CN201726122U - 基于高压电流互感器取电的自供电式微机保护装置 - Google Patents

Abstract

基于高压电流互感器取电的自供电式微机保护装置，涉及10KV-35KV输配电领域所用的保护装置，由高压侧电路报警信号(1)、高压侧电路(2)和微机保护装置(12)构成；高压侧电路(2)包括断路器(K1)、断路器(K2)、断路器(K3)、高压电流互感器(15)、隔离开关(14)和分闸线圈(11)；微机保护装置(12)由开关电源(3)、采样电路(4)、报警信号检测电路(5)、以及滤波、运放处理器(6)、故障检测器(7)、主控制器(8)、控制按键(9)和信号显示器(10)构成。本实用新型解决了现有的同类产品存在的稳定性差，不利于环保和使用周期短，以及成本高的问题。

Description

基于高压电流互感器取电的自供电式微机保护装置 

技术领域

本实用新型涉及10KV-35KV输配电领域所用的保护装置，利用高压电流互感器给微机保护装置供电，实现线路保护。 

背景技术

在10KV-35KV输配电领域，通常都采用高压开关柜配合微机保护装置来进行输配电。当前的高压开关柜主要以SF6环网柜，负荷开关柜，充气柜，中置柜等柜型为主。传统的配电柜由进线柜，PT柜，计量柜和出线柜构成，同时配合有源微机保护装置。有源微机保护装置需要配备辅助电源，如UPS，蓄电池，直流屏等。所配备的相关设备较多，成本较高。同时用于微机保护装置供电的辅助电源(如蓄电池)由于其自身的缺陷性，使稳定性和使用周期均得不到保障。 

另外，传统的10KV-35KV输配电领域，高压开关柜大都有电源的微机保护装置进行监控和保护功能，同时需配备相应的辅助电源(如蓄电池，UPS，直流屏等)，大大增加了成本。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于高压电流互感器取电的自供电式微机保护装置，本实用新型解决了现有的同类产品存在的稳定性差，不利于环保和使用周期短，以及成本高的问题。 

本实用新型基于高压电流互感器取电的自供电式微机保护装置，由高压侧电路报警信号1、高压侧电路2和微机保护装置12构成；高压侧电路2包括断路器K1、断路器K2、断路器K3、高压电流互感器15、隔离开关和分闸线圈11；微机保护装置12由开关电源3、采样电路4、报警信号检测电路5、以及滤波、运放处理器6、故障检测器7、主控制器8、控制按键9和信号显示器10构成； 

高压侧电路报警信号1连接报警信号检测电路5，报警信号检测电路5连接主控制器8，滤波、运放处理器6、故障检测器7、控制按键9、信号显示器10、开关电源3分别连接主控制器8，采样电路4连接滤波、运放处理器6，高压侧电路2上的两组高压电流互感器15分别连接开关电源3和采样电路4；高压侧电路2上的分闸线圈11连接主控制器8； 

开关电源3从高压电流互感器15获取能量，给主控制器8供电；采样电路4从高压电流互感器15采样电气信号，通过连接滤波、运放处理器6处理，输入到主控制器8；报警信号检测电路5检测由高压侧电路报警信号1输入的报警信号，输入到住控制器8.主控制器8接收到输入的各种电气信号后，进行内部处理运算。 

本实用新型所提供的微机保护装置，将开关电源技术，计算机控制技术，继电保护技术结合，以充分利用能源，节约成本为前提，直接通过一次高压电流互感器从高压线路互感获得能源为保护装置供电(有源微机保护装置只利用高压电流互感器进行电流测量)，同样实现普通微机保护装置的功能。同时还可省略PT柜的配备。具有良好的经济性，实用性和稳定性。本实用新型采用开关电源技术，充分利用高压电流互感器的特性，在利用高压互感器采集电气参数的同时，利用其为装置进行供电，可省略PT柜，辅助电源(UPS，蓄电池，直流屏等)，同样可实现电力领域相关的保护功能。以低成本模式实现了配电自动化，智能化，同时还有利于环保。 

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。 

图中标号：1-高压侧电路报警信号2-高压侧电路3-开关电源4-采样电路5-报警信号检测电路6-滤波、运放处理器7-故障检测器8-主控制器9-控制按键10-信号显示器11-分闸线圈12-微机保护装置13-断路器14-隔离开关15-高压电流互感器 

具体实施方式

下面结合附图并用最佳的实施例对本实用新型作详细的说明。 

参阅图1；本实用新型基于高压电流互感器取电的自供电式微机保护装置，由高压侧电路报警信号1、高压侧电路2和微机保护装置12构成；高压侧电路2包括断路器K1、断路器K2、断路器K3、高压电流互感器15、隔离开关和分闸线圈11；微机保护装置12由开关电源3、采样电路4、报警信号检测电路5、以及滤波、运放处理器6、故障检测器7、主控制器8、控制按键9和信号显示器10构成； 

高压侧电路报警信号1连接报警信号检测电路5，报警信号检测电路5连接主控制器8，滤波、运放处理器6、故障检测器7、控制按键9、信号显示器10、开关电源3分别连接主控制器8，采样电路4连接滤波、运放处理器6，高压侧电路2上的两组高压电流互感器15分别连接开关电源3和采样电路4；高压侧电路2上的分闸线圈11连接主控制器8； 

开关电源3从高压电流互感器15获取能量，给主控制器8供电；采样电路4从高压电流互感器15采样电气信号，通过连接滤、波运放处理器6处理，输入到主控制器8；报警信号检测电路5检测由高压侧电路报警信号1输入的报警信号，输入到住控制器8.主控制器8接收到输入的各种电气信号后，进行内部处理运算；通过故障检测器(7)检测故障，通过控制按键(9)进行相关参数设定，通过信号显示器(10)将当前的电气参数显示出来，通过分闸线圈(11)来跳开断路器(13)，保护整个配电线路。 

本实用新型由主控制器(16位低功耗型单片机)，信号采集，信号处理，控制执行等部分组成。主控制器采集实时数据信号，由内部电路进行信号滤波，放大处理，由主控制器利用相关计算机算法进行信号处理，将采集到的电气信号通过液晶屏显示。检测当前电网线路，变压器的信号。同时对实时数据分析，判断和存储。发现有故障信号，主控制器发出分闸信号使断路器分闸，保护电力设备，并记录故障原因，便于电力部门查找原因。使配网自动化，智能化。 

本实用新型通过一次高压电流互感器取电，同时采集高压电气参数，如三相电流，零序电流等，同时监测电力现场的一些电气信号，通过液晶显示模块显示当前采集的信号。发现故障时，由本装置发出分闸信号，由外界的分闸线圈跳开断路器，使供电线路断开，从而保护电力设备。 

高压电流互感器取电：依据互感原理，能量守恒原理，通过一次高压电流互感器从高压线路获得能量，通过滤波，整流等处理转化为供电电源给装置供电供电。 

电气信号采集：通过一次高压电流互感器采集电流信号，经过内部低压电流互感器转化，再进行滤波，放大处理进入主控制器，主控制器进行信号处理计算，通过液晶显示模块显示。 

电气信号的监测：内部采用光电耦合器，继电器等器件为当前电网预留一些开入量，用以监测如变压器油温过高报警，轻瓦斯，高温，超高温报警等报警信号。同时预留开出量，当发现有报警信号时，在分闸的同时，开出量节点可发出报警信号。 

故障记录的保存与查看：采用Flash存储技术，CPU低功耗技术。 

当发生故障时，外部电源断开，此时可利用装置内部高性能锂电池作为供电，通过液晶显示屏查看故障记录，并可将故障记录存储至CPU内部Flash。 

保护功能：：具有定时限、反时限曲线保护实现保护功能，具有零序保护，速断保护功能，具有事故报警功能。 

本实用新型采用开关电源技术，直接通过一次高压电流互感器从高压线路互感获得能源为保护装置供电，同时采集高压电气参数采用滤波，运放，A/D采样等技术，监测当前电网的相关参数，如三相电流，零序电流，变压器油温等，并实现三段式保护，变压器保护，分闸，重合闸，轻瓦斯，重瓦斯，高温报警，超高温报警等保护功能。同时配备远程监控，使配电实现无人自动化，保证电网的安全稳定的运行。 

从经济角度上，本实用新型省去了如直流屏，蓄电池，PT柜等设备，大大节约了成本。 

从稳定性和使用周期上，本实用新型采用从高压电流互感器取电给微机保护装置供电的原理，直接解决了辅助电源(如蓄电池，UPS)的使用周期短，不稳定的问题，使配电设备稳定性大大加强，使用周期增加。 

从实用性上，本实用新型对所采用的高压电流互感器没有技术要求，通常的高压电流互感器均可，大大增加了实用性和普遍性。 

从环保方面，相对于以往的配电设备，本实用新型省略了有污染的蓄电池，大大减少了蓄电池，UPS等在使用中对环境的污染。 

Claims (1)

1.基于高压电流互感器取电的自供电式微机保护装置，其特征在于，由高压侧电路报警信号(1)、高压侧电路(2)和微机保护装置(12)构成；高压侧电路(2)包括断路器(K1)、断路器(K2)、断路器(K3)、高压电流互感器(15)、隔离开关(14)和分闸线圈(11)；微机保护装置(12)由开关电源(3)、采样电路(4)、报警信号检测电路(5)、以及滤波、运放处理器(6)、故障检测器(7)、主控制器(8)、控制按键(9)和信号显示器(10)构成；高压侧电路报警信号(1)连接报警信号检测电路(5)，报警信号检测电路(5)连接主控制器(8)，滤波、运放处理器(6)、故障检测器(7)、控制按键(9)、信号显示器(10)、开关电源(3)分别连接主控制器(8)，采样电路(4)连接滤波、运放处理器(6)，高压侧电路(2)上的两组高压电流互感器(15)分别连接开关电源(3)和采样电路(4)；高压侧电路(2)上的分闸线圈(11)连接主控制器(8)；开关电源(3)从高压电流互感器(15)获取能量，给主控制器(8)供电；采样电路(4)从高压电流互感器(15)采样电气信号，通过连接滤波、运放处理器(6)处理，输入到主控制器(8)；报警信号检测电路(5)检测由高压侧电路报警信号(1)输入的报警信号，输入到主控制器(8).主控制器(8)接收到输入的各种电气信号后，进行内部处理运算。 

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