其特征在于：所述的二次电压互感器(HG2)的输出端，并联有双向TVS二极管(T1)。

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