CN111834975A - 一种过压或欠压断路断相保护器电压数据存储方法 - Google Patents
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Abstract
一种过压或欠压断路断相保护器电压数据存储方法，属保护装置领域。电压互感器采样电压；通过差分输入的形式输送到电能计算芯片的模数转换器中进行数据转换；电能计算芯片通过SPI串行通讯协议与单片机通信；对存储的数据进行计数，当数据接近或达到数据存储的上限时，将数据进行动态位移，从而保证新来的数据的存储空间；)当检测到的电压值低于正常值时，将存储器的数据上传到电脑端，电脑端将数据存储到数据库；检测到有一相的电压超过额定电压设置上限，立即断开所有的三相电；检测到有一相的电压为零，立即断开所有的三相电。其采用动态循环储存方法，将数据进行动态位移，从而保证新来的数据的存储空间。
Description
技术领域
本发明属于保护装置领域，尤其涉及一种用于过压或欠压断路断相保护器的电压数据存储方法。
背景技术
随着工农业生产的发展，三相电动机得到了广泛的应用，在生产机械的电气控制线路中，采取了对电动机的各种保护措施。
而供电线路中可能会因大型负载的变化而产生过压或欠压，造成其它用电设备的损坏，为了维护供电线路的安全，必须有一个保护电路装置，当供电线路出现过电压、欠电压时，保护器能在持续高压冲击下迅速、安全地切断电路，避免异常电压送入终端电器造成事故的发生，当电压恢复正常值，保护器将在规定时间内自动接通电路，确保终端电器在无人值守情况下正常运行。
由于科技的迅速发展，目前断路保护器的类型，有通过检测各路电压控制通断的，有检测各路电流进行通断的，但其在使用中仍存在一些不足，其只能显示实时电压数据，或者直接断电，无法存储和导出断路前一段时间的电压数据，无法为电路故障分析提供相关数据。
所以说，本领域亟需一种新的技术来改变这样的现状。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种过压或欠压断路断相保护器电压数据存储方法。其采用动态循环储存方法，在电压数据存储的过程中，对存储的电压数据进行计数，当数据接近或达到数据存储的上限时，将数据进行动态位移，使得最先存储的数据依次移出存储器，从而保证新来的数据的存储空间。
本发明的技术方案是：提供一种过压或欠压断路断相保护器电压数据存储方法，其特征是：
1)通过电压互感器采样电压；
2)通过差分输入的形式输送到电能计算芯片的模数转换器中进行数据转换；
3)电能计算芯片通过SPI串行通讯协议与单片机通信；
4)对存储的数据进行计数，当数据接近或达到数据存储的上限时，将数据进行动态位移，使得最先存储的数据依次移出存储器，从而保证新来的数据的存储空间；
5)当检测到的电压值低于正常值时，将存储器的数据上传到电脑端，电脑端将数据存储到数据库；
6)检测到有一相的电压超过额定电压设置上限，立即断开所有的三相电；
7)检测到有一相的电压为零，立即断开所有的三相电。
具体的，所述的电能计量芯片在进行电压相序检测时，以三相四线模式按照A/B/C三相电压的过零点顺序进行判断。
进一步的，电压相序正确的判断依据包括：当A相电压过零之后，B相电压过零，然后才是C相电也压过零，否则电能计量芯片判断电压错序。
具体的，若当A/B/C三相电压中任何一相没有电压输入时，电能计量芯片判断电压错序。
具体的，当电路出现过电压、欠电压时，保护器迅速、安全地切断电路，避免异常电压送入终端电器造成事故的发生。
进一步的，当电压恢复正常值，保护器将在规定时间内自动接通电路，确保终端电器在无人值守情况下正常运行。
与现有技术比较，本发明的优点是：
1.利用电能计算芯片ATT7022EU，采用AD转换器采集每一相的电压有效值，然后将其存储到掉电不掉数据的存储器里；
2.对存储的数据进行计数，当数据接近或达到数据存储的上限时，将数据进行动态位移，使得最先存储的数据依次移出存储器，从而保证新来的数据的存储空间。
附图说明
图1为本发明方法的流程方框图；
图2为本发明过压或欠压断路断相保护器采集电压数据的电路图；
图3为本发明过压或欠压断路断相保护器采集电压数据存储电路图；
图4为电能计量芯片ATT7022EU模块的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
在现有过压或欠压断路断相器的使用过程中，解决无法存储和导出断路前一段时间的电压数据的问题。
如图1中所示，为了解决上述问题，本发明的技术方案，提供了一种过压或欠压断路断相保护器电压数据存储方法，其发明点在于：
1)通过电压互感器采样电压；
2)通过差分输入的形式输送到电能计算芯片的模数转换器中进行数据转换；
3)电能计算芯片通过SPI串行通讯协议与单片机通信；
4)对存储的数据进行计数，当数据接近或达到数据存储的上限时，将数据进行动态位移，使得最先存储的数据依次移出存储器，从而保证新来的数据的存储空间；
5)当检测到的电压值低于正常值时，将存储器的数据上传到电脑端，电脑端将数据存储到数据库；
6)检测到有一相的电压超过额定电压设置上限，立即断开所有的三相电；
7)检测到有一相的电压为零，立即断开所有的三相电。
本发明的技术方案，在原有三相电保护器的基础上，将原本用于电能计算芯片ATT7022EU应用在断路断相保护器上面，构成一种新型的电压数据存储模块，可以准确快速的采集断电前后电压值，提供原始数据，为电路的故障分析提供相关数据依据。
在上述方案中的电压数据存储模块，由AD转换器、单片机、电源驱动、动态掉电保护数据存储器、电压数据提取电路等部分组成。
其采用专门设计的硬件电路和软件程序，重新规划了器件布局，嵌入到传统的断路断相保护器上，实现电压数据的直接存储。其过欠压断路断相保护器控制线路采用高速微低功耗处理器为核心、磁保持继电器为主电路、采用模数化标准设计，当供电线路出现过电压、欠电压时，保护器能在持续高压冲击下迅速、安全地切断电路，避免异常电压送入终端电器造成事故的发生，当电压恢复正常值，保护器将在规定时间内自动接通电路，确保终端电器在无人值守情况下正常运行。
进一步的，本发明的具体技术方案如下：
(1)硬件***设计：
设计本技术方案的数据采集模块时，创新性地将电能计量芯片ATT7022EU(参见图3中所示)运用到了断路断相保护器上面，该模块包括了两个部分：分别为电压采样电路与单片机通信电路。
模拟输入部分转换电路是信号的起始端，该部分主要是由电压互感器(参见图2中所示)通过差分输入的形式输送到ATT7022EU的模数转换器中进行数据转换。由于电能计算芯片ATT7022EU具有较高的采样精度(19bit ADC)及采样速率(14.4khz)，支持过零中断，采样中断，电能脉冲中断，校表中断，具有电压暂降、欠压、过流检测功能，所以在采集数据时会更叫高效和准确。
通过电压互感器采样电流进行AD转换，为了提升了抗干扰能力和稳定性通过差分输入的方式将采集的数据传输给电能计量芯片ATT7022EU，电能计量芯片ATT7022EU是一颗高精度三相电能专用计量芯片，其电能计量芯片ATT7022EU模块的电路图可参见图4中所示。
本发明采用三相四线制应用，运用继电器驱动进行放大信号处理，同时增加了光耦，提高了抗干扰性和传输的效率。
在本技术方案中，利用电能计量芯片ATT7022EU电压相序检测时是按照A/B/C三相电压的过零点顺序进行判断，电压相序正确的依据：当A相电压过零之后，B相电压过零，然后才是C相电压过零，否则电压错序。另外，只要当A/B/C三相只要当A/B/C三相电压中任何一相没有电压输入时，电能计量芯片ATT7022EU也认为是电压错序。
电能计算芯片ATT7022EU通过SPI串行通讯协议与单片机通信。检测到有一相的电压超过额定电压流设置上限，立即断开所有的三相电；检测到有一相的电压为零，立即断开所有的三相电。
(2)软件***设计：
本***使用STM32单片机和官方***库，使用SPI接口协议与ATT7022E通讯，采用查询方式读取电流数据。使用SPI接口协议与储存芯片(参见图3中所示)进行通讯。
***硬件上电复位后主程序开始执行，首先对GPIO,UART,SPI,接口进行初始化，电能计算芯片ATT7022EU的芯片初始化。
初始化后进入程序主循环，先对电压进行采集并循环储存到共3000字节的数据，采集数据后对电压进行数据转换，并和额定设置的数据进行比较，***会对LED灯做出相应显示状态的指令。
若超出额定值的上限值则进入超限额处理程序，首先断开继电器，采集最后1秒的电压并和前4秒的数据进行时间顺序排列，通知上位机发生断电并发送数据。***停止运行并等待按下复位键。若未超出额定值的上限值则返回主程序循环。
(3)技术效果：
本次对断路断相保护器在过压或欠压断路断相保护器电压数据存储方法以下明显的技术特点：
3.1)存储断路断相保护器断路前电压数据的方法：
本发明利用电能计算芯片ATT7022EU，采用AD转换器采集每一相的电压有效值，然后将其存储到掉电不掉数据的存储器里；
3.2)断路断相保护器电压数据动态循环存储方法：
由于存储器的存储空间有限，所以在存储到一定的电压数据时，存储器会存满而出现溢出现象。
本技术方案对存储的数据进行计数，当数据接近或达到数据存储的上限时，将数据进行动态位移，使得最先存储的数据依次移出存储器，从而保证新来的数据的存储空间。
由于图2至图4中所示均采用业内的标准绘图和标注方法，故其中各电路中的具体元件构成和相互之间的连接关系在此不再叙述，本领域的技术人员，在掌握了本发明解决问题的思路后，完全可以毫无异义地明白其所要表达的含义以及工作原理和信号传输途径。
本发明的技术方案，采用动态循环储存方法，对存储的数据进行计数，当数据接近或达到数据存储的上限时，将数据进行动态位移，使得最先存储的数据依次移出存储器，从而保证新来的数据的存储空间。
从而电路出现过电压、欠电压时，保护器能在持续高压冲击下迅速、安全地切断电路，避免异常电压送入终端电器造成事故的发生，当电压恢复正常值，保护器将在规定时间内自动接通电路，确保终端电器在无人值守情况下正常运行。
本发明可广泛用于过压或欠压断路断相保护器电压数据的存储领域。
Claims (6)
1.一种过压或欠压断路断相保护器电压数据存储方法，其特征是：
1)通过电压互感器采样电压；
2)通过差分输入的形式输送到电能计算芯片的模数转换器中进行数据转换；
3)电能计算芯片通过SPI串行通讯协议与单片机通信；
4)对存储的数据进行计数，当数据接近或达到数据存储的上限时，将数据进行动态位移，使得最先存储的数据依次移出存储器，从而保证新来的数据的存储空间；
5)当检测到的电压值低于正常值时，将存储器的数据上传到电脑端，电脑端将数据存储到数据库；
6)检测到有一相的电压超过额定电压设置上限，立即断开所有的三相电；
7)检测到有一相的电压为零，立即断开所有的三相电。
2.按照权利要求1所述的过压或欠压断路断相保护器电压数据存储方法，其特征是所述的电能计量芯片在进行电压相序检测时，以三相四线模式按照A/B/C三相电压的过零点顺序进行判断。
3.按照权利要求2所述的过压或欠压断路断相保护器电压数据存储方法，其特征是电压相序正确的判断依据包括：当A相电压过零之后，B相电压过零，然后才是C相电也压过零，否则电能计量芯片判断电压错序。
4.按照权利要求2所述的过压或欠压断路断相保护器电压数据存储方法，其特征是若当A/B/C三相电压中任何一相没有电压输入时，电能计量芯片判断电压错序。
5.按照权利要求1所述的过压或欠压断路断相保护器电压数据存储方法，其特征是当电路出现过电压、欠电压时，保护器迅速、安全地切断电路，避免异常电压送入终端电器造成事故的发生。
6.按照权利要求1所述的过压或欠压断路断相保护器电压数据存储方法，其特征是当电压恢复正常值，保护器将在规定时间内自动接通电路，确保终端电器在无人值守情况下正常运行。
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