电力系统短路电流检测识别系统及检测识别方法与流程

本发明涉及一种电力系统检测技术领域，具体涉及一种电力系统短路电流检测识别系统及检测识别方法。

背景技术：

电力系统在运行中的相与相之间或相与地之间发生非正常连接时，往往会发生短路，其回路电流可能超过回路的额定电流许多倍，因而会对电力系统造成破坏。为保证电力系统安全，当该情况发生时应尽快切除短路故障部分，为此，可采用检测识别并限制短路电流的措施。现有的识别方法主要分为软件和硬件两类。软件实现需通过一系列的采样、转换和滤波等步骤，故会直接影响短路电流信号的识别时间，硬件可分别采用数字电路和模拟电路来实现，存在检测反应速度慢的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有的识别方法会影响信号的识别时间，检测反应速度慢的问题，提供一种快速检测识别，检测准确的电力系统短路电流检测识别系统及检测识别方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种电力系统短路电流检测识别系统，其组成包括：电源模块和感测模块，所述的感测模块分别与一组一次电流互感器、电源模块和控制模块电连接，所述的控制模块与液晶显示器和所述的电源模块电连接；

所述的感测模块包括与所述的一次电流互感器对应连接的一组二次电流互感器，所述的二次电流互感器与a/d采样器电连接，所述的a/d采样器与或非门通过比较器电连接。

所述的电力系统短路电流检测识别系统，所述的电源模块包括变压器，所述的变压器与交流滤波器电连接，所述的交流滤波器与整流桥电连接，所述的整流桥与dc/dc电源电路电连接。

所述的电力系统短路电流检测识别系统，所述的dc/dc电源电路的一个输出端输出12vdc，另一个输出端与直流滤波电路电连接，所述的直流滤波电路输出5vdc。

一种电力系统短路电流检测识别系统的检测识别方法，该方法包括如下步骤：首选设定系统电压为：

（1）

设短路回路的电阻和电感分别为r、l，并在t=0时发生短路，则短路电流id的表达式为：

（2）

短路电流陡度did/dt的近似表达式为：

（3）

其中为短路电流的周期分量幅值：

（4）

为功率因数角：

（5）

t为时间常数：

t=l/r（6）

为工频；

t为短路发生后的时间；

为短路时刻电源初始相角；

当三相电流中任意两相短路电流或短路电流陡度大于额定电流的10倍时切断电源。

有益效果：

1.本发明的非周期分量影响短路电流的最大峰值，短路电流的陡度主要由周期分量决定，只要对三相电流中任意两相的电流幅值进行判断，当三相电流中任意两相短路电流或短路电流陡度大于额定电流的10倍时切断电源，停止供电，通过短路电流和短路电流陡度两种检测结果来保证系统工作的安全，起到双重保险的作用。

本发明一次电流互感器和二次电流互感器可将电力线上的大电流信号变换为适合运放使用的电压信号，该电压信号与大电流信号成正比关系，a/d采样器则通过ad736芯片对变换后的电压信号进行采样，并将其转换为数字信号，然后与数字电位器x9c103提供的基准电压信号进行比较，低电平送入单片机进行中断处理。

本发明控制模块的核心器件stc89c58rd，具有超强的抗电源抖动能力，其内部还具有看门狗电路，也具有较强的抗电磁干扰能力。

附图说明：

附图1是本发明的系统原理图；

具体实施方式：

实施例1：

一种电力系统短路电流检测识别系统，其组成包括：电源模块和感测模块，所述的感测模块分别与一组一次电流互感器、电源模块和控制模块电连接，所述的控制模块与液晶显示器和所述的电源模块电连接；

所述的感测模块包括与所述的一次电流互感器对应连接的一组二次电流互感器，所述的二次电流互感器与a/d采样器电连接，所述的a/d采样器与或非门通过比较器电连接，一次电流互感器和二次电流互感器可将电力线上的大电流信号变换为适合运放使用的电压信号，该电压信号与大电流信号成正比关系，比例为1:10-1:20之间，可以保证运放使用的电压信号符合规定，单片机还可通过控制数字电位器x9c103来对比较器的基准电压在额定电流的8～10倍的范围内进行调节，从而满足不同工作环境下的不同需求。

实施例2：

根据实施例1所述的电力系统短路电流检测识别系统，所述的电源模块包括变压器，所述的变压器与交流滤波器电连接，所述的交流滤波器与整流桥电连接，所述的整流桥与dc/dc电源电路电连接。

实施例3：

根据实施例1或2所述的电力系统短路电流检测识别系统，所述的dc/dc电源电路的一个输出端输出12vdc，另一个输出端与直流滤波电路电连接，所述的直流滤波电路输出5vdc，其中±12v给感测模块供电，5v电压给控制模块供电。

实施例4：

一种电力系统短路电流检测识别系统的检测识别方法，该方法包括如下步骤：首选设定系统电压为：

（1）

设短路回路的电阻和电感分别为r、l，并在t=0时发生短路，则短路电流id的表达式为：

（2）

短路电流陡度did/dt的近似表达式为：

（3）

其中为短路电流的周期分量幅值：

（4）

为功率因数角：

（5）

t为时间常数：

t=l/r（6）

为工频，取值范围在0.01-100之间；

t为短路发生后的时间；

为短路时刻电源初始相角；

当三相电流中任意两相短路电流或短路电流陡度大于额定电流的10倍时切断电源。

非周期分量影响短路电流的最大峰值，短路电流的陡度主要由周期分量决定，只要对三相电流中任意两相的电流幅值进行判断，当三相电流中任意两相短路电流或短路电流陡度大于额定电流的10倍时切断电源，停止供电，通过短路电流和短路电流陡度两种检测结果来保证系统工作的安全，起到双重保险的作用。