CN203522135U

CN203522135U - 通信式选择性漏电保护装置

Info

Publication number: CN203522135U
Application number: CN201320542316.4U
Authority: CN
Inventors: 田立勇; 刘芮葭; 于宁; 刘存国; 张志强; 王立辉; 叶青; 边铭兮; 陈鑫宇
Original assignee: Fuxin Power Supply Co Of Liaoning Electric Power Co ltd; State Grid Corp of China SGCC; Liaoning Technical University
Current assignee: Fuxin Power Supply Co Of Liaoning Electric Power Co ltd; State Grid Corp of China SGCC; Liaoning Technical University
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2023-09-03

Abstract

本实用新型属于电力行业输变电保护设备，特别涉及一种通信式选择性漏电保护装置，包括电源电路（1）、指示电路（2）、总线通讯电路（3）、节点地址选择电路（4）、A/D转换电路8、编程接口电路（9）、复位电路（10），其特征在于在装置中还设有控制电路（11）、跳闸控制电路（12）、信号调理电路（5）、零序电压信号采集电路（6）、零序电流检测电路（7）；通信式选择性漏电保护装置采用CAN总线通信实现上、下级之间连接，提高漏电检测精度和系统运行的可靠性，防止误动作的发生，通过采用横向判别法，系统检测得到漏电信号进行横向比较判断，避免了传输过程中的干扰，保证输变电系统正常运行。

Description

通信式选择性漏电保护装置

技术领域

本实用新型属于电力行业输变电保护设备，特别涉及一种通信式选择性漏电保护装置。

背景技术

目前，我国电力行业输变电设备的漏电保护装置大多是单独工作，上、下级没有通讯功能，在工作过程中，只能通过自身检测方法判断是否在进行保护动作，这种方式方法非常容易出现误动作。而在漏电保护中采用的漏电判断方法都是采用纵向判别法，将检测到的信号通过信号电缆传至总集中处理，此方法在传输过程中由于受到干扰的影响信号不准确，从而发生误动作，给输变电系统造成麻烦，影响企业生产和人民生活，带来巨大的经济损失。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种可防止误动作，抗干扰性强，传输安全可靠的通信式选择性漏电保护装置。

本实用新型解决技术问题采用的技术方案是：通信式选择性漏电保护装置中包括电源电路、指示电路、总线通讯电路、节点地址选择电路、A/D转换电路、编程接口电路、复位电路，其特点是在装置中还设有控制电路、跳闸控制电路、信号调理电路、零序电压信号采集电路、零序电流检测电路；其中控制电路中包括中央处理器U1、晶振器Y、电感器L1、L2、L3、电解电容C1、C7、C10、电容C2、C5、C6、C9、C11~C14、电阻R21，它们的连接关系是：中央处理器U1的5~8脚分别接指示电路中电阻R1~R4的一端，中央处理器U1的9脚接电容C8的一端，中央处理器U1的10脚接电容C8的另一端和地，中央处理器U1的15脚接编程接口电路中电阻R11的一端，中央处理器U1的16~20脚、21~23脚、41~46脚通过总线CAN连接A/D转换电路中A/D转换器U2的9~16脚、19~24脚，中央处理器U1的28、32、33脚接地，中央处理器U1的29、31脚接电容C11的一端、电解电容C10的正极、电感器L3的一端，电容C11、电解电容C10的负极接地，电感器L3的另一端接+5V电源，中央处理器U1的30脚接复位电路中电阻R22的一端、编程接口电路中编程接口BDM的6脚，中央处理器U1的34、35脚分别接电阻R21、晶振器Y的两端、电容C12、C13的一端，电容C12、C13另一端接地和C14的一端，中央处理器U1的36脚接电容C14的另一端，中央处理器U1的38、39脚分别接A/D转换电路中A/D转换器U2的27、28脚、30脚，中央处理器U1的47、48脚分别接跳闸控制电路中电阻R18、R17的一端，中央处理器U1的49脚接电容C9的一端，中央处理器U1的50脚接电容C9的另一端和地，中央处理器U1的51~58脚分别接节点地址选择电路中的电阻R24~R31的一端、拨码开关S的1~8脚，中央处理器U1的59脚接电容C6的一端、电解电容C7的正极、电感器L2的一端，电容C6、电解电容C7的负极接地，电感器L2的另一端接+5V电源，中央处理器U1的60脚接电容C5的一端，中央处理器U1的61、62脚接电容C5的另一端和地，中央处理器U1的74、75脚分别接总线通信电路中的CAN总线收发器U3的1脚、4脚，中央处理器U1的77脚接电容C2的一端、电解电容C1的正极、电感器L1的一端，电容C2另一端，电解电容C1的负极接地，电感器L1的另一端接+5V电源；跳闸控制电路中包括：跳闸线圈线端子J3、光电耦合器U4、U5、三极管Q、电磁继电器KA、二极管D7、D8、电阻R17~R20；它们的连接关系是：跳闸线圈线端子J3的1~6脚接电磁继电器KA的3脚，电磁继电器KA的1脚接电阻R19的一端，电磁继电器KA的2脚接二极管D8的一端、三极管Q的集电极，二极管D8的另一端接二极管D7的一端，二极管D7的另一端接+24V电源，三极管Q的基极接光电耦合器U5的4脚、电阻R20的一端，电阻R20另一端接三极管Q的发射极，电阻R19的另一端接光电耦合器U4的3脚，光电耦合器U4的4脚与U5的3脚相接，光电耦合器U4、U5分别接电阻R17、电阻R18的另一端，光电耦合器U4、U5的2脚接地；信号调理电路中包括运算放大器U5A、U5B、U5C、U5D、电阻R5~R10；它们的连接关系是：运算放大器U5A的1脚、2脚接电阻R5的一端，运算放大器U5A、U5B、U5C、U5D的4脚接+5V电源、11脚接-5V电源，运算放大器U5A的3脚接零序电流检测电路中整流桥D9的2脚、稳压二极管D11的一端，运算放大器U5B的5脚接电阻R5的另一端，运算放大器U5B的6脚接电阻R6的一端，U5B的4脚、11脚分别接+5V、-5V电源，U5B的7脚接电阻R7的一端、A/D转换电路中A/D转换器U2的4脚，电阻R6、电阻R7的另一端接地，运算放大器U5C的4脚、11脚分别接+5V、-5V电源，运算放大器U5C的9脚接8脚、电阻R8的一端，运算放大器U5C的10脚接零序电流检测电路中整流桥D10的2脚、稳压二极管D12的一端，电阻R8的另一端接运算放大器U5D的12脚，运算放大器U5D的4脚、11脚分别接+5V、-5V电源，运算放大器U5D的13脚接电阻R9的一端，14脚接电阻R10的一端、A/D转换电路中A/D转换器U2的2脚，电阻R9、R10另一端接地；零序电压信号采集电路中包括三相电源A、B、C、电压互感器T1~T3，电流互感器LC2、整流桥D9、稳压二极管D11；它们的连接关系是：电压互感器T1的1脚、T3的2脚接A相、电压互感器T1的2脚、T2的1脚接B相、电压互感器T2的2脚、T3的4脚接C相，电压互感器T1的3脚，T3的4脚接电流互感器LC2的1、2脚、整流桥D9的1、3脚，电压互感器T1的4脚接T2的3脚，电压互感器T2的4脚接T3的3脚，整流桥D9的4脚接稳压二极管D11的另一端和地；零序电流检测电路中包括电流互感器LC1、LC3、电流变换器T4、整流桥D10、稳压二极管D12；它们的连接关系是：电流互感器LC1的1、2脚接三相电源A、B、C、电流变换器T4的1、2脚，电流变换器T4的3、4脚接电流互感器LC3的1、2脚、整流桥D10的1、3脚，整流桥D10的4脚接稳压二极管D12的另一端和地。

本实用新型的有益效果是：通信式选择性漏电保护装置采用CAN总线通信实现上、下级之间连接，提高漏电检测精度和系统运行的可靠性，防止误动作的发生，通过采用横向判别法，系统检测得到漏电信号进行横向比较判断，避免了传输过程中的干扰，保证输变电系统正常运行。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明。

图1是通信式选择性漏电保护装置结构连接关系框图。

图2是图1中电源电路1、指示电路2、信号调理电路5、零序电压信号采集电路6、零序电流检测电路7、A/D转换电路8、编程接口电路9的电路原理图。

图3是图1中控制电路11、节点地址选择电路4、复位电路10、总线通讯电路3、跳闸控制电路12的电路原理图。

具体实施方式

实施例，参照附图1，通信式选择性漏电保护装置的结构连接关系框图中的零序电压信号采集电路6、零序电流检测电路7单向输出连接信号调理电路5，信号调理电路5单向输出连接A/D转换电路8；电源电路1、总线通讯电路3、节点地址选择电路4、A/D转换电路8、编程接口电路9、复位电路10单向输出连接控制电路11，控制电路11单向输出连接指示电路2、跳闸控制电路12。参照附图2、3，通信式选择性漏电保护装置中的电源电路1中包括220V接线端子J1、正5伏、正24伏、正、负5伏电源B1、B2、B3；它们的连接关系是220V接线端子J1的1脚接正5伏、正24伏、正、负5伏电源B1、B2、B3的2脚，接线端子J1的2脚接B1、B2、B3的1脚，正5伏、正24伏、正、负5伏电源B1、B2、B3的4脚接地，B1的3脚接+5V电源、B2的3脚接+24V电源，B3的3脚接-5V电源，B3的5脚接-5V电源。指示电路2中包括发光二极管D1~D4、电阻R1~R4；它们的连接关系是：电阻R1~R4的另一端接发光二极管D1~D4的一端，发光二极管D1~D4另一端接地。总线通讯电路3中包括：CAN总线收发器U3、二极管D5、D6、电阻R13~R16、电容C3、C4、CAN总线接口J2；它们的连接关系是：CAN总线收发器U3的2脚、3脚分别接地和VCC电源，CAN总线收发器U3的6脚、7脚、8脚分别接电阻R15、R14、R13的一端，电阻R13的另一端接二极管D5、电容C3的一端和地，电阻R14的另一端接二极管D5、电容C3的另一端、电阻R16的一端和CAN总线接口J2的1脚，电阻R15的另一端接二极管D6、电容C4的一端、电阻R16的另一端和CAN总线接口J2的2脚，电容C4、二极管D6的另一端接地。节点地址选择电路4中包括：拨码开关S、电阻R24~R31；它们的连接关系是：电阻R24~R31的另一端接电源VCC，拨码开关S 的9~16脚接地。信号调理电路5中包括：运算放大器U5A、U5B、U5C、U5D、电阻R5~R10；它们的连接关系是：运算放大器U5A的1脚、2脚接电阻R5的一端，运算放大器U5A、U5B、U5C、U5D的4脚接+5V电源、11脚接-5V电源，运算放大器U5A的3脚接零序电流检测电路中整流桥D9的2脚、稳压二极管D11的一端，运算放大器U5B的5脚接电阻R5的另一端，运算放大器U5B的6脚接电阻R6的一端，U5B的4脚、11脚分别接+5V、-5V电源，U5B的7脚接电阻R7的一端、A/D转换电路中A/D转换器U2的4脚，电阻R6、电阻R7的另一端接地，运算放大器U5C的4脚、11脚分别接+5V、-5V电源，运算放大器U5C的9脚接8脚、电阻R8的一端，运算放大器U5C的10脚接零序电流检测电路中整流桥D10的2脚、稳压二极管D12的一端，电阻R8的另一端接运算放大器U5D的12脚，运算放大器U5D的4脚、11脚分别接+5V、-5V电源，运算放大器U5D的13脚接电阻R9的一端，14脚接电阻R10的一端、A/D转换电路中A/D转换器U2的2脚，电阻R9、R10另一端接地；

零序电压信号采集电路中6中包括三相电源A、B、C、电压互感器T1~T3，电流互感器LC2、整流桥D9、稳压二极管D11；它们的连接关系是：电压互感器T1的1脚、T3的2脚接A相、电压互感器T1的2脚、T2的1脚接B相、电压互感器T2的2脚、T3的4脚接C相，电压互感器T1的3脚，T3的4脚接电流互感器LC2的1、2脚、整流桥D9的1、3脚，电压互感器T1的4脚接T2的3脚，电压互感器T2的4脚接T3的3脚，整流桥D9的4脚接稳压二极管D11的另一端和地；

零序电流检测电路7中包括电流互感器LC1、LC3、电流变换器T4、整流桥D10、稳压二极管D12；它们的连接关系是：电流互感器LC1的1、2脚接三相电源A、B、C、电流变换器T4的1、2脚，电流变换器T4的3、4脚接电流互感器LC3的1、2脚、整流桥D10的1、3脚，整流桥D10的4脚接稳压二极管D12的另一端和地。

A/D转换电路8中包括A/D转换器U2、有源晶振 X、电阻R24、电容C15、C17~C20、电解电容C16；它们的连接关系是：A/D转换器U2的1脚、3脚、18脚、26脚、29脚、36脚接地，A/D转换器U2的5脚、6脚分别接电容C15的一端、+5V电源、电容C17的一端，电容C15、C17另一端接电解电容C16的负极、电容C17的一端，电容C15、C17另一端接电解电容C16的负极、电容C18的一端、A/D转换器U2的8脚和地，A/D转换器U2的7脚接电解电容C16的正极、电容C18的另一端，A/D转换器U2的17脚接电容C20的一端、+5V电源，U2的18脚接电容C20的另一端、电阻R24的一端，电阻R24另一端接地，A/D转换器U2的25脚接有源晶振X的3脚，有源晶振X的2脚、4脚分别接地、+5V电源，A/D转换器U2的31脚接电容C19的一端、-5V电源，电容C19另一端接地。编程接口电路9中包括：编程接口BDM、电阻R11、R12；编程接口BDM的2脚接地，3脚接电阻R12的一端、电阻R11的另一端，电阻R12另一端接+5V电源。复位电路10中包括复位芯片UF、电阻R22、R23、按键KB；它们的连接关系是：复位芯片UF的1脚接地，UF的2脚接电阻R22另一端，UF的3脚接按键KB的一端，按键KB另一端接电阻R23的一端、电阻R23另一端接地，复位芯片UF的4脚接+5V电源。控制电路11中包括：中央处理器U1、晶振器Y、电感器L1、L2、L3、电解电容C1、C7、C10、电容C2、C5、C6、C9、C11~C14、电阻R21，它们的连接关系是：中央处理器U1的5~8脚分别接指示电路中电阻R1~R4的一端，中央处理器U1的9脚接电容C8的一端，中央处理器U1的10脚接电容C8的另一端和地，中央处理器U1的15脚接编程接口电路中电阻R11的一端，中央处理器U1的16~20脚、21~23脚、41~46脚通过总线CAN连接A/D转换电路中A/D转换器U2的9~16脚、19~24脚，中央处理器U1的28、32、33脚接地，中央处理器U1的29、31脚接电容C11的一端、电解电容C10的正极、电感器L3的一端，电容C11、电解电容C10的负极接地，电感器L3的另一端接+5V电源，中央处理器U1的30脚接复位电路中电阻R22的一端、编程接口电路中编程接口BDM的6脚，中央处理器U1的34、35脚分别接电阻R21、晶振器Y的两端、电容C12、C13的一端，电容C12、C13另一端接地和C14的一端，中央处理器U1的36脚接电容C14的另一端，中央处理器U1的38、39脚分别接A/D转换电路中A/D转换器U2的27、28脚、30脚，中央处理器U1的47、48脚分别接跳闸控制电路中电阻R18、R17的一端，中央处理器U1的49脚接电容C9的一端，中央处理器U1的50脚接电容C9的另一端和地，中央处理器U1的51~58脚分别接节点地址选择电路中的电阻R24~R31的一端、拨码开关S的1~8脚，中央处理器U1的59脚接电容C6的一端、电解电容C7的正极、电感器L2的一端，电容C6、电解电容C7的负极接地，电感器L2的另一端接+5V电源，中央处理器U1的60脚接电容C5的一端，中央处理器U1的61、62脚接电容C5的另一端和地，中央处理器U1的74、75脚分别接总线通信电路中的CAN总线收发器U3的1脚、4脚，中央处理器U1的77脚接电容C2的一端、电解电容C1的正极、电感器L1的一端，电容C2另一端，电解电容C1的负极接地，电感器L1的另一端接+5V电源；

跳闸控制电路12中包括：跳闸线圈线端子J3、光电耦合器U4、U5、三极管Q、电磁继电器KA、二极管D7、D8、电阻R17~R20；它们的连接关系是：跳闸线圈线端子J3的1~6脚接电磁继电器KA的3脚，电磁继电器KA的1脚接电阻R19的一端，电磁继电器KA的2脚接二极管D8的一端、三极管Q的集电极，二极管D8的另一端接二极管D7的一端，二极管D7的另一端接+24V电源，三极管Q的基极接光电耦合器U5的4脚、电阻R20的一端，电阻R20另一端接三极管Q的发射极，电阻R19的另一端接光电耦合器U4的3脚，光电耦合器U4的4脚与U5的3脚相接，光电耦合器U4、U5分别接电阻R17、电阻R18的另一端，光电耦合器U4、U5的2脚接地。

Claims

1.一种通信式选择性漏电保护装置，包括电源电路（1）、指示电路（2）、总线通讯电路（3）、节点地址选择电路（4）、A/D转换电路（8）、编程接口电路（9）、复位电路（10），其特征在于在装置中还设有控制电路（11）、跳闸控制电路（12）、信号调理电路（5）、零序电压信号采集电路（6）、零序电流检测电路（7）；其中控制电路（11）中包括中央处理器U1、晶振器Y、电感器L1、L2、L3、电解电容C1、C7、C10、电容C2、C5、C6、C9、C11~C14、电阻R21，它们的连接关系是：中央处理器U1的5~8脚分别接指示电路（2）中电阻R1~R4的一端，中央处理器U1的9脚接电容C8的一端，中央处理器U1的10脚接电容C8的另一端和地，中央处理器U1的15脚接编程接口电路（9）中电阻R11的一端，中央处理器U1的16~20脚、21~23脚、41~46脚通过总线CAN连接A/D转换电路（8）中A/D转换器U2的9~16脚、19~24脚，中央处理器U1的28、32、33脚接地，中央处理器U1的29、31脚接电容C11的一端、电解电容C10的正极、电感器L3的一端，电容C11、电解电容C10的负极接地，电感器L3的另一端接+5V电源，中央处理器U1的30脚接复位电路10中电阻R22的一端、编程接口电路（9）中编程接口BDM的6脚，中央处理器U1的34、35脚分别接电阻R21、晶振器Y的两端、电容C12、C13的一端，电容C12、C13另一端接地和C14的一端，中央处理器U1的36脚接电容C14的另一端，中央处理器U1的38、39脚分别接A/D转换电路（8）中A/D转换器U2的27、28脚、30脚，中央处理器U1的47、48脚分别接跳闸控制电路（12）中电阻R18、R17的一端，中央处理器U1的49脚接电容C9的一端，中央处理器U1的50脚接电容C9的另一端和地，中央处理器U1的51~58脚分别接节点地址选择电路（4）中的电阻R24~R31的一端、拨码开关S的1~8脚，中央处理器U1的59脚接电容C6的一端、电解电容C7的正极、电感器L2的一端，电容C6、电解电容C7的负极接地，电感器L2的另一端接+5V电源，中央处理器U1的60脚接电容C5的一端，中央处理器U1的61、62脚接电容C5的另一端和地，中央处理器U1的74、75脚分别接总线通信电路（3）中的CAN总线收发器U3的1脚、4脚，中央处理器U1的77脚接电容C2的一端、电解电容C1的正极、电感器L1的一端，电容C2另一端，电解电容C1的负极接地，电感器L1的另一端接+5V电源；跳闸控制电路（12）中包括：跳闸线圈线端子J3、光电耦合器U4、U5、三极管Q、电磁继电器KA、二极管D7、D8、电阻R17~R20；它们的连接关系是：跳闸线圈线端子J3的1~6脚接电磁继电器KA的3脚，电磁继电器KA的1脚接电阻R19的一端，电磁继电器KA的2脚接二极管D8的一端、三极管Q的集电极，二极管D8的另一端接二极管D7的一端，二极管D7的另一端接+24V电源，三极管Q的基极接光电耦合器U5的4脚、电阻R20的一端，电阻R20另一端接三极管Q的发射极，电阻R19的另一端接光电耦合器U4的3脚，光电耦合器U4的4脚与U5的3脚相接，光电耦合器U4、U5分别接电阻R17、电阻R18的另一端，光电耦合器U4、U5的2脚接地；信号调理电路（5）中包括运算放大器U5A、U5B、U5C、U5D、电阻R5~R10；它们的连接关系是：运算放大器U5A的1脚、2脚接电阻R5的一端，运算放大器U5A、U5B、U5C、U5D的4脚接+5V电源、11脚接-5V电源，运算放大器U5A的3脚接零序电流检测电路（7）中整流桥D9的2脚、稳压二极管D11的一端，运算放大器U5B的5脚接电阻R5的另一端，运算放大器U5B的6脚接电阻R6的一端，U5B的4脚、11脚分别接+5V、-5V电源，U5B的7脚接电阻R7的一端、A/D转换电路（8）中A/D转换器U2的4脚，电阻R6、电阻R7的另一端接地，运算放大器U5C的4脚、11脚分别接+5V、-5V电源，运算放大器U5C的9脚接8脚、电阻R8的一端，运算放大器U5C的10脚接零序电流检测电路（7）中整流桥D10的2脚、稳压二极管D12的一端，电阻R8的另一端接运算放大器U5D的12脚，运算放大器U5D的4脚、11脚分别接+5V、-5V电源，运算放大器U5D的13脚接电阻R9的一端，14脚接电阻R10的一端、A/D转换电路（8）中A/D转换器U2的2脚，电阻R9、R10另一端接地；零序电压信号采集电路（6）中包括三相电源A、B、C、电压互感器T1~T3，电流互感器LC2、整流桥D9、稳压二极管D11；它们的连接关系是：电压互感器T1的1脚、T3的2脚接A相、电压互感器T1的2脚、T2的1脚接B相、电压互感器T2的2脚、T3的4脚接C相，电压互感器T1的3脚，T3的4脚接电流互感器LC2的1、2脚、整流桥D9的1、3脚，电压互感器T1的4脚接T2的3脚，电压互感器T2的4脚接T3的3脚，整流桥D9的4脚接稳压二极管D11的另一端和地；零序电流检测电路（7）中包括电流互感器LC1、LC3、电流变换器T4、整流桥D10、稳压二极管D12；它们的连接关系是：电流互感器LC1的1、2脚接三相电源A、B、C、电流变换器T4的1、2脚，电流变换器T4的3、4脚接电流互感器LC3的1、2脚、整流桥D10的1、3脚，整流桥D10的4脚接稳压二极管D12的另一端和地。