CN201294152Y - 一种电压互感器微机监测与消谐装置 - Google Patents

Abstract

一种电压互感器微机监测与消谐装置，属保护技术领域，用于解决互感器监测保护问题。其技术方案是：它由电压采集电路、主处理器、副处理器、EEPROM、消谐执行电路和液晶显示器组成，所述主处理器、副处理器和EEPROM通过I²C总线相互连接，所述电压采集电路的输入端接三相电压和零序电压，输出端接主处理器的输入端，所述消谐执行电路接主处理器的输出端，所述液晶显示器接副处理器的输出端口。本实用新型兼备电压互感器监测和微机消谐两种功能，不仅节省了安装空间和制造成本，而且误判率低，性能可靠。

Description

一种电压互感器微机监测与消谐装置

技术领域

本实用新型涉及一种能对电压互感器的状态进行监测和保护的装置，属保护技术领域。

背景技术

目前，在中(低)压电力系统中，对电压互感器的状态监测和保护采用两种装置：微机消谐装置和电压互感器监测装置。两种装置独立运行，各司其职，因而存在如下缺点：

1、系统中的操作和异常可能会引起两种装置同时动作或报警，工作人员需要进行分析才能得出正确的结论，使工作效率降低。

2、判断手段单一，容易误判或错判，延误事故处理。如微机消谐装置依据电压互感器开口三角电压的数值判断是否有谐振。但电压互感器发生铁磁谐振时，开口三角出现电压仅是故障特征之一，当系统发生单相接地、电压互感器发生高压侧熔断器熔断或发生系统谐振时，开口三角都要出现电压，此时以此为判据的这种消谐装置不可避免地要发生误动作、误报警。

3、在组屏和配线设计时，需要考虑两种装置的位置和排列，增加了占用空间、设计难度和施工成本。

另外，现有的微机消谐装置和电压互感器监测装置采用单一处理器，它既要实时采集所需电压信号、及时并且准确地对信号作出判断和处理，还要完成人机通讯等工作，严重影响了实时控制的工作质量。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种能准确判断各种故障，并对电压互感器实施有效保护的高性能电压互感器微机监测与消谐装置。

本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：

一种电压互感器微机监测与消谐装置，由电压采集电路、主处理器CPU1、副处理器CPU2、EEPROM、消谐执行电路和液晶显示器LCD组成，所述主处理器CPU1、副处理器CPU2和EEPROM通过I²C总线相互连接，所述电压采集电路的输入端接三相电压和零序电压，输出端接主处理器CPU1的输入端，所述消谐执行电路接主处理器CPU1的输出端，所述液晶显示器LCD接副处理器CPU2的输出端口。

上述电压互感器微机监测与消谐装置，所述电压采集电路包括四个电压采集单元，分别对应三相电压和零序电压，每个电压采集单元由电压互感器PT、限流电阻R1、负载电阻R2和运算放大器F组成，所述电压互感器PT经限流电阻R1接相电压或零序电压，其信号输出端接负载电阻R2，负载电阻R2输出的电压信号经运算放大器F构成的电压跟随器接主处理器CPU1的输入端，四个电压采集单元的四个电压跟随器的输入端分别接主处理器CPU1的P0.27、P0.28、P0.29、P0.30端。

上述电压互感器微机监测与消谐装置，所述消谐执行电路由光耦G和消谐继电器J组成，所述光耦G的输入端接主处理器CPU1的P0.1端，输出端控制消谐继电器J的线圈。

上述电压互感器微机监测与消谐装置，增设故障指示灯L和非门N，所述非门N的输入端接副处理器CPU2的P0.1端，输出端接故障指示灯L。

本实用新型利用电压采集电路采集电压互感器开口三角电压和系统的A、B、C三相电压的变量，大大丰富了诊断的依据，保证主处理器能够对铁磁谐振及电压互感器的各种故障做出准确诊断，并触发消谐装置正确动作，对实施可靠保护；副处理器用于完成故障显示和人机通讯等工作，提高了主处理器实时控制的工作质量。本实用新型兼备电压互感器监测和微机消谐两种功能，不仅节省了安装空间和制造成本，而且误判率低，性能可靠。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的电原理图；

图2是软件流程图。

图中各标号为：U-1～U-4、电压采集单元；PT、电压互感器；F、运算放大器；CPU1、主处理器；CPU2、副处理器；J、消谐继电器；L、故障指示灯；G、光耦；N、非门；LCD、液晶显示器；EEPROM、存储器；KBD、键盘。

具体实施方式

为了克服现有的装置的缺点和不足，本实用新型提供了一种小巧的综合装置，使用一个装置，完成两个装置(电压互感器监测装置和微机消谐装置)的功能，减少了占用空间、提高了设计的灵活性以及组屏配线的施工成本。

在有多重报警和故障时，自动分析VT故障的根本原因，并上传准确的互感器状态信息，提高了工作人员的工作效率，为正确判断故障类型提供了依据。

参看图1，在硬件方面，本实用新型使用两片32位高性能处理器(CPU1和CPU2)，CPU1用于电压的采集、计算、报警信息的分析处理、出口控制以及与后台的实时通讯，CPU2用于控制大信息量的液晶数据显示。两个处理器、存储系统以及其他外设通过简单的I2C总线进行数据交换，保证显示的实时性。三相电压及零序的硬件采集电路，由限流电阻R1、电压互感器PT、负载电阻R2、和运放F组成。限流电阻限制输入电压互感器的电流大小在2mA以内，电压互感器为2mA/2mA(电流型)，负载电阻R2将电流信号调制成CPU1能用的电压信号，运放放大信号的功率。

软件方面：CPU1实时采集三相电压、零序工频电压和各个频率的谐波电压，并进行判断和处理。

如果先监测到有母线过压、低电压、接地、PT断线等报警，先检测是否有谐振，如果有谐振出现并超过设定值，存储谐振报警信息，装置消谐出口动作，并发出谐振报警信号，待谐振出口完成且暂态过程结束，重新回到主循环继续扫描报警和谐振。

如果先监测到有母线过压、低电压、接地、PT断线等报警，先检测是否有谐振，如果没有谐振出现，存储相应的报警信息，发出报警信号，重新回到主循环扫描报警和谐振。

如果先监测到谐振报警，则存储谐振报警信息，装置消谐执行电路动作，并发出谐振报警信号，待谐振出口完成后且暂态过程结束，重新回到主循环扫描报警和谐振。

CPU1实时采集电压信号，分析、判断互感器的状态，在判断出互感器有故障时，输出报警，通过简单高速的I2C总线存储数据或送给液晶显示。

CPU2与CPU1实时通信，将CPU1送来的数据在液晶上显示，并驱动故障指示灯变化。CPU2也可以通过键盘KBD修改参数并送到CPU1进行保存应用。

参看图2，软件流程如下：

1)程序开始后，进行初始化，然后进入互感器状态扫描程序：此程序是主循环，先扫描互感器的状态，再进行互感器状态的判断。

2)在监测到报警时，先判断是否有谐振，如果有谐振则先存储谐振事件记录，消谐出口动作，输出谐振报警信号，然后重新进入扫描程序。

3)在监测到报警时，先判断是否有谐振，如果没有谐振，则存储事件记录，输出报警信号，然后重新进入扫描程序。

4)如果监测到谐振，存储谐振事件记录，消谐出口动作，输出谐振报警信号，然后重新进入扫描程序。

Claims (4)

1、一种电压互感器微机监测与消谐装置，其特征是，它由电压采集电路、主处理器(CPU1)、副处理器(CPU2)、EEPROM、消谐执行电路和液晶显示器(LCD)组成，所述主处理器(CPU1)、副处理器(CPU2)和EEPROM通过I²C总线相互连接，所述电压采集电路的输入端接三相电压和零序电压，输出端接主处理器(CPU1)的输入端，所述消谐执行电路接主处理器(CPU1)的输出端，所述液晶显示器(LCD)接副处理器(CPU2)的输出端口。

2、根据权利要求1所述电压互感器微机监测与消谐装置，其特征是，所述电压采集电路包括四个电压采集单元，分别对应三相电压和零序电压，每个电压采集单元由电压互感器(PT)、限流电阻(R1)、负载电阻(R2)和运算放大器F组成，所述电压互感器(PT)经限流电阻(R1)接相电压或零序电压，其信号输出端接负载电阻(R2)，负载电阻(R2)输出的电压信号经运算放大器F构成的电压跟随器接主处理器(CPU1)的输入端，四个电压采集单元的四个电压跟随器的输入端分别接主处理器(CPU1)的P0.27、P0.28、P0.29、P0.30端。

3、根据权利要求1或2所述电压互感器微机监测与消谐装置，其特征是，所述消谐执行电路由光耦(G)和消谐继电器J组成，所述光耦(G)的输入端接主处理器(CPU1)的P0.1端，输出端控制消谐继电器(J)的线圈。

4、根据权利要求3所述电压互感器微机监测与消谐装置，其特征是，增设故障指示灯(L)和非门(N)，所述非门(N)的输入端接副处理器(CPU2)的P0.1端，输出端接故障指示灯(L)。