CN205509472U - 一种高压电动机保护装置 - Google Patents
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Abstract
一种高压电动机保护装置，属于电力技术领域，所述高压电动机保护装置采用插件式结构，包括交流插件、CPU插件、人机对话插件和信号插件，所述高压电动机保护装置充分利用ARM微处理器强大的计算能力、逻辑分析判断能力及通信能力，来实现高压电动机运行参数测量、保护功能配置、数据通信等功能，本装置高压电动机所产生的各种电气故障进行全面的保护，实现了高压电动机保护的智能化和网络化。
Description
技术领域
本实用新型涉及交流电动机保护领域，特别涉及一种高压电动机保护装置，属于电力技术领域。
背景技术
电动机是一种能量转换设备，它将电能转换为机械能，在国民经济发展中占有重要的地位，尤其是高压交流异步电动机因其结构牢固、机械特性较好、运行和控制方便等优点，在冶金、矿业、化工、纺织、石化、电力等行业得到了广泛的应用。随着生产自动化程度的逐步提高，尤其是大量自动控制、顺序控制设备的广泛应用，对电动机的运行状况要求也越来越苛刻。在工业现场中，尤其是运行在冶金、矿业、石化等场所的高压电动机大部分需要长期不停机，运行在高温、高湿、高腐蚀等环境，并且经常在频繁启动和制动、正反转频繁交替以及负荷不稳定等多种复杂的工况下运行，再加上因人为误操作、电网***波动较大等问题，电动机经常发生过载、短路、缺相等故障，造成了高压电动机损坏更加频繁。因此，研究有效的高压电动机保护***，使其既能对高压电动机运行过程中可能出现的各种电气故障进行有效、迅速、可靠的保护，又能充分提高高压电动机的运行效率，对促进国民经济的发展和降低生产过程中的经济损失具有重要的作用。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种高压电动机保护装置，该保护装置测量精度高、保护功能齐全、控制方式简单、维护方便，可对高压电动机所产生的各种电气故障进行全面保护，并具有测控功能和远程通信功能，实现了高压电动机保护的智能化和网络化，提高了高压电机运行的可靠性。
为实现本实用新型的目的，采用了下述的技术方案：一种高压电动机保护装置，采用插件式结构，包括交流插件、CPU插件、人机对话插件和信号插件，所述交流插件、CPU插件、人机对话插件、信号插件之间通过总线连接，所述交流插件包括互感器、信号调理电路和模/数转换电路，所述互感器的输入端分别与高压电动机电流输入端、电压输入端连接，信号调理电路的输入端与互感器的输出端连接，信号调理电路的输出端与模/数转换电路的输入端连接，用于采集高压电动机的运行参数，所述CPU插件包括ARM微处理器、开关量输入电路、通信接口电路、电源电路、复位电路、晶振电路、存储电路，用于完成数据处理、电气量计算、保护判断、开关量输入信号状态判断、参数设置功能，所述人机对话插件包括按键电路、显示电路和RS232电路，用于显示数据、设置参数和调试***，所述信号插件包括跳闸信号、合闸信号、跳闸出口和合闸出口，所述信号插件是所述高压电动机保护装置与外部控制单元的接口电路，用以对断路器进行跳闸操作和合闸操作，作为本实用新型的进一步优化方案，所述交流插件中保护电流输入使用变比为100A/7.07V的电流互感器，测量电流使用变比为5A/7.07V的电流互感器，零序电流使用变比为20A/7.07V的电流互感器，输入电压使用变比为120V/7.07V的电压互感器，模/数转换电路采用的芯片型号为AD7606，作为本实用新型的进一步优化方案，所述CPU插件中的ARM微处理器采用的芯片型号为MB9BF618S，作为本实用新型的进一步优化方案，所述CPU插件中通信接口电路包括两路RS485总线接口和两路以太网接口，RS485总线接口采用的芯片型号为ISO3082，以太网接口采用的芯片型号为DP83849ID，作为本实用新型的进一步优化方案，所述高压电动机保护装置配置有启动超时保护、堵转保护、比率差动保护、磁平衡差动保护、两段式电流保护、过负荷保护、反时限过电流保护、三段负序过流保护、零序过流保护、过热保护、低电压保护和高电压保护等保护功能，每种保护功能通过保护控制字进行整定。
本实用新型的积极有益技术效果在于：所述高压电动机保护装置充分利用ARM微处理器强大的计算能力、逻辑分析判断能力及通信能力，来实现高压电动机运行参数测量、保护功能配置、数据通信等功能，对高压电动机所产生的各种电气故障进行全面的保护，具有保护功能齐全、通信方式灵活、人机交换便捷、采样精度高、功能扩展能力强、性价比高、接线简单等优点，实现了高压电动机保护的智能化和网络化。
附图说明
图1是本实用新型所述高压电动机保护装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
如图1所示，一种高压电动机保护装置，采用插件式结构，包括交流插件、CPU插件、人机对话插件和信号插件。
所述交流插件包括互感器、信号调理电路和模/数转换电路，互感器电路包括三路保护电流互感器、三路测量电流互感器、一路零序电流互感器、三路电压互感器、三路磁平衡互感器，电流互感器额定输入电流为100A，电压互感器额定输入电压为100V，保护电流输入使用变比为100A/7.07V的电流互感器，测量电流使用变比为5A/7.07V的电流互感器，零序电流使用变比为20A/7.07V的电流互感器，输入电压使用变比为120V/7.07V的电压互感器，电流互感器、电压互感器和磁平衡电流的作用是将输入的电流和输入电压转换成幅值为-10V~10V的交流电压，信号调理电路的作用是对互感器输出的交流电压进行滤波处理，模/数转换电路的作用是对调理后的交流电压进行采样，并将采样结果转换成数字量。
所述交流插件中的模/数转换电路使用芯片AD7606，AD7606是一款具有8通道同步采样的16位模/数转换器，采用5 V单电源供电，可以直接处理±10 V或±5 V的双极性输入信号，最高耐压值可达16.5 V，AD7606内部集成了低噪声、高输入阻抗的信号调理电路和二阶抗混叠模拟滤波器，使得电压互感器和电流互感器的输出信号可以直接输入AD7606，设计电路是使用2片AD7606构成模/数转换电路。
所述CPU插件包括ARM微处理器、开关量输入电路、通信接口电路、电源电路、复位电路、晶振电路、存储电路，用于完成数据处理、电气量计算、保护判断、开关量输入信号状态判断、参数设置等功能，ARM微处理器使用芯片MB9BF618S，MB9BF618S的时钟频率最高可达144 MHz，片内集成有128 KB的SRAM和1024 KB的FLASH ROM，含有8个多功能串行通信口，含有16个基本定时器和3个多功能定时器，内部集成有2路以太网控制器。
所述CPU插件中的开关量输入电路用于采集开关量信号的状态，通信接口电路包括两路RS485总线接口和两路以太网接口，用于保护装置与其它设备或监控中心进行数据通信，RS485总线接口使用芯片ISO3082实现，以太网接口使用芯片DP83849ID实现，电源电路为整个保护装置提供合适的工作电压，包括+24V、+5V、+3.3V、+1.5V直流电压。
所述人机对话插件包括按键电路、显示电路和RS232电路，用于显示数据、设置参数和调试***，按键电路和显示电路是与外界进行信息交互的接口，按键使用独立按键实现，共有9个独立按键，显示电路使用128×64液晶显示屏，RS232电路是对***进行调试的接口。
所述信号插件包括跳闸信号、合闸信号、跳闸出口和合闸出口，是所述高压电动机保护装置与外部控制单元的接口电路，跳闸信号用于指示跳闸工作状态，合闸信号用于指示合闸工作状态，跳闸出口、合闸出口用于完成跳闸操作、合闸操作，并具有保持、防跳和位置监视等功能。
所述高压电动机保护装置配置有启动超时保护、堵转保护、比率差动保护、磁平衡差动保护、两段式电流保护、过负荷保护、反时限过电流保护、三段负序过流保护、零序过流保护、过热保护、低电压保护和过电压保护等保护功能，并且每种保护功能都设置有保护控制字，可以通过对保护控制字的整定，投入或退出保护，各保护功能的整定值和出口方式可以通过按键或通信网络来配置。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在本实用新型的基础上所作出的变化、改型、添加或者替换，也属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种高压电动机保护装置，包括交流插件、CPU插件、人机对话插件和信号插件，所述交流插件、CPU插件、人机对话插件、信号插件之间通过总线连接，所述交流插件包括互感器、信号调理电路和模/数转换电路，所述互感器的输入端分别与高压电动机电流输入端、电压输入端连接，信号调理电路的输入端与互感器的输出端连接，信号调理电路的输出端与模/数转换电路的输入端连接，用于采集高压电动机的运行参数，所述CPU插件包括ARM微处理器、开关量输入电路、通信接口电路、电源电路、复位电路、晶振电路、存储电路，用于完成数据处理、电气量计算、保护判断、开关量输入信号状态判断、参数设置功能，所述人机对话插件包括按键电路、显示电路和RS232电路，用于显示数据、设置参数和调试***，所述信号插件包括跳闸信号、合闸信号、跳闸出口和合闸出口，所述信号插件是所述高压电动机保护装置与外部控制单元的接口电路，用以对断路器进行跳闸操作和合闸操作。
2.根据权利要求1所述的一种高压电动机保护装置，其特征在于：所述交流插件中保护电流输入使用变比为100A/7.07V的电流互感器，测量电流使用变比为5A/7.07V的电流互感器，零序电流使用变比为20A/7.07V的电流互感器，输入电压使用变比为120V/7.07V的电压互感器，模/数转换电路采用的芯片型号为AD7606。
3.根据权利要求1所述的一种高压电动机保护装置，其特征在于：所述CPU插件中的ARM微处理器采用的芯片型号为MB9BF618S。
4.根据权利要求1所述的一种高压电动机保护装置，其特征在于：所述CPU插件中通信接口电路包括两路RS485总线接口和两路以太网接口，RS485总线接口采用的芯片型号为ISO3082，以太网接口采用的芯片型号为DP83849ID。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106602522A (zh) * | 2017-02-13 | 2017-04-26 | 安阳工学院 | 一种电压互感器并列装置及其自动并列控制逻辑 |
| CN107276033A (zh) * | 2017-08-15 | 2017-10-20 | 承德建龙特殊钢有限公司 | 一种超大型电动机的差动保护方法和装置 |
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