专利名称：数字式电动机低频低压减载保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种低频低压减载保护装置，具体说涉及一种数字式电动机综合 保护装置。
背景技术：
现有数字式电动机综合保护装置具有短路、堵转、缺相不平衡及过负荷保护等功 能，但在电力系统故障或运行不正常情况下，如果处理不当或处理不及时，往往会引起电力 系统的频率崩溃或电压崩溃。因此在电力系统频率偏差很大时(这说明用户的有功负载远 大于电力的供应，有功超量越大，则引起频率偏差越大)，这时必须迅速切除超量的有功负 载，确保电力系统的安全运行。同样在电力系统无功功率供应不足的情况下，将引起电压的 下降，无功不足的程度越大，则引起电压下降的程度更甚。为电力系统安全起见，亦必须切 除相应的用户负载。电力系统的频率崩溃或电压崩溃是全系统的事故。为 防止该类事故的发生，必须 全系统考虑，在系统中的相应负载点，装设低频低压自动减载装置。并根据负载的重要程度 分级，在不同低频、低压的情况下，分别切除不同等级的负载，凡是重要性低的负载首先切 除，而后逐级上升，直到系统频率、电压恢复正常为止。在低压电动机保护控制系统中，由于无功不足而引起电压下降，频率降低，因为低 频低压即引起系统电压质量不合格，可引起线路过负荷甚至系统瓦解。为了防止电压崩溃， 就要切除一部分负荷使电压升高，这样可以保护电动机运行回路安全，可以使整个配电线 路安全运行。
发明内容针对现有数字式电动机综合保护装置存在的问题，本实用新型提出一种高性能、 高精度对电动机及主回路实现低频低压减载保护的装置。完成上述发明目的所采取的具体技术措施是一种数字式电动机低频低压减载保 护装置，其特征是由电流/电压隔离变送器、数字信号处理器、实时时钟和装置供电电源 组成外部三相电源联接电压隔离变送器输入端，电压隔离变送器的输出脚15，脚5，脚10 联接低通滤波RC输入脚17，脚8，脚7，低通滤波RC输出脚15联接频率转换/比较输入脚 13，频率转换/比较输出脚14联接数字信号处理器脚54，低通滤波RC输出脚16，脚6，脚 9联接A/D转换芯片输出脚17，脚7，脚8，A/D转换芯片输出脚17，脚7，脚8联接数字信号 处理器；外部三相电源联接电流隔离变送器输入端，电流隔离变送器输出脚24，脚18，脚22 联接低通滤波RC输入脚16，脚6，脚21，低通滤波RC输入脚16，脚6，脚21联接A/D转换芯 片输出脚23，脚26，脚20，A/D转换芯片输出脚23，脚26，脚20联接数字信号处理器脚21， 脚27，脚16，数字信号处理器的脚62、脚63、脚64、脚65、脚66、脚67、脚68联接74HC86逻 辑芯片脚4、脚5、脚9、脚10、脚12、脚13、脚12、脚1、脚2，74HC86逻辑芯片的输出脚3、脚 6、脚8、脚11脚联接到mcl413驱动芯片的脚1、脚2、脚3、脚4 ；驱动芯片的脚13、脚14、脚15、脚16联接继电器放大信号输入端，继电器放大信号输出端联接电动机；在数字信号处理器上按常规方式联接时钟模块、显示屏、键盘。本实用新型的有益效果A/D转换芯片TCL2264通过精密电流/电压隔离变送器 采集低压主回路电压电流数据进行变送；经过数据转换送入到数字信号处理器(即“dspic 高速单片机”)进行数据计算分析，确定出有功无功、功因及电能值，当实时采集的数据达到 所设定的低频率或低电压及无功不足时，立即通过信号驱动芯片MC1413给继电器保护输 出信号进行保护跳闸及停车，使高功率电动机停车以减小负荷使用，将一部分的负荷甩掉， 提高频率，使电压升高，这样可保证电动机、配电线路安全运行。本实用新型符合JB/T10613-2006标准《数字式电动机综合保护装置通用技术条 件》，可以保护电动机控制运行回路安全，使整个低压配电线路安全运行。
图1是本实用新型内部结构原理框图。图2是本实用新型应用原理图。图3是本实用新型线路电信号采集电路原理图。图4是本实用新型逻辑驱动电路原理图。图5是本实用新型应用电路工作供电电源原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例作进一步描述。一种数字式电动机低频低压减载保护装置，其结构工作原理见图1，由/TA23M/ TV31D高精度、高线性精密电流/电压隔离变送器、DSPIC处理器为16位高速单片机的高 性能数字信号处理器、TCL2264A/D转换芯片、PCF8563高精度实时时钟和常规装置供电电 源组成；主回路电压及电流通过三相高线性精密电流/电压隔离变送器进行变送，再通过 高精度A/D转换芯片TCL2264采集送入高性能数字信号处理器进行数据计算分析；保护参 数可通过该装置显示接口或通讯方式直接进行设置；数字信号控制器通过所设定的保护参 数进行继电器接口保护输出进行减小负荷；高精度时钟(PCF8563)通过与数字信号处理器 (CPU)进行时间数据交换来延时保护时间输出定值。结合电路图说明各装置间的联接关系，图5是常规装置供电电源图，将AC/DC220V 电压经变压整流向装置提供DC 12V工作电源，为A/D运放电路、数字信号处理器及保护控 制电路提供安全稳定的供电电源；由图3外部三相电压/三相电流输入，经高线性精密电流 /电压隔离变送器进行变送，再进行低通滤波，进入到高精度A/D采集芯片TCL2264 15脚、5 脚、10脚、22脚、24脚、18脚及频率转换及比较信号放大；数字信号处理器实时通过读取A/ D 数据 17 (VAN)、15 (VBN)、22 (VCN)、54 (FREQ)、18 (AGND) 16 (IA)、21 (IB)、27 (IC)脚相连接， 进行测控数据采集进行比较数值，采集计算出相应的电流、电压、频率；计算出有功、无功、 功因及电能数值，数字通过显示接口传送给显示单元实时显示数据量，低频、低压保护参数 从显示单元接口键盘操作设定；数字信号处理器根据实时采集的数据信息与所设定的低 频、低压、保护参数范围进行对比，当实时采集的电量值时，数字信号处理器的62脚、63脚、 64脚、65脚、66脚、67脚、68脚联接74HC86逻辑芯片4脚、5脚、9脚、10脚、12脚、13脚、12脚、1脚、2脚进行电信号逻辑与控制；74HC86逻辑芯片的输出脚3脚、6脚、8脚、11脚联接 到驱动芯片(mcl413)的1脚(outl)、2脚(out2)、3脚(out3)、4脚(out4)进行减载输出 信号输入；驱动芯片的13脚、14脚、15脚、16脚直接进行信号放大来驱动继电器输出控制 来实现减载输出；如图4所示，数字信号处理器通过采集的电量以及频率值进行逻辑对比， 把减载输出信号经过逻辑与芯片以及驱动芯片把数字信号处理器发出的减载输出信号来 驱动装置内的继电器输出。当读取的频率或电压数据达到所设定保护数据值时，数字信号处理器根据软件逻 辑方式立即保护控制输出；由保护输出接口通过驱动电路传送继电器报警输出并停车，进 行减载以减小线路负荷；报警及停车延时时间可根据显示单元键盘设定，也可根据通讯接 口，进行PC设定。图2为数字式电动机低频低压减载保护装置原理图；由图中①保护停车输出接口 控制输出使外部断路器或接触器断开使电动机停车，保护电动机及使线路减小负荷使其安 全运行；②为保护报警输出接口，当线路出现频率、电压过低及功率不稳定时报警继电器跳 闸，发出报警信号提示；③为显示及键盘操作单元，根据频率、过压及系统参数可根据显示 及键盘操作；④为通讯控制接口，该通讯接口可通过计算机远程通讯设置读取保护信息及 状态信息；同时该通讯接口支持Profibus Can-bus ModBus通讯协议；⑤为电压变送器，通 过采集线路电压进行电压线性变送为O 0. 375V送入A/D信号放大变换电路及频率比较 电路中；⑥为电流变送器，通过采集线路电流进行电流线性变送为O 2. 5mA送入A/D信号 放大变换电路中。图5为装置供电电源，按常规方法将AC/DC220V电压经变压整流向装置提供DC12V 工作电源，为A/D运放电路、数字信号处理器及保护控制电路提供安全稳定的供电电源。
权利要求一种数字式电动机低频低压减载保护装置，其特征是由电流/电压隔离变送器、数字信号处理器、实时时钟和装置供电电源组成外部三相电源联接电压隔离变送器输入端，电压隔离变送器的输出脚15，脚5，脚10联接低通滤波RC输入脚17，脚8，脚7，低通滤波RC输出脚15联接频率转换/比较输入脚13，频率转换/比较输出脚14联接数字信号处理器脚54，低通滤波RC输出脚16，脚6，脚9联接A/D转换芯片输出脚17，脚7，脚8，A/D转换芯片输出脚17，脚7，脚8联接数字信号处理器；外部三相电源联接电流隔离变送器输入端，电流隔离变送器输出脚24，脚18，脚22联接低通滤波RC输入脚16，脚6，脚21，低通滤波RC输入脚16，脚6，脚21联接A/D转换芯片输出脚23，脚26，脚20，A/D转换芯片输出脚23，脚26，脚20联接数字信号处理器脚21，脚27，脚16，数字信号处理器的脚62、脚63、脚64、脚65、脚66、脚67、脚68联接74HC86逻辑芯片脚4、脚5、脚9、脚10、脚12、脚13、脚12、脚1、脚2，74HC86逻辑芯片的输出脚3、脚6、脚8、脚11脚联接到mc1413驱动芯片的脚1、脚2、脚3、脚4；驱动芯片的脚13、脚14、脚15、脚16联接继电器放大信号输入端，继电器放大信号输出端联接电动机；在数字信号处理器上按常规方式联接时钟模块、显示屏、键盘。
专利摘要一种数字式电动机低频低压减载保护装置，由电流/电压隔离变送器、数字信号处理器、实时时钟和装置供电电源组成外部三相电源联接电压隔离变送器，电压隔离变送器联接低通滤波RC，低通滤波RC联接频率转换/比较，频率转换/比较联接数字信号处理器，数字信号处理器联接74HC86逻辑芯片，逻辑芯片联接到mc1413驱动芯片，驱动芯片联接继电器输入端，继电器信号输出端联接电动机。采集低压主回路电压电流数据经过数字信号处理器计算分析，确定出有功无功、功因及电能值，当实时采集的数据达到所设定的低频率或低电压及无功不足时，继电器保护输出信号进行保护跳闸及停车，使高功率电动机停车以减小负荷使用，提高频率和电压，保证电动机、配电线路安全运行。
文档编号H02H7/09GK201570854SQ20092024931
公开日2010年9月1日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者刘永胜, 刘海波, 吴东波, 苑智伟 申请人:丹东华通测控有限公司