CN208723530U - 智能型微机保护测控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能型微机保护测控装置，包括：显示屏、键盘、指示灯、接线端子和测控电路；测控电路包括：控制器、交流采样器、开入电路、保护电路、通信电路和电源；显示屏、键盘、指示灯均与测控电路电性连接；接线端子与环网柜电性连接；显示屏显示测控结果；键盘选择测控任务。本实用新型提供了一种智能型微机保护测控装置，主要是针对环网柜系统应用而开发的配网自动化终端，具有多电量、遥信、遥测、遥控等测控功能，还具有相间电流速断、过流、三种动作特性曲线的反时限过流保护、零序过流保护、重合闸、过电压、低电压保护及非电量保护跳闸功能。

Description

智能型微机保护测控装置

技术领域

本实用新型涉及自动化设备技术领域，更具体的说是涉及一种智能型微机保护测控装置。

背景技术

随着用户对供电可靠性及电能质量要求的提高，国家加大了对城市配电网络改造力度，城市配电网络电缆化及环网供电成为未来的发展趋势。环网柜作为电缆环网供电的主要开关设备，得到了广泛的应用。出于对配电网自动控制的需要，环网柜中一般为实现自动化控制预留了间隔位置。

但长期以来，由于配电环网线路的复杂性及配电线路运行方式的多样性，导致环网线路上继电保护定值无法整定，故在环网柜中一般不安装继电保护装置(部分开关厂在出线上安装分散的保护装置，但由于环网柜体积小，分散的保护装置与一次开关太近，在安全操作上有一定的问题)，转大多安装配电自动化终端(DTU)装置，主要功能为采集环网柜环进、环出、出线的实时运行信息，通过通信系统由配电调度中心来控制。另一方面，配电网运行方式常常改变，为确保用户供电的可靠性，需要对环网上的联络点进行合环控制，由于其合环时刻的不易检测，常引起变电站出线开关保护动作，导致环网线路停电。

因此，如何提供一种智能型微机保护测控装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种智能型微机保护测控装置，主要是针对环网柜系统应用而开发的配网自动化终端，具有多电量、遥信、遥测、遥控等测控功能，还具有相间电流速断、过流、三种动作特性曲线的反时限过流保护、零序过流保护、重合闸、过电压、低电压保护及非电量保护跳闸功能。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种智能型微机保护测控装置，包括：显示屏、键盘、指示灯、接线端子和测控电路；所述测控电路包括：控制器、交流采样器、开入电路、保护电路、通信电路和电源；所述保护电路包括采样线圈；所述采样线圈与所述控制器连接；所述控制器与过流保护软压板、过压保护软压板、重合闸软压板、低电压保护软压板、零序方向软压板、母线接地软压板、TV断线软压板、过负荷软压板通信；所述显示屏、所述键盘、所述指示灯均与所述测控电路电性连接；所述接线端子与环网柜电性连接；所述显示屏显示测控结果；所述键盘选择测控任务。

通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果是：装置结构紧凑，密封机箱，免维护设计，抗干扰性能好，非常适合于运行环境较为恶劣、安装位置有限的环网柜系统。具有多电量、遥信、遥测、遥控等测控功能，还具有相间电流速断、过流、三种动作特性曲线的反时限过流保护、零序过流保护、重合闸、过电压、低电压保护及非电量保护跳闸功能。

优选的，在上述的一种智能型微机保护测控装置中，所述电源包括内置电源或外接电源。

通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果是：根据需要可以选择内置电源和外接电源，适用性更广。

优选的，在上述的一种智能型微机保护测控装置中，所述指示灯设置有四个，分别指示运行状态、跳闸信号、告警信号、通讯状态。

通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果是：四个指示灯，分别是“RUN”、“TRIP”、“ALARM”、“COMM”，分别指示运行状态、跳闸信号、告警信号、通讯状态。正常运行时，“RUN”指示灯每隔1秒闪烁1次；发出跳闸命令后，“TRIP”指示灯保持点亮，一直到有按键被按下该灯才被熄灭；发出告警信号后，“ALARM”指示灯保持点亮，一直到有按键被按下该灯才被熄灭；装置通讯口与上位机有数据交换时，“COMM”指示灯闪烁。“RUN”、“COMM”指示灯为绿色，“TRIP”、“ALARM”指示灯为红色。

优选的，在上述的一种智能型微机保护测控装置中，所述键盘设置有6个按键，分别为确认键、退出键、上移光标/加一键、下移光标/减一键、左移光标键、右移光标键。

通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果是：利用按键进行选择任务，实现包括采样、参数、定值、事件、时钟、开出六个功能。

优选的，在上述的一种智能型微机保护测控装置中，所述开入电路包括7路开关量的输入回路，所述输入回路由外部电源供电。

通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果是：开关输入量的S1、S2分别定义为开关合位信号、重合闸闭锁信号；其他开关输入量可配置为非电量保护。

优选的，在上述的一种智能型微机保护测控装置中，所述通信电路提供RS-485通讯总线接口，并向用户提供开放的通讯协议。

通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果是：本装置通讯接口采用RS485总线通讯方式，通讯地址是总线通讯的装置的标识。为保证通讯正常，总线上连接的所有装置的通讯地址必须保证唯一，它的设定范围0000～0254。

优选的，在上述的一种智能型微机保护测控装置中，所述保护电路具有4路非电量保护，分别为轻瓦斯告警、重瓦斯跳闸、高温告警和超温跳闸，当所选择的开入信号合时，延时发出告警或跳闸信号。

优选的，在上述的一种智能型微机保护测控装置中，所述智能型微机保护测控装置还包括存储器；所述存储器进行事件记录，所述显示屏上查看所述事件记录的内容或通过通讯总线上传至上位机。

通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果是：本装置可以记录共100条历史事件记录，记录包括过流保护动作、开关量输入变位、设备故障等各种类型事件，每条记录包含了事件发生的时标(精确到毫秒)、事件发生时的各种交流输入量值、各路开关量输入状态等信息。由于事件信息记录于EEPROM芯片中，装置掉电并不会丢失事件信息。事件记录按照发生时间的先后顺序存储，当事件超过100条时，装置自动依次用最新的记录覆盖最旧的记录，显示屏上可以察看各条事件记录内容，也可以通过通讯总线上传至上位机。

优选的，在上述的一种智能型微机保护测控装置中，所述智能型微机保护测控装置包括立式和横式两种。

通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果是：根据不同环网柜的需要选择立式或者横式。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种智能型微机保护测控装置，主要是针对环网柜系统应用而开发的配网自动化终端，具有多电量、遥信、遥测、遥控等测控功能，还具有相间电流速断、过流、三种动作特性曲线的反时限过流保护、零序过流保护、重合闸、过电压、低电压保护及非电量保护跳闸功能。

本实用新型与现有技术相比，本实用新型的优势在于：

(1)整机采用极低功耗设计技术，保证保护功能在任何条件下可靠快速启动。

(2)装置结构简单小巧，安装方便灵活，适合环网柜的紧凑安装条件。

(3)保护配置灵活齐全，各种保护功能均可以通过界面菜单自由投退。

(4)三种IEC标准反时限曲线选择的相间反时限过流保护。

(5)具有完善的测控功能，可以测量电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等电气参数；提供专门的遥控继电器实现遥控功能；具有7路开关量输入回路。

(6)采用全中文液晶显示界面，多层菜单显示，人机界面极为友好。

(7)装置配备大容量的非易失存储器保证储存100次历史事件记录，记录内容详细，掉电不丢失数据。

(8)装置具备完善的动静态自检功能，在线监视装置各部分工作状况，保证了装置的工作可靠性。

(9)高精度元件及工艺保证装置的精确性、可靠性及长久的使用寿命。

(10)装置提供RS-485通讯总线接口，并向用户提供开放的通讯协议，方便实现SCADA功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型的立式主视图；

图2附图为本实用新型的横式主视图；

图3附图为本实用新型的电路原理图；

图4附图为本实用新型的应用接线图；

图5附图为本实用新型的定时限动作特性图；

图6附图为本实用新型的一般反时限动作特性；

图7附图为本实用新型的非常反时限动作特性；

图8附图为本实用新型的极端反时限动作特性。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种智能型微机保护测控装置，主要是针对环网柜系统应用而开发的配网自动化终端，具有多电量、遥信、遥测、遥控等测控功能，还具有相间电流速断、过流、三种动作特性曲线的反时限过流保护、零序过流保护、重合闸、过电压、低电压保护及非电量保护跳闸功能。

如图3-4所示，一种智能型微机保护测控装置，包括：显示屏1、键盘2、指示灯3、接线端子和测控电路；测控电路包括：控制器、交流采样器、开入电路、保护电路、通信电路和电源；保护电路包括采样线圈；采样线圈与控制器连接；控制器与过流保护软压板、过压保护软压板、重合闸软压板、低电压保护软压板、零序方向软压板、母线接地软压板、TV断线软压板、过负荷软压板通信；显示屏1、键盘2、指示灯3均与测控电路电性连接；接线端子与环网柜电性连接；显示屏1显示测控结果；键盘2选择测控任务。

为了进一步优化上述技术方案，电源包括内置电源或外接电源。

为了进一步优化上述技术方案，指示灯3设置有四个，分别指示运行状态、跳闸信号、告警信号、通讯状态。

为了进一步优化上述技术方案，键盘2设置有6个按键，分别为确认键21、退出键22、上移光标/加一键23、下移光标/减一键24、左移光标键25、右移光标键26。

为了进一步优化上述技术方案，开入电路包括7路开关量的输入回路，输入回路由外部电源供电。

为了进一步优化上述技术方案，通信电路提供RS-485通讯总线接口，并向用户提供开放的通讯协议。

为了进一步优化上述技术方案，保护电路具有4路非电量保护，分别为轻瓦斯告警、重瓦斯跳闸、高温告警和超温跳闸，当所选择的开入信号合时，延时发出告警或跳闸信号。

为了进一步优化上述技术方案，智能型微机保护测控装置还包括存储器；存储器进行事件记录，显示屏1上查看事件记录的内容或通过通讯总线上传至上位机。

为了进一步优化上述技术方案，如图1-2所示，智能型微机保护测控装置包括立式和横式两种。

本装置的功能配置：

(1)大电流闭锁跳闸

该项功能主要应用于负荷开关+熔断器场合。由于负荷开关不具有开断短路电流能力，因此当该功能投入时，负载电流大于设定闭锁电流时装置将闭锁所有保护功能，使得故障由熔断器切除，保证负荷开关不致损坏。在保护启动后，如果检测到本线路无压无流(上级开关跳闸)，则装置输出跳闸信号，负荷开关跳闸。这种配置可以同时满足短路故障切除及过负载切除要求，使得保护功能得到无缝发挥，断路器控制场合时必须退出该项功能。

(2)相电流两段定时限保护

两段定时限保护包括定时限速断和定时限过流。装置检测三相电流，当有电流大于电流定值时，经过可整定的延时后装置输出跳闸命令，点亮跳闸信号灯。两段保护可以分别选择投入/退出，电流、时间定值也可以分别整定。保护动作曲线参见图5。

(3)相电流反时限保护

装置配置的相电流反时限保护可以选择三种曲线类型：一般反时限(NormallyInverse Curve)、非常反时限(Very Inverse Curve)、极端反时限(Etremely InverseCurve)。三种曲线的时间—电流公式如下。

一般反时限：

非常反时限：

极端反时限：

式中：t-跳闸时间，t_I〉-时间倍数，I-故障电流，Is-电流整定值；三种反时限动作曲线可参见图6-8。

(4)过电压保护

装置检测Uab、Ubc、Uca，当有一个或多个线电压大于电压定值时，经过可整定的延时后装置输出跳闸命令，点亮跳闸信号灯。保护可以分别选择投入/退出，电压、时间定值也可以分别整定。

(5)低电压保护

装置检测Uab、Ubc、Uca，当有三个线电压电压均大于80％额定电压并持续2秒钟时，判定装置已正常投运；这时如果三相电压小于失电压保护电压定值时，经过可整定的延时后装置输出相应命令。保护可以分别选择退出/跳闸/告警。

(6)零序定时限过流保护

装置设有一段零序定时限过流保护，检测接地电流，主要用于中性点绝缘或补偿的系统。由于非直接接地系统中零序电流一般比较小，要求装置检测零序电流的精度相对比较高，尤其是长电缆系统中电容电流比较大，因此应权衡比较，仔细选择零序电流互感器的变比。

零序定时限过流保护可以选择退出/告警/跳闸。当选择告警时，装置检测到线路零序电流大于定值并经延时后，装置点亮告警信号灯并记录相应的事件记录；当选择跳闸时，装置检测到线路零序电流大于定值并经延时后，装置动作跳闸继电器，点亮跳闸信号灯并记录相应的事件记录。

(7)零序反时限过流保护

装置配置的零序反时限过流保护可以选择三种曲线：一般反时限(NormallyInverse Curve)、非常反时限(Very Inverse Curse)、极端反时限(Etremely InverseCurse)。反时限公式及曲线同相电流反时限保护。

零序定时限过流保护可以选择退出/告警/跳闸。

(8)重合闸

重合闸动作逻辑模拟传统的电容器充放电方式，重合闸充电条件如下：

1、重合闸小键盘(定值)投入；

2、开关在合闸位置(开入量1处于合位)；

3、没有外部重合闸闭锁接点或有该接点但处于分位(即继保开入量2处于分位)

满足上述条件15秒后，重合闸充电完成。充电后如上述任一条件不满足或者装置接收到遥控命令，重合闸将立刻放电。

重合闸充满电之后，当开关合闸位置一旦消失装置随即启动重合闸功能，经延时后装置输出合闸命令。

(9)PT断线报警

装置接入电压为线电压，装置自动判别电压回路是否断线。判据如下：

i.没有两段定时限过流保护动作信号；

ii.任一相电流大于0.2A，任一线电压小于2V；

两个条件均满足，则判为PT断线。监测到PT断线后，装置自动发出告警信号。

(10)过负荷保护

装置采集三相电流，与过负荷电流定值比较，当装置检测到电流大于定值时，经可整定延时后发出告警信号。

(11)非电量保护

装置具有4路非电量保护，分别为轻瓦斯告警、重瓦斯跳闸、高温告警和超温跳闸，当所选择的开入信号合时，延时发出告警或跳闸信号。

(12)开关量输入

装置共具有7路开关量输入回路。输入回路由外部电源供电，电源电压可以由用户定制，在订货时予以说明。一般没有特别说明时，电源电压一般与装置的供电电源电压相同。装置已在硬件和软件上充分考虑了开关量采集的去抖动措施，没有特殊要求时装置可以分辨到30ms的脉冲宽度，分辨精度为1ms。其中开入量1已定义为开关合位信号，开入量2定义为闭锁重合闸信号，其他开入可配置为非电量保护。

(13)事件记录

装置可以记录共100条历史事件记录。记录包括过流保护动作、开关量输入变位、设备故障等各种类型事件，每条记录包含了事件发生的时标(精确到毫秒)、事件发生时的各种交流输入量值、各路开关量输入状态等信息。由于事件信息记录于EEPROM芯片中，装置掉电并不会丢失事件信息。

事件记录按照发生时间的先后顺序存储，当事件超过100条时，装置自动依次用最新的记录覆盖最旧的记录。在装置的液晶屏幕上可以察看各条事件记录内容，也可以通过通讯总线上传记录。

参数的设定包括系统参数和定值参数，系统参数在出厂时一定设定好；具体地包括通讯地址、波特率、系统密码、CT变比、PT变比等；

定值参数包含了保护功能的所需控制参数，如表一所示；

表一

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种智能型微机保护测控装置，其特征在于，包括：显示屏、键盘、指示灯、接线端子和测控电路；所述测控电路包括：控制器、交流采样器、开入电路、保护电路、通信电路和电源；所述保护电路包括采样线圈；所述采样线圈与所述控制器连接；所述控制器与过流保护软压板、过压保护软压板、重合闸软压板、低电压保护软压板、零序方向软压板、母线接地软压板、TV断线软压板、过负荷软压板通信；所述显示屏、所述键盘、所述指示灯均与所述测控电路电性连接；所述接线端子与环网柜电性连接；所述显示屏显示测控结果；所述键盘选择测控任务。

2.根据权利要求1所述的一种智能型微机保护测控装置，其特征在于，所述电源包括内置电源或外接电源。

3.根据权利要求1所述的一种智能型微机保护测控装置，其特征在于，所述指示灯设置有四个，分别指示运行状态、跳闸信号、告警信号、通讯状态。

4.根据权利要求1所述的一种智能型微机保护测控装置，其特征在于，所述键盘设置有6个按键，分别为确认键、退出键、上移光标/加一键、下移光标/减一键、左移光标键、右移光标键。

5.根据权利要求1所述的一种智能型微机保护测控装置，其特征在于，所述开入电路包括7路开关量的输入回路，所述输入回路由外部电源供电。

6.根据权利要求1所述的一种智能型微机保护测控装置，其特征在于，所述通信电路提供RS-485通讯总线接口，并向用户提供开放的通讯协议。

7.根据权利要求1所述的一种智能型微机保护测控装置，其特征在于，所述保护电路具有4路非电量保护，分别为轻瓦斯告警、重瓦斯跳闸、高温告警和超温跳闸，当所选择的开入信号合时，延时发出告警或跳闸信号。

8.根据权利要求1所述的一种智能型微机保护测控装置，其特征在于，所述智能型微机保护测控装置还包括存储器；所述存储器进行事件记录，所述显示屏上查看所述事件记录的内容或通过通讯总线上传至上位机。

9.根据权利要求1所述的一种智能型微机保护测控装置，其特征在于，所述智能型微机保护测控装置包括立式和横式两种。