关DG3QF保持闭合，母排BUS-B保持供电，这样不会造成船舶动力丧失或全船失电；配置DP2级或DP3级动力定位系统的船舶，就不会完全丧失动力定位能力，可以使相关作业继续进行。同理，当母排BUS-B发生短路故障时，通过智能保护装置达到母排短路保护的目的。
[0030]该智能保护装置具有多路信号接收能力，通过接收来自母排馈线支路上的三相电流信号，自动实现运算、监测、报警、控制等功能；输入、输出通道数可根据需求灵活扩展。
[0031]图4示出了本发明实施例提供的智能保护装置实现母排短路故障保护流程图，图5示出了本发明实施例提供的智能保护装置实现母排短路故障保护装置的原理框图。该智能保护装置设置在具有多段母排的配电板上，每段母排上均连接有一个智能保护装置，当多段母排中的任意一段母排发生短路故障时，通过与该段母排连接的智能保护装置实现对发生故障的母排的电源进行切断，从而不影响其他母排的正常供电；所述智能保护装置包括:采集模块、AD转换模块、数据处理模块和开关量处理模块，其中采集模块用于采集母排上每条支路的三相电流信号；AD转换模块的输入端连接至采集模块的输出端，用于将电流信号转换为数字量信号；数据处理模块用于对多个数字量信号进行矢量运算获得矢量和；并将矢量和与设定的阈值进行比较，根据比较结果判断该段母排是否发生短路故障；当发生短路故障时输出短路控制信号；开关量处理模块用于将所述短路控制信号转换为开关量控制信号，并根据所述开关量控制信号切断该段母排的电源，从而对发生短路故障的母排进行保护。
[0032]在本发明实施例中，智能保护装置还包括电源模块，用于将外部控制电源转换成装置所需电压等级的电源，为数据处理模块、AD转换模块、开关量处理模块等组件提供可靠、稳定的电源供给。
[0033]在本发明实施例中，采集模块包括多个电流传感器，分别设置在每段母排的各个支路上，用于采集每条支路的三相电流信号。
[0034]在本发明实施例中，AD转换模块接收外部的电流信号，进行数据滤波、A/D转换等处理后，并将电流信号输送至数据处理模块；其输入接口数量标配为24路，最多可扩展至48路，接口信号输入形式多样化，可兼容-10V?10V、0-10V、0-20mA、4-20mA等信号。
[0035]在本发明实施例中，数据处理模块是整个智能保护装置的核心，它负责处理来自AD转换模块输入的电流信号，实现信号快速响应，并进行各路输入电流的矢量和运算(Si=11+12+…+In)，并将运算结果实时输送至开关量处理模块；首先设定短路电流矢量和阀值Δ I (可调整)，当电流矢量和Si < Δ I，表示没有发生短路故障，电流矢量和Si与Δ I比较结果I置为0 ;当电流矢量和Si > k △ I (k的初始值为1，可调整)，表示发生短路故障，电流矢量和Si与△ I比较结果I置为1。数据处理模块配置标准的通信模块，可实现与远程设备的数据交换，可实现与上位机设备的数据交换，如控制程序下载、在线监测、在线修改等。
[0036]具体地，数据处理模块包括CPU芯片、与所述CPU芯片连接的通讯模块、以及与所述CPU芯片连接的显示模块。CPU芯片负责处理来自AD转换芯片送过来的数字量信号，并进行矢量和运算，并将运行结果送给通讯模块、显示模块、开关量处理模块；通讯模块接收来自CPU芯片送过来的数据，并将数据以通讯方式(RS485、以太网或CAN)传送至外部其它监控设备；显示模块接收来自CPU芯片送过来的数据，并对数据进行实时显示，也可以通过显示模块实现对与矢量和相比较的设定阀值的在线修改。
[0037]在本发明实施例中，开关量处理模块接收来自数据处理模块的运算结算I，并转化成无源开关量控制指令信号，输送至各个不同的控制保护回路，实现母排短路故障的快速保护；也可输送至船上报警系统，实现母排短路故障报警；其输出接口数量标配为4路，最多可扩展至12路。
[0038]作为本发明的一个实施例，开关量处理模块可以采用继电器模块实现，具体地，继电器模块负责接收数据处理模块的处理结果，并将结果转化为无源开关量控制信号，输送至各个不同的控制保护回路，实现母排短路故障的快速保护，也可输送至船上报警系统，实现母排短路故障报警。
[0039]如图6所示“母排短路故障智能保护装置实现图例”，在母排BUS-A各馈线支路中布置电流互感器TA1、TA2、TA3、TA4、TA5、TA6共六组18只(三相，每相1只)，电流互感器信号均接入智能保护装置；智能保护装置输出控制指令信号分别接入发电机组主开关DG1QF、DG2QF及母联开关BTA-B的分闸控制回路中(共3路)；当母排BUS-A处发生短路时，智能保护装置快速响应，输出控制指令使相应开关分断，而母排BUS-B正常保持供电，不会导致全船失电的严重后果。
[0040]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种船用配电板母排短路故障的智能保护装置，其特征在于，智能保护装置设置在具有多段母排的配电板上，每段母排上均连接有一个智能保护装置，当多段母排中的任意一段母排发生短路故障时，通过与该段母排连接的智能保护装置实现对发生故障的母排的电源进行切断，从而不影响其他母排的正常供电； 所述智能保护装置包括: 采集模块，用于采集母排上每条支路的三相电流信号； AD转换模块，其输入端连接至所述采集模块的输出端，用于将电流信号转换为数字量信号; 数据处理模块，用于对多个数字量信号进行矢量运算获得矢量和；并将矢量和与设定的阈值进行比较，根据比较结果判断该段母排是否发生短路故障；当发生短路故障时输出短路控制信号； 开关量处理模块，将所述短路控制信号转换为开关量控制信号，并根据所述开关量控制信号切断该段母排的电源，从而对发生短路故障的母排进行保护。2.如权利要求1所述的智能保护装置，其特征在于，所述智能保护装置还包括电源模块，用于给所述数据处理模块、所述AD转换模块和所述开关量处理模块提供电源。3.如权利要求1所述的智能保护装置，其特征在于，所述采集模块包括多个电流传感器，分别设置在每段母排的各个支路上，用于采集每条支路的三相电流信号。4.如权利要求1-3任一项所述的智能保护装置，其特征在于，所述AD转换模块包括依次连接的调理模块和AD转换芯片，所述调理模块用于对采集的信号进行滤波处理，所述AD转换芯片用于对滤波后的模拟信号转换为数字信号。5.如权利要求1-4任一项所述的智能保护装置，其特征在于，所述数据处理模块包括CPU芯片、与所述CPU芯片连接的通讯模块、以及与所述CPU芯片连接的显示模块； 所述CPU芯片用于处理来自AD转换芯片送过来的数字量信号，并进行矢量和运算，并将运行结果送给通讯模块、显示模块、开关量处理模块； 所述通讯模块用于接收来自CPU芯片送过来的数据，并将数据以通讯方式传送至外部其它监控设备； 所述显示模块接收来自CPU芯片送过来的数据，并对数据进行实时显示，也可以通过显示模块实现对与矢量和相比较的设定阀值的在线修改。6.如权利要求1-5任一项所述的智能保护装置，其特征在于，所述开关量处理模块为继电器模块；继电器模块用于接收数据处理模块的处理结果，并将结果转化为无源开关量控制信号，输送至各个不同的控制保护回路，实现母排短路故障的快速保护，也可输送至船上报警系统，实现母排短路故障报警。
【专利摘要】本发明提供了一种船用配电板母排短路故障的智能保护装置，设置在具有多段母排的配电板上，每段母排上均连接有一个智能保护装置，当多段母排中的任意一段母排发生短路故障时，通过与该段母排连接的智能保护装置实现对发生故障的母排的电源进行切断，从而不影响其他母排的正常供电；智能保护装置包括采集模块、AD转换模块、数据处理模块和开关量处理模块；采集模块采集母排上每条支路的三相电流信号；AD转换模块将电流信号转换为数字量信号；数据处理模块对多个数字量信号进行矢量运算获得矢量和；并将矢量和与设定的阈值进行比较，根据比较结果判断该段母排是否发生短路故障；当发生短路故障时输出短路控制信号；开关量处理模块将短路控制信号转换为开关量控制信号，并根据所述开关量控制信号切断该段母排的电源，从而对发生短路故障的母排进行保护。
【IPC分类】H02H7/22
【公开号】CN105406450
【申请号】CN201510875674
【发明人】皇丰辉, 柳彬, 徐芬, 曾祥孔, 袁辉辉, 刘佳峰, 王玮, 王敏
【申请人】武汉华海通用电气有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月3日