24kV真空断路器中电流保护控制方法及装置的制作方法

专利名称：24kV真空断路器中电流保护控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于微机继电保护领域，尤其涉及24kV线路过流、短路三段式电流 保护以及躲过线路涌流的电流保护控制方法及装置。
背景技术：
随着社会经济和科学技术的高速发展，城市负荷密度越来越大，12kV配网 已出现许多不适应性，而24kV配网具有投资低、节约线损、供电能力强等特点， 其社会效益和经济效益都是非常明显的。为此，我国目前正投以巨资对24kV电 网进行建设，其中已经对江苏省地区部分进行了 24kV配网线路的全面建设。配 电系统能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到企业用电的通畅，而且涉 及到电力系统能否正常的运行，因此，当配电网络中某条线路处于非正常运行状 态时，线路断路器应该能及时、可靠地将它切除，以防故障的进一步发生和扩大。 另外，当线路中存在变压器空载合闸时，会在线路上出现一个瞬时性涌流。由于 其不是故障性的，线路断路器不需动作，但是其幅值很大，会造成线路一次合闸 不成功或上级线路断路器误跳的情况。因此，在实际运行中，需要线路断路器既 能切断处于过流、短路状态的线路，又可以对线路的过流、短路状态和线路上瞬 时出现的涌流进行区分。目前，线路断路器用电流保护控制装置较少，且现有的装置对于线路过流、 短路的判断采取了基于电流的峰值作为整定值的判断方法，对于躲过线路涌流采 取了线路断路器突然合闸时加入一定的延时时间来实现。这样判断线路的过流、 短路状态存在一定的缺陷，并且上级线路断路器在下级线路突然合闸时有可能会 因为涌流而误跳。发明内容为了解决技术中存在的上述问题，本发明提供一种适合于24kV的新电流保 护控制方法及装置，具体技术方案如下一种电流保护控制方法，包括步骤当突然上电时延时采样，避开本级线路 突然合闸时出现的涌流；在稳定运行后，计算出电流有效值；如果有效值没有超 过整定值，则重新采样；如果有效值超过整定值，则判断线路中电流是涌流还是 过流/短路；如果是涌流则重新采样；如果是过流/短路则做出保护动作。整定值 通过微型CT1 二次侧的电流确定的，整定值范围在5A-30A。所述判断电路中电流有效值是由公式/— [1^7，得出；式中，W—每工频#台'周期的采样点数；i,一采样时刻电流的瞬时值。所述整定值范围可取5A-30A。所述采样点数是》20个，采样周期是20ms。采样周期的确定是因为现有电路中工 频是50Hz。由公式^ =^;+^-^;+t计算辭U k点处半波傅氏算法与全波傅 氏算法的差值，式中，、&，",分别是k点处半波傅氏算法中相电流的余弦系数 和正弦系数；/^,分别是k点处全波傅氏算法中相电流的余弦系数和正弦系数；由公式<formula>formula see original document page 5</formula> 计算得到全波傅氏算法的差动电流 基波值，式中，/i+1^， L一分别是全波傅氏算法中k+l点处相电流基波的余弦系数和正弦系数；/Me， 、^分别是全波傅氏算法中k点处相电流基波的余弦系数 和正弦系数；如果与的比值大于励磁涌流的门坎值(门槛指的范围是0.15-0.3)，则判断是涌流；反之为过流/短路；其中，N为每工频周期的采样点数， 取24;门坎值优选0.2可以可靠的区分励磁涌流和故障电流。一种实现上述方法的电流保护控制装置，包括电源模块、单片机、A、 C相 电流互感器、电量信号采集模块、拨码开关状态输入模块、继电器输出模块和脱 扣线圈驱动模块；所述电源模块的输出连接单片机的电源输入端；A、 C相电流 互感器的输出分别连接电量信号采集模块的输入端，信号采集模块的输出端经 A/D转换后连接单片机的采集信号输入端；拨码开关状态输入模块的输出端连接 单片机的输入端；单片机的输出端连接继电器输出模块的输入端，继电器输出模 块的输出端连接脱扣线圈驱动模块的控制端，脱扣线圈驱动模块的电源端连接到 A、 C互感器的输出端；脱扣线圈驱动模块的输出端连接外部脱扣线圈。所述电量信号采集模块包括两个电流互感器CT1、 CT2，它们的输入端分别 连接A、 C相电流互感器的输出端，两个电流互感器的输出信号分别经可调电阻、 组容滤波电路调理后再经A/D转换传入单片机的采集信号输入端。所述A、 C相 电流互感器输出电流在电流互感器CT1和CT2取样后并联接到一起连接微型电流 互感器CT3的输入端、电流互感器CT3的输出端连经电源模块的输入端。所述拨 码开关状态输入模块是10路拨码开关。所述脱扣线圈驱动模块包括升压电路、储能电容和整流桥，升压电路与储能 电容串联，为储能电容充电；储能电容和整流桥并联接在一起连接控制装置外部 的脱扣线圈，控制脱扣线圈脱扣。所述单片机是美国Silicon Laboratories公司推出的新C8051F系列单片机 C8051F206,它的管脚9、 IO连接相应的晶振电路，频率是16MHz;单片机的复 位输入端还连接复位电路，单片机的输出端还连接LED组成的显示模块。所述时钟模块是由I2C总线接口实时时钟芯片DS1307和+ 3V的纽扣电池组 成，选用32. 768kHz晶振。具体接线方式按照DS1307使用说明书要求接线。与现有技术相比，本发明的有益效果如下采用高性能单片机，可以直接应用于只装设A、 C两相电流互感器的24kV 线路断路器，作为切断过流、短路线路，躲过涌流的电流保护控制装置。它的电 源直接取自线路电流互感器，不需要额外的电压互感器等设备。在电量信号检测方面，它包含电磁干扰抑制电路，具有很高的可靠性；并且 免整定，对电流互感器二次侧电流识别范围在3A—50A之间。在保护时间配合方面，其过流延时时间有16档可选、速断电流倍数4档可选、速断延时时间4档可选、合闸延时时间4档可选，可以充分满足实际运行的需要。在对线路断路器的分闸控制方面，它的脱扣线圈驱动电路采用的是充电电容 和线路电流同时提供电流的方式；由于有了充电电容，线路上电流互感器的功率 要求不大，5VA即可，这样电流互感器的尺寸可以做的较小一些，精度也会提高， 使其更容易安装和使用。在线路过流、短路与涌流的识别方面，其采用通过计算电流有效值启动故障 判别程序，基于差动电流波形特征的励磁涌流识别新方法来识别线路过流、短路 状态和涌流。即在装置突然上电时加入延时，避开本级线路突然合闸时出现的 涌流；在稳定运行后如果计算出电流有效值超过整定值，利用差动电流波形特征 的励磁涌流识别新方法来识别线路过流、短路或是涌流，以避开下级线路出现的 涌流，并对本级线路实施保护。由于使用了时钟模块，该时钟芯片可独立于CPU工作，计时准确，月累计误 差一般小于10s。对故障的报警和记录都需要对时间的精确记录，以方便故障査 询。继电器输出模块，采用了光藕器件隔离，稳定性大大提高，继电器的开断是 通过光藕器件的开断所决定的。


图l为本发明装置电路原理图；图2为本发明装置正视图；图3为本发明装置电源电路原理图；图4为本发明装置复位电路原理图；图5为本发明装置中A、 C两相电流采集测量原理图；图6为本发明装置中开关量输入拨码开关状态输入、单片机模块原理图； 图7为本发明装置继电器输出模块、LED显示原理图； 图8为本发明装置中脱扣线圈驱动电路原理图； 图9时钟电路原理图；图10为本发明装置中单片机程序流程图。图2中A是10路拨码开关、B是A相可调电阻、C是C相可调电阻、D是 LED灯、1 5是外部连线具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步说明。一种电流保护控制方法，包括步骤当突然上电时延时采样，来避开本级线路突然合闸时出现的涌流；在稳定运行后，计算出电流有效值超过整定值；如果 没有超过整定值，则重新采样；如果有效值超过整定值，则判断线路中电流是涌 流还是过流/短路；如果是涌流则重新采样；如果是过流/短路则做出保护动作。 整定值通过微型CT1 二次侧的电流确定的， 一般范围是5A-30A。本实施例中， 整定值是5A。所述判断电路中电流有效值是由公式/=[L^，得出；式中，W—离散采样的采样点数；i,一采样时刻电流的瞬时值。所述采样点数》20个，采样周期是20ms。本实施例中，优选是采样点数是24个。采样周期的确定是因为现有电路 中工频是50Hz。由公式& ^t+t-^^+t^^t^^^J k点处半波傅氏算法与全波傅 氏算法的差值，式中，/iA;， 、^分别是k点处半波傅氏算法中相电流的余弦系数和正弦系数；4，一 4^分别是k点处全波傅氏算法中相电流的余弦系数 和正弦系数；由公式4 = ^+^ + t一 - Vt + C计算得到全波傅氏算法的差动电流 基波值，式中，4+一， 4+一分别是全波傅氏算法中k+l点处相电流基波的余弦系数和正弦系数；、ge， 4^.分别是全波傅氏算法中k点处相电流基波的余弦系数和正弦系数；如果f;^与^4的比值大于励磁涌流的门坎值，则判断是涌流；反之为过流/短路；其中，N为每工频周期的采样点数，取24;门坎值取0,2可以可靠的区分励磁涌流和故障电流。一种实现上述方法的电流保护控制装置，包括电源模块、单片机、A、 C相电流互感器、电量信号采集模块、拨码开关状态输入模块、继电器输出模块和脱扣线圈驱动模块；所述电源模块的输出连接单片机的电源输入端；A、 C相电流 互感器的输出分别连接电量信号采集模块的输入端，信号采集模块的输出端经 A/D转换后连接单片机的采集信号输入端；拨码开关状态输入模块的输出端连接 单片机的输入端；单片机的输出端连接继电器输出模块的输入端，继电器输出模 块的输出端连接脱扣线圈驱动模块的控制端，脱扣线圈驱动模块的电源端连接到 A、 C互感器的输出端；脱扣线圈驱动模块的输出端连接外部脱扣线圈。所述电量信号采集模块包括两个电流互感器CT1、 CT2，它们的输入端分别 连接A、 C相电流互感器的输出端，两个电流互感器的输出信号分别经可调电阻、 组容滤波电路调理后再经A/D转换传入单片机的采集信号输入端。所述A、 C相 电流互感器输出电流在电流互感器CT1和CT2取样后并联接到一起连接微型电流 互感器CT3的输入端、电流互感器CT3的输出端连经电源模块的输入端。所述拨 码开关状态输入模块是10路拨码开关。所述脱扣线圈驱动模块包括升压电路、储能电容和整流桥，升压电路与储能 电容串联，为储能电容充电；储能电容和整流桥并联接在一起连接控制装置外部 的脱扣线圈，控制脱扣线圈脱扣。所述单片机是美国Silicon Laboratories公司推出的新C8051F系列单片机 C8051F206，它的管脚9、 10连接相应的晶振电路，频率是16MHz;单片机的复 位输入端还连接复位电路，单片机的输出端还连接LED组成的显示模块。所述时钟模块是由I2C总线接口实时时钟芯片DS1307和+ 3V的纽扣电池组 成，选用32. 768kHz晶振。具体接线方式按照DS1307使用说明书要求接线。如图3、 4所示，电源模块由电流互感器、全波整流电路、稳压电路、瞬态过压抑制电路、共模和差模抑制电路组成。线路A、 C两相电流互感器输出电流 在微型电流互感器取样后并联接到一起，经过控制器内部另一微型电流互感器、 全波整流电路、稳压电路，使得交流电压变为波动不大的12V直流电压，即可为 继电器供电。集成稳压芯片7805内部含有启动电路、串联稳压电路、保护电路, 把+12V直流电压变为稳定的+5V电压，为运放等器件供电，稳压二极管Z1将电 路的过电压限制在一定水平，保护继电器线圈和后级7805等器件；电容C2可以 抑制因负载变化而产生的噪声，起着一个低频骚扰滤波器的作用。再把+5V直流 电压变为稳定的+3.3V电压，为控制器内部单片机供电，输出接10uF电容来保 证输出的稳定性，如图4所示，这里采用的电压检测芯片是飞利浦公司的 MAX708RD。 MAX708RD是一款用于+3. 3V电源系统的电压监测芯片，复位门槛电压 为+2.63V，具有双路电源监控、电源失效告警和复位功能和手动复位功能。当复 位按钮SW1闭合、系统刚上电或MAX708RD的电源电压降到+2.63V—下时，低有 效复位输出引脚变低，芯片C8051F206可靠复位。显示模块是由LED显示灯组成，作为整定值设定的标志，即在用户在控制器 输入端施加5A电流时，调节可调电阻，当LED显示器由不亮变为均匀闪烁时， 整定值设定完毕。LED显示灯并接在继电器线圈两端。如图5， 6所示，电量信号采集模块分为A、 C两相采集，每一相由一只电 流互感器、 一路可调电阻、阻容滤波电路，运放组成，分别接入单片机的P0.2、 P0.3引脚。如图6所示，拨码开关状态输入模块采用IO路拨码开关，分别连接单片机 的P2.0、 P2.1、 P2.2、 P2.3、 P2.4、 P2.5、 Pl.O、 Pl.l、 P1.2、 P1.3弓l脚。如图7所示，继电器输出模块由继电器、光耦TLP52K驱动三极管和保护 电路组成，单片机输出引脚P1.7与三极管的控制极连接，继电器两端反相并联 快速二极管IN4148。如图8所示，脱扣线圈驱动模块由升压电路、储能电容、整流桥组成，作为 输出端口连接控制装置外部的脱扣线圈。时钟模块的接线如图9所示。装置采用单片机C8051F206作为控制芯片，利用片内A/D转换器采集A、 C 两相电流，由单片机进行处理。该单片机内的控制程序实现电流保护控制方法。本发明采用通过计算电流有效值启动故障判别程序，基于差动电流波形特征 的励磁涌流识别新方法来识别线路过流、短路状态和涌流。线路出现大电流时， 可能是线路过流、短路，也有可能是线路上某台变压器空载合闸出现的涌流。正 是由于励磁涌流与短路电流波形特征的不同，因此本文采用基于差动电流波形特 征的励磁涌流识别新方法就可以在线路出现大电流时，正确辨别线路的过流、短 路状态，躲过涌流。电流有效值的计算公式如公式1所示。(1);式中，/—电流的瞬时值；T —电流的周期；/电流的有效值；离散化得到电流有效值的计算公式2如下所示:(2);式中，iV—离散采样的采样点数；纟一采样时刻电流的瞬时值；采样周期(20ms)内采样24个点，经过单片机C8051F206内部 ADC转换为数字量后存放起来并计算，观察计算值是否超过整定值。若未超过， 重新采样并计算，开始一轮新的循环；若超过，启动涌流识别程序。单片机需要对离散型的采样信号进行计算，假设每一个周期中的采样次数为N，采样顺序为1VN0 (N—1)，则有公式(3)， (4)如下所示。 , 4 ^ . 2ybr 4/ S. . 2)brf 2 g. 2A:;r 2/ g. . 2)br TV TV本设计选取N=24，则有公式(5) (14)如下所示。=士[(/。 —,2) + 0.259(/5 _/7 _乂7 +/9) +o.5(/4 —/8 -厶+/2。)+o.707(/3 -/9 -/5 +/21)+0.866(/2 -/。 一乂4 +/22) + 0.966(乂 -儿-几+/23)] 4/仏.=I[(/6 — /8) + 0.259(乂 + ^ -/3 — /23) + 60.5(/2 + /。 - /4 - /22) + 0.707(/3 + /9 - 乂5 — /21) + 0.866(/4 +/8 —/6 -/2。) + 0.969(/5 +/7 —乂7 —乂9)]MM2 .》* cos-"0=- ,2) + 0.259(/5 一/7 — 乂7 +乂9) +0.5(/4 _ /8 — /6 + /2。) + 0.707(/3 — /9 -儿+ /21) + 0.866(/2 u + /22) + 0.966(y; — — 乂3 + /23)]2/f. . 2A:;r"0=* [(/6 - /8)+Q.259(y;+— 乂3 — /23)+0.5(/2 + /io -厶-/22) + 0.707(/3 + /9 _ /15 - /21) + 0.866(/4 +/8 — y;6 -/20) + 0.969(/5 +/7 —/7 一/9)](3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)<formula>formula see original document page 10</formula>(10)(11)(12)(13)4^4^分别为半波傅氏算法和全波傅氏算法的采样计算值，/ 为半波傅氏算法和全波傅氏算法的采样值的差值；^为全波傅氏算法计算得到的差动电流基波 值。动作方程依据利用基于差动电流波形特征的励磁涌流识别新方法，识别线 路的过流、短路状态，躲过涌流。与此相应的动作方程为公式15，如下所示^~>& (15);式中，^一整定的励磁涌流的门坎值，取0.2。上述公式以及求解均可由单片机内的程序实现。程序流程如图10所示，具体步骤为(1) 初始化；(2) 合闸延时(可调)；(3) 采集A、 C两相电流并判断电流有效值是否超过整定值；(4) 否，则重新采样，返回步骤3;是，则对超过整定值的相电流进行离散傅立叶分解，求出半波傅氏算法和全波傅氏算法的采样值的差值和 全波傅氏算法计算得到的差动电流基波值的比值。若比值超过励磁涌 流的门坎值，则认为线路中有变压器突然空载合闸，没有过流、短路故障，也返回步骤3。若比值未超过励磁涌流的门坎值，则在由开关 量输入设置的延时时间内连续判断线路是否存在过流、短路状态；如果不是持续性的过流、短路，返回步骤3，如果是持续性的过流、短 路，则控制线路断路器分闸。 (5)结束。装置的内部结构和外部连接方式如图l所示。装置有5根外部引出线，其中 3根连接A、 C相电流互感器，电流互感器的公共端连接机壳，接入大地；另外 2根连接脱扣线圈，控制断路器分闸。虚线框内为装置的内部结构，连接方式为导线连接。装置的正视图如图2所示。通过对可调电阻B、 C的调节，可以将整定值调 整为5A。调节方法如下将装置与A相电流互感器连接好，并将互感器输出电 流调整为5A，然后逆着图中箭头方向调节可调电阻B。当LED灯D由不亮变为 均匀闪烁，A相整定值即已调整为5A。 C相整定值调整方法同A相的调整方法。整定值调整完毕后，进行保护时间的设置。图2中10路拨码开关A的1 4 路设置过流延时时间，有16种选择，具体时间可以根据需要在单片机程序里面 固定；5 6路设置速断倍数，即短路电流的阈值，可有4种选择；7 8路设置 速断延时时间，有4种选择；9 10进行合闸躲涌流延时的设置，有四种选择。 这样，断路器的实际动作时间为合闸延时与过流、速断延时时间的总和。例如， 过流延时时间设置为1000ms，合闸延时时间设置为800ms，则断路器总动作时间 即为1000ms+800ms=1800ms。在上述步骤都进行完毕后，将装置与线路断路器连接好并固定。图2中连线 1 3连接电流互感器，4 5连接脱扣线圈。当线路断路器突然上电时，装置启 动内部延时程序，躲过此时的涌流；在线路稳定运行后，若出现涌流，装置根据 算法能将其识别出来，不会使断路器误动作；只有在线路处于过流、短路状态下， 装置才控制其开关量输出电路，使其接通脱扣线圈驱动电路。脱扣线圈得电后， 击打断路器操动机构的锁扣环节，解除其死锁状态，断路器分闸。在结构上，装置采用插件式结构，独立封闭单元机箱，密封性好，抗干扰、 坚固可靠，抗振动能力强。
权利要求
1. 一种24kV真空断路器中电流保护控制方法，包括步骤1)当突然上电时延时采样，避开本级线路突然合闸时出现的涌流；2)在稳定运行后，计算出电路中电流有效值，3)如果有效值没有超过整定值，则重新采样；如果有效值超过整定值，则判断线路中电流是涌流还是过流/短路；如果是涌流则重新采样，如果是过流/短路则做出保护动作；所述步骤2)中，电路中电流有效值是由公式<math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><mi>I</mi><mo>=</mo><msqrt> <mfrac><mn>1</mn><mi>N</mi> </mfrac> <munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn></mrow><mi>N</mi> </munderover> <msubsup><mi>i</mi><mi>i</mi><mn>2</mn> </msubsup></msqrt> </mrow></math>]]></math-cwu><!--img id="icf0001" file="S2008100240705C00011.gif" wi="17" he="9" top= "58" left = "127" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/-->得出，式中，N-每工频周期的采样点数；ii-采样时刻电流的瞬时值；所述整定值可取范围5A-30A；其特征是所述步骤3)中，由公式<math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><msub> <mi>I</mi> <mi>M</mi></msub><mo>=</mo><msqrt> <msubsup><mi>i</mi><mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>bc</mi></mrow><mn>2</mn> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup><mi>i</mi><mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>bs</mi></mrow><mn>2</mn> </msubsup></msqrt><mo>-</mo><msqrt> <msubsup><mi>i</mi><mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>qc</mi></mrow><mn>2</mn> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup><mi>i</mi><mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>qs</mi></mrow><mn>2</mn> </msubsup></msqrt> </mrow></math>]]></math-cwu><!--img id="icf0002" file="S2008100240705C00012.gif" wi="50" he="7" top= "86" left = "106" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/-->计算得到k点处半波傅氏算法与全波傅氏算法的差值，式中，ik，bc，ik，bs分别是k点处半波傅氏算法中相电流的余弦系数和正弦系数；ik，qc，ik，qs分别是k点处全波傅氏算法中相电流的余弦系数和正弦系数；由公式<math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><msub> <mi>I</mi> <mi>N</mi></msub><mo>=</mo><msqrt> <msubsup><mi>i</mi><mrow> <mi>k</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mi>qc</mi></mrow><mn>2</mn> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup><mi>i</mi><mrow> <mi>k</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mi>qs</mi></mrow><mn>2</mn> </msubsup></msqrt><mo>-</mo><msqrt> <msubsup><mi>i</mi><mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>qc</mi></mrow><mn>2</mn> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup><mi>i</mi><mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>qs</mi></mrow><mn>2</mn> </msubsup></msqrt> </mrow></math>]]></math-cwu><!--img id="icf0003" file="S2008100240705C00013.gif" wi="54" he="7" top= "124" left = "56" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/-->计算得到全波傅氏算法的差动电流基波值，式中，ik+1，qc，ik+1，qs分别是全波傅氏算法中k+1点处相电流基波的余弦系数和正弦系数；ik，qc，ik，qs分别是全波傅氏算法中k点处相电流基波的余弦系数和正弦系数；如果id="icf0004" file="S2008100240705C00014.gif" wi="9" he="11" top= "164" left = "48" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>与id="icf0005" file="S2008100240705C00015.gif" wi="8" he="11" top= "164" left = "65" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>的比值大于励磁涌流的门坎值，门槛指的范围是0.15-0.3，则判断是涌流；反之为过流/短路；
2、 根据权利要求1所述的24kV真空断路器中电流保护控制方法，其特征是所述 采样点数》20个，采样周期是20ms。
3、 根据权利要求1或2所述的24kV真空断路器中电流保护控制方法，其特征是 所述采样点数N优选值是24;门坎值优选值是0.2，可以可靠的区分励磁涌流和 故障电流。
4、 一种实现权利要求1所述方法的24kV真空断路器中电流保护控制装置，包括 电源模块、单片机、A、 C相电流互感器、电量信号采集模块和脱扣线圈驱动模 块；所述电源模块的输出连接单片机的电源输入端；A、 C相电流互感器的输出 分别连接电量信号采集模块的输入端；信号采集模块的输出端经A/D转换后连接 单片机的采集信号输入端；脱扣线圈驱动模块的电源端连接到A、 C相电流互感 器的输出端；脱扣线圈驱动模块的输出端连接外部脱扣线圈，其特征是还包括拨 码开关状态输入模块、继电器输出模块和时钟模块；时钟模块的输出端连接单片机的时钟信号端；拨码开关输入模块的输出端连接单片机的输入端；单片机的输 出端连接继电器输出模块的输入端，继电器输出模块的输出端连接脱扣线圈驱动 模块的控制端。
5、 根据权利要求4所述的24kV真空断路器中电流保护控制装置，其特征是所述 电量信号采集模块包括两个电流互感器CT1、 CT2，它们的输入端分别连接A、 C 相电流互感器的输出端，两个电流互感器CT1、 CT2的输出信号分别经可调电阻、 组容滤波电路调理后再经A/D转换传入单片机的采集信号输入端。
6、 根据权利要求5所述的24kV真空断路器中电流保护控制装置，其特征是所述 A、 C相电流互感器输出电流在电流互感器CT1和CT2取样后并联接到一起连接 微型电流互感器CT3的输入端、电流互感器CT3的输出端连接经电源模块的输入 端。
7、 根据权利要求6所述的24kV真空断路器中电流保护控制装置，其特征是所述 脱扣线圈驱动模块包括升压电路、储能电容和整流桥，升压电路与储能电容串联， 为储能电容充电；储能电容和整流桥并联接在一起连接控制装置外部的脱扣线 圈，控制脱扣线圈脱扣。
8、 根据权利要求4或7所述的24kV真空断路器中电流保护控制装置，其特征是 所述单片机是美国Silicon Laboratories公司推出的新C8051F系列单片机 C8051F206，它的管脚9、 10连接相应的晶振电路，频率是16MHz;单片机的复 位输入端还连接复位电路，单片机的输出端还连接LED组成的显示模块。
9、 根据权利要求4所述的24kV真空断路器中电流保护控制装置，其特征是所述 拨码状态开关输入模块是10路拨码开关。
10、 根据权利要求4所述的24kV真空断路器中电流保护控制装置，其特征是所 述时钟模块是由I2C总线接口实时时钟芯片DS1307和+ 3V的纽扣电池组成，选 用32. 768kHz晶振。
全文摘要
一种24kV真空断路器中电流保护控制方法，包括步骤1)当突然上电时延时采样，避开本级线路突然合闸时出现的涌流；2)在稳定运行后，计算出电路中电流有效值，3)如果有效值没有超过整定值，则重新采样；如果有效值超过整定值，则判断线路中电流是涌流还是过流/短路；如果是涌流则重新采样，如果是过流/短路则做出保护动作；一种实现上述方法24kV真空断路器中的电流保护控制装置，包括电源模块、单片机、A、C相电流互感器、电量信号采集模块、拨码开关状态输入模块、继电器输出模块和脱扣线圈驱动模块。本发明的方法和装置控制精确，容易实现。
文档编号H02H7/22GK101262129SQ200810024070
公开日2008年9月10日 申请日期2008年4月24日 优先权日2008年4月24日
发明者徐建源, 博 王, 闫鸿魁 申请人:南京因泰莱配电自动化设备有限公司