一種通用數(shù)字式臨時(shí)繼電保護(hù)裝置

王起琦　石磊　官鑫　張旗

摘要：本文分析了研制該繼電保護(hù)裝置的技術(shù)背景，同時(shí)分析了現(xiàn)有產(chǎn)品功能及通用性不足的原因。介紹了一種通用數(shù)字式臨時(shí)繼電保護(hù)裝置，能夠提供更好的通用性，而且通過(guò)封閉箱體安裝，適用于小型高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備或低壓成套設(shè)備的嵌入式安裝，功能全面，接線簡(jiǎn)潔。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù) 通用 數(shù)字式 裝置

中圖分類號(hào)：TM773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）08-0130-01

1 技術(shù)背景

數(shù)字電力保護(hù)是通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)分析做出判斷，以保護(hù)在一些狀況下對(duì)線路、變壓器、電動(dòng)機(jī)及電容進(jìn)行繼電保護(hù)，現(xiàn)有的數(shù)字電力保護(hù)主要為高壓電力系統(tǒng)電力故障保護(hù)應(yīng)用設(shè)計(jì)，體積較大，不適用于小型高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備或低壓成套設(shè)備的嵌入式安裝，功能冗余，接線繁瑣?，F(xiàn)有的行業(yè)內(nèi)設(shè)計(jì)有低壓保護(hù)系統(tǒng)，傳統(tǒng)的低壓保護(hù)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但功能不足，不可現(xiàn)場(chǎng)整定調(diào)節(jié)，沒(méi)有通訊接口，且現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試?yán)щy，不能滿足用戶對(duì)高級(jí)功能的要求。

現(xiàn)有產(chǎn)品功能都是針對(duì)具體應(yīng)用而設(shè)計(jì)，如：必須按照不同的保護(hù)對(duì)象分為變壓器、電動(dòng)機(jī)、線路等，而通用性不足，不能滿足用戶相當(dāng)靈活的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用需求；而且現(xiàn)有的高壓電力系統(tǒng)的電力保護(hù)裝置不適用于低壓設(shè)備上，原因有如下：（1）產(chǎn)品自身體積過(guò)大，不能嵌入到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的專用控制箱體中；（2）該類產(chǎn)品一般按照中壓系統(tǒng)的運(yùn)行方式設(shè)置參數(shù)或功能，沒(méi)有考慮到低壓設(shè)備特殊的運(yùn)行工況，使保護(hù)功能存在較大的缺陷；（3）過(guò)高的自身功率損耗，使產(chǎn)品發(fā)熱較嚴(yán)重，在通風(fēng)不良的情況下，會(huì)出現(xiàn)功能失效。

2 裝置結(jié)構(gòu)組成及特征

2.1 裝置結(jié)構(gòu)組成

該裝置包括一組電路板，電路板包括一個(gè)嵌入式控制器，連接有信號(hào)采集模塊，連接有信號(hào)輸入端子，有輸入模塊、顯示模塊及控制信號(hào)輸出端子，電路板設(shè)于封閉的金屬箱體內(nèi)，箱體包括面板及設(shè)于面板后方的殼體，殼體由后端面和側(cè)板組成，輸入模塊和顯示模塊設(shè)于面板上，信號(hào)輸入端子和控制信號(hào)輸出端子設(shè)于殼體的后端面上。

2.2 智能數(shù)字保護(hù)裝置特征

包括與電力母線連接的電流互感器感應(yīng)取能與測(cè)量線圈、低能量聚集與高能量泄放調(diào)控單元、超低功耗信號(hào)處理單元、與低電壓脫扣器連接的低電壓脫扣器供能單元、無(wú)線通信單元、故障指示單元、參數(shù)設(shè)置與整定單元和信號(hào)調(diào)理單元，電流互感器感應(yīng)取能與測(cè)量線圈還與信號(hào)調(diào)理單元的輸入端、低能量聚集與高能量泄放調(diào)控單元的輸入端連接；低能量聚集與高能量泄放調(diào)控單元的輸出端分別與信號(hào)調(diào)理單元、超低功耗信號(hào)處理單元、低電壓脫扣器供能單元、無(wú)線通信單元、故障指示單元和參數(shù)設(shè)置與整定單元連接，為它們提供工作電源；信號(hào)調(diào)理單元的輸出端與超低功耗信號(hào)處理單元的輸入端連接，為超低功耗信號(hào)處理單元提供分析信號(hào)；超低功耗信號(hào)處理單元的輸入輸出端口還分別與低電壓脫扣器供能單元、無(wú)線通信單元、故障指示單元和參數(shù)整定單元連接，為超低功耗信號(hào)處理單元提供信號(hào)的輸入及輸出。

3 裝置設(shè)計(jì)技術(shù)方案分析

3.1 裝置技術(shù)方案

該裝置包括一組電路板，所述的電路板中包括一個(gè)嵌入式控制器，嵌入式控制器連接有信號(hào)采集模塊，信號(hào)采集模塊連接有信號(hào)輸入端子，嵌入式控制器連接有輸入模塊、顯示模塊及控制信號(hào)輸出端子，電路板設(shè)于一個(gè)封閉的金屬箱體內(nèi)，箱體包括一面板及設(shè)于面板后方的殼體，殼體由后端面和側(cè)板組成，輸入模塊和顯示模塊設(shè)于面板上，信號(hào)輸入端子和控制信號(hào)輸出端子設(shè)于殼體的后端面上。

本文介紹的通用數(shù)字電力保護(hù)裝置通過(guò)嵌入式控制器在進(jìn)行信號(hào)的處理和發(fā)送，可將現(xiàn)有的各類專用的設(shè)備和線路的保護(hù)裝置的控制軟件寫入該嵌入式控制器中，從而能夠提供更好的通用性；而且通過(guò)封閉箱體安裝，適用于小型高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備或低壓成套設(shè)備的嵌入式安裝，功能全面，接線簡(jiǎn)潔。

3.2 具體實(shí)施方式

本文介紹的通用數(shù)字電力保護(hù)裝置包括一組電路板，電路板包括一個(gè)嵌入式控制器，嵌入式控制器連接有信號(hào)采集模塊，所述的信號(hào)采集模塊連接有信號(hào)輸入端子，嵌入式控制器連接有輸入模塊、顯示模塊及控制信號(hào)輸出端子。電路板設(shè)于一個(gè)封閉的金屬箱體內(nèi)，箱體包括一面板及設(shè)于面板后方的殼體，殼體由后端面和側(cè)板組成，輸入模塊和顯示模塊設(shè)于面板上，信號(hào)輸入端子和控制信號(hào)輸出端子設(shè)于殼體的后端面上。

為了與小型高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備或低壓成套設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)安裝位相配合，在實(shí)際工程中，箱體的高度為60.5mm；箱體的寬度為116.5mm；箱體的長(zhǎng)度為104.5mm。由于信號(hào)輸入端子和控制信號(hào)輸出端子在裝配以后會(huì)突出于殼體的后端面，從而會(huì)占用一定的安裝縱深距離，為了避免與現(xiàn)有的小型高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備或低壓成套設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)安裝位的縱深距離相配合，箱體的長(zhǎng)度包括信號(hào)輸入端子和控制信號(hào)輸出端子長(zhǎng)度。另外，由于顯示模塊需要顯示參數(shù)情況，調(diào)節(jié)選項(xiàng)、警示信息等，為了分類顯示各種內(nèi)容，顯示模塊包括顯示屏和指示燈。由于需要對(duì)顯示屏顯示的內(nèi)容進(jìn)行選擇，所以輸入模塊為一組操作按鍵，方便操作人員使用。

后期工作可以對(duì)該裝置進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，后期研究該數(shù)字式通用臨時(shí)繼電保護(hù)裝置可以進(jìn)行智能化深加工，研制智能數(shù)字繼電保護(hù)通用裝置，設(shè)有參數(shù)設(shè)置與整定單元，該單元可通過(guò)數(shù)字保護(hù)裝置的參數(shù)設(shè)置與整定功能，可以選擇裝置的動(dòng)作啟動(dòng)電流、保護(hù)類型、整定曲線的設(shè)置。使得通用、臨時(shí)、規(guī)范、智能、數(shù)字、繼電保護(hù)裝置設(shè)置及應(yīng)用都更加的智能和人性化。

4 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了一種通用數(shù)字電力保護(hù)裝置，可以有效解決現(xiàn)有繼電保護(hù)檢修工作及相關(guān)技術(shù)中無(wú)法嵌入專用控制設(shè)備、且通用性與穩(wěn)定性較差的問(wèn)題，該裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作方便，可以在現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)使用，具有可靠的穩(wěn)定性和可操作性。適用于小型高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備或低壓成套設(shè)備的嵌入式安裝，接線較為簡(jiǎn)單。

參考文獻(xiàn)

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