专利名称：高压断路器快速保护控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压断路器快速保护控制系统，属于高压开关保护 控制系统技术领域。
技术背景现有技术中有一种高压断路器保护控制系统，包括模拟量输入电路、开 关量输入电路、数据采集与处理单元、开关量输出电路、本地或远程人机接口、电源管理系统等。数据采集与处理单元采集1个周波(20ms)以上的交 流输入信号，通过FFT变换(或DFT变换、均方根运算等)计算提取出所 需要的各种电气特征量，根据保护的投退、动作的整定值等来确定是否送出 保护动作出口信号；开关量输出电路采用输出继电器、中间继电器实现分合 闸驱动，由于输出继电器、中间继电器的机械触点有一定的响应时间，开关 量输出电路将产生控制延时， 一般输出继电器的延时时间为2.5ms以上，中 间继电器的延时时间为8ms以上，即保护控制系统从模拟量输入电路出现故 障电流到给出分合闸驱动信号，最快时至少需要30.5ms以上的延时(忽略软 件计算时间)。当电网出现故障电流，需要高压断路器进行快速保护时，断路 器保护控制系统给断路器本体发出分闸信号的时间最快时至少延时30.5ms 以上。该响应时间增加了故障电流对电网的冲击时间，减少了电网实际运行 寿命，也不利于进行快速故障隔离。 实用新型内容本实用新型的目的是提供一种高压断路器快速保护控制系统，系统通过 縮短测量与保护动作的时间，使保护控制系统从模拟量输入电路出现故障电 流到给断路器发出分闸驱动信号的延时时间减少，从而縮短故障电流对电网 的冲击时间，达到快速保护的目的。本实用新型的目的是通过以下技术方案这样实现的， 一种高压断路器快
速保护控制系统，包括模拟量输入电路、开关量输入电路、数据采集与处理 单元、开关量输出电路、本地人机接口、远程通讯接口、电源管理系统，其 特征是所述的数据采集与处理单元采用DSP高速数字信号处理技术或高速 微控制器技术构成快速数据采集与处理单元，所述的开关量输出电路中的分 合闸驱动电路采用电子式分合闸驱动电路代替传统机械式触点继电器，并构 成开关量快速输出电路。快速数据采集与处理单元采用高速DSP芯片TMS320F2812或高速微控 制器C8051F02X，连续采集交流输入信号(每个周波都按同样采样点数采 样)，并运用了半波对称原理与递推运算，在每个采样点都计算提取出前半个 周波(10ms)时间内所需要的各种电气特征量，从而縮短了故障电流测量与 发出保护控制信号的时间。开关量快速输出电路的电子式分合闸驱动电路选用MOS大功率开关管。本实用新型通过采用DSP高速数字信号处理技术或高速微控制器技术 构成快速数据采集与处理单元，当故障电流大于电流定值时，其保护动作信 号的延时时间将小于10ms+20ms/每周波采样点数，采用电子式分合闸驱动电 路代替传统机械式触点继电器构成开关量快速输出电路，使其分合闸延时时 间小于O.lms，从而縮短保护控制延时时间。该断路器快速保护控制系统从 模拟量输入电路出现故障电流到给出分闸驱动信号，最慢时只有10.4ms的延 时(当采样点为64点时)。因此减少了电网故障电流的保持时间，能够迅速 隔离故障，从而实现快速保护控制。
图1为本实用新型原理框图，包括模拟量输入电路、开关量输入电路、 快速数据采集与处理单元、开关量快速输出电路、本地人机接口、远程通讯 接口、电源管理系统等。图2为本实用新型中电子式分合闸驱动电路原理框图，即开关量快速输 出电路原理框图。
具体实施方式
结合附图和实施例进一步说明本实用新型，如图l所示模拟量输入电 路将三相电压与三相电流信号经过小CT、小PT隔离后，进行滤波处理，再 经过运放电路后送A/D 口；开关量输入电路将开关量信号进行光电隔离、滤除干扰后送到快速数据采集与处理单元的I/O 口 ；本地人机接口包括LCD液 晶显示器与键盘输入，可在当地进行参数设置或观察实时数据与故障记录； 远程通讯接口包括标准的RS232与RS485接口 ，可通过各种通讯介质与远程 监控中心进行数据交换，进行参数设置或远程监控；电源管理系统为断路器 控制系统提供工作电源，并为操作机构提供大功率的操作电源；快速数据采 集与处理单元采用高速DSP芯片TMS320F2812或高速微控制器 C8051F02X，该芯片将程序存储器、数据RAM、 ADC通道、采样保持电路、 模拟开关、定时器等集成在一片芯片内，并具有丰富的接口。快速数据采集 与处理单元对三相电压与三相电流信号的每个周波进行交流采样，并在每次 采样后计算提取出各种电气特征量，根据保护的投退、动作的整定值等来确 定是否送出保护动作出口信号。由于快速数据采集与处理单元运用了半波对 称原理与递推运算，在每个采样点都计算提取出前半个周波(10ms)时间内 所需要的各种电气特征量，当故障电流等于电流定值时，其保护动作信号的 延时时间为(10ms+20ms/每周波采样点数)；当故障电流大于电流定值时， 其保护动作信号的延时时间将小于(10ms+20ms/每周波采样点数)。如图2所示，开关量快速输出电路用电子式分合闸驱动电路来代替传统 的机械式触点继电器，Kl、 K2、 K3、 K4选用MOS大功率开关管，使其分 合闸延时时间小于O.lms，从而縮短保护控制延时时间。该断路器快速保护 控制系统从模拟量输入电路出现故障电流到给出分闸驱动信号，最慢时只有 10.4ms的延时(当采样点为64点时)。因此减少了电网故障电流的保持时间， 能够迅速隔离故障，从而实现快速保护控制。
权利要求1、 一种高压断路器快速保护控制系统，包括模拟量输入电路、开关量输 入电路、数据采集与处理单元、开关量输出电路、本地人机接口、远程通讯接口、电源管理系统，其特征是所述的数据采集与处理单元采用DSP高速数 字信号处理技术或高速微控制器技术构成快速数据采集与处理单元，所述的 开关量输出电路中的分合闸驱动电路采用电子式分合闸驱动电路并构成开关 量快速输出电路。
2、 根据权利要求1所述的高压断路器快速保护控制系统，其特征是快速 数据采集与处理单元采用高速DSP芯片TMS320F2812或高速微控制器 C8051F02X，并运用半波对称原理与递推运算，在每个采样点都计算提取出 前半个周波时间内所需要的各种电气特征量。
3、 根据权利要求1所述的高压断路器快速保护控制系统，其特征是开关 量快速输出电路的电子式分合闸驱动电路选用MOS大功率开关管。
专利摘要本实用新型涉及一种高压断路器快速保护控制系统，属于高压开关保护控制系统技术领域，包括模拟量输入电路、开关量输入电路、数据采集与处理单元、开关量输出电路、本地人机接口、远程通讯接口、电源管理系统，主要特点是数据采集与处理单元采用DSP高速数字信号处理技术或高速微控制器技术构成快速数据采集与处理单元，开关量输出电路采用电子式分合闸驱动电路代替传统机械式触点继电器构成开关量快速输出电路，本实用新型从模拟量输入电路出现故障电流到给出分闸驱动信号，最慢时只有10.4ms的延时(当采样点为64点时)，因此减少了电网故障电流的保持时间，能够迅速隔离故障，从而实现快速保护控制。
文档编号H02H3/00GK201038713SQ200720037710
公开日2008年3月19日 申请日期2007年5月18日 优先权日2007年5月18日
发明者芬 戴, 朱小平 申请人:扬州新概念电气有限公司