专利名称：一种双can供电系统综合保护器及其使用方法
技术领域：
本发明涉及供电保护领域，尤其涉及一种双CAN供电系统综合保护器及其使用方法。
背景技术：
目前各级供电系统保护为防止越级跳级跳闸，采用了二种方法一种是时间设置各级延时时间差的办法；另一种是所有的设备利用CAN总线或光纤连接在一起，然后用一个服务器或集中控制器进行统一的管理。第一种方法是目前实际用的最多的，由于每个设备在检测到故障发生发出分断信号到机械机构的完全分断，有一定的时间，假设这个时间是50毫秒，最末一级，它能实现实时的分断，它的上一级，就要延时50毫秒，判下级是否已断开，才决定自己是否分断，如果不加延时的分断，就可能变成越级跳闸，扩大故障造成的损失。而它的上上一级，又要在上一级的基础上再加50毫秒，判上一级是否分断，这样，每多一级，延时间就要增加50毫秒。 级数一多，这个时间就会变得很大，就不能实现保护的实时性，就很可能让故障造成更大的损失。而如果增加保护系统的实时性，减小了各级延时的时间，这就可能会造成越级跳闸， 扩大故障的损失。所以在供电设备级数多的情况下，很难达成一个平衡。第二种方法是新近出现的一种还没有得到广泛使用的解决办法。它利用CAN总线或网络，把各设备用光纤或双绞线连接在一起，然后用一个服务器来进行统一的管理。当故障发生时，由检测到的保护器发出数据信号给服务器，由服务器来判别故障点，然后再由服务器给故障发生点的设备发出分断信号，从而实现比较实时的分断。这种方法解决了第一冲方法存在的问题，但由于要增加一个服务器，增加了不少额外的成本，而且由于各层的设备用网络连在一起，故障时会由于大量数据的堵塞而造成通讯延时会影响保护的实时性， 网络中各设备都需要有独立的不重复地址，也增加了管理的复杂性，从而增加管理成本。如果某一处的网络线由于故障或其它原因被断开，可能影响服务器的正常判断，从而影响整个系统的正常运行。
发明内容
本发明为克服现有技术中存在的不足之处，目的在于提供一种双CAN供电系统综合保护器，该保护器可以低成本、系统构成简洁的方式实现供电系统基本无延时的实时保护，同时也很好的防止了供电系统越级越闸，解决了现有技术中存在的问题。本发明的另一目的在于，提供一种双CAN供电系统综合保护器使用方法，该方法有效防止短路保护越级跳闸，而且系统简单明了，使用维护方便，可以解决漏电保护纵向选择性跳闸和开盖超前断电问题，解决了现有技术中存在的问题。本发明是通过以下技术方案达到上述目的一种双CAN供电系统综合保护器，包括核心微处理器、电压信号处理电路、电流信号处理电路、零序信号处理电路、漏电信号处理电路、数字信号输入电路、电源管理模块、显示模块、对外通讯模块、数据存储器、分合闸信号输出电路，核心微处理器分别与电压信号处理电路、电流信号处理电路、零序信号处理电路、漏电信号处理电路、数字信号输入电路、电源管理模块、显示模块、对外通讯模块、数据存储器、分合闸信号输出电路相连，所述的双CAN供电系统综合保护器还包括两个CAN总线接口模块CANI和CANII、CAN收发器I和CAN收发器11，CANI与CAN收发器I相连；CANII 与CAN收发器II相连。作为优选，核心微处理器采用内置双CAN模块的嵌入式高速微处理器芯片。一种双CAN供电系统综合保护器使用方法，包括如下步骤1)在供电系统的每一级供电设备上安装如权利要求1所述的双CAN供电系统综合保护器，其CAN收发器I通过CAN总线与供电系统的上级双CAN供电系统综合保护器的 CAN收发器II连接，CAN收发器II通过CAN总线与供电系统的下级双CAN供电系统综合保护器的CAN收发器I连接；2)如果该双CAN供电系统综合保护器是供电系统的最底层，则该保护器中的CAN 收发器II不用任何的连接；如果该双CAN供电系统综合保护器是供电系统的最上层，则该保护器中的CAN收发器I不用任何的连接；3)上电初始化，检测CAN总线的连接情况，并通过显示模块上给出提示；4)任一双CAN供电系统综合保护器在检测到供电系统有需要进行断路的线路异常状态后，如果CANI正常连接，立即从CANI向上级双CAN供电系统综合保护器发送信号， 同时开始进入延时等待状态；5)如果这期间没有从CANII收到下级双CAN供电系统综合保护器发出的信号，则立即发出分断信号，断开断路器；6)如果这期间从CANII收到下级双CAN供电系统综合保护器发出的信号，知道故障是下级供电系统发生，则不进行分断操作，结束延时等待，作为后备保护，进入定时限保护状态；7)如果执行断路操作双CAN供电系统综合保护器发生粘连等原因无法分断，则立即通过CANI向进入定时限保护状态的上级双CAN供电系统综合保护器发送信号，上级保护器立即发出分断信号，断开断路器或接触器。作为优选，步骤4)所述的延时等待状态的延时时间小于10毫秒。本发明的有益效果本发明与目前给供电系统使用的保护装置相比，在保护的实时性上，整体有了很大的提高，在防越级跳闸、漏电保护纵向选择性跳闸、开盖超前断电等方面有明显的优势，解决了供电设备层级多，下级设备发生短路或漏电等重大事故需最短时间响应分断的情况下，上级的供电设备需花很多的延时间来等待下级是否响应的情况； 而且实现成本很低且使用方便，没有用到集中管理器或服务器和终端等另外的设备，在原有保护器上仅增加了很少的硬件成本；另外使用操作上也非常方便，双CAN总线分层分布的结构和自动检测空闲的特性使设备不需要另外设置地址，也不需要各级再设短路延时时间。
图1是双CAN供电系统综合保护器结构图；图2是双CAN供电系统综合保护器使用方法结构框1——双CAN供电系统综合保护器I ；2——双CAN供电系统综合保护器11 ；3——双CAN供电系统综合保护器III;4——双CAN供电系统综合保护器IV ；
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此如图1所示，一种双CAN供电系统综合保护器，包括核心微处理器、电压信号处理电路、电流信号处理电路、零序信号处理电路、漏电信号处理电路、数字信号输入电路、电源管理模块、显示模块、对外通讯模块、数据存储器、分合间信号输出电路，核心微处理器分别与电压信号处理电路、电流信号处理电路、零序信号处理电路、漏电信号处理电路、数字信号输入电路、电源管理模块、显示模块、对外通讯模块、数据存储器、分合间信号输出电路相连，所述的双CAN供电系统综合保护器还包括两个CAN总线接口模块CANI和CANII、CAN收发器I和CAN收发器II，CANI与CAN收发器I相连；CANII与CAN收发器II相连，CAN收发器I和CAN收发器II分别和核心微处理器相连。核心微处理器采用内置双CAN模块的 ARM嵌入式高速微处理器芯片。双CAN供电系统综合保护器使用方法如图2所示在供电系统的每一级供电设备上安装如权利要求1所述的双CAN供电系统综合保护器，其CAN收发器I通过CAN总线与供电系统的上级双CAN供电系统综合保护器的CAN 收发器II连接，CAN收发器II通过CAN总线与供电系统的下级双CAN供电系统综合保护器的CAN收发器I连接。如果该双CAN供电系统综合保护器是供电系统的最底层，则该保护器中的CAN收发器II不用任何的连接；如果该双CAN供电系统综合保护器是供电系统的最上层，则该保护器中的CAN收发器I不用任何的连接、上电初始化，检测CAN总线的连接情况，并通过显示模块上给出提示。如在双CAN 供电系统综合保护器III3和双CAN供电系统综合保护器IV4之间的故障点A点发生短路， 顶层双CAN供电系统综合保护器II、双CAN供电系统综合保护器112、双CAN供电系统综合保护器III3同时检测到短路，双CAN供电系统综合保护器112、双CAN供电系统综合保护器III3立即通过CANI向顶层双CAN供电系统综合保护器Il和双CAN供电系统综合保护器112发送短路信号，顶层双CAN供电系统综合保护器Il因为没有连接CANI不发送，同时这三个双CAN供电系统综合保护器进入等待下级双CAN供电系统综合保护器信号的5毫秒的延时，顶层双CAN供电系统综合保护器Il和双CAN供电系统综合保护器112收到下级双 CAN供电系统综合保护器传输的短路发生信号，正常信号传输时间小于1毫秒，知道了短路是下级双CAN供电系统综合保护器下发生的，就结束延时，作为后备保护，进入定时限保护状态。双CAN供电系统综合保护器III3在5毫秒延时时结束没有从CANII收到下级馈电发出的短路信号，发出分断信号，断开断路器或接触器。这时如果双CAN供电系统综合保护器III3由于粘连等其它原因无法分断时，通过CANI 口向双CAN供电系统综合保护器112 发出请求分断的后备保护信号，由双CAN供电系统综合保护器112来进行分断。由此，故障点的实时保护、后备保护、还有设备分级的定时限保护，实现了可靠的三重保护，也有效的防止了越级跳闸，并且将各级的保护延时时间缩小到最短，很好的解决了保护实时性和越级跳闸间的矛盾。 以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。
权利要求
1.一种双CAN供电系统综合保护器，包括核心微处理器、电压信号处理电路、电流信号处理电路、零序信号处理电路、漏电信号处理电路、数字信号输入电路、电源管理模块、显示模块、对外通讯模块、数据存储器、分合间信号输出电路，核心微处理器分别与电压信号处理电路、电流信号处理电路、零序信号处理电路、漏电信号处理电路、数字信号输入电路、 电源管理模块、显示模块、对外通讯模块、数据存储器、分合间信号输出电路相连，其特征在于，所述的双CAN供电系统综合保护器还包括两个CAN总线接口模块CANI和CANII、CAN收发器I和CAN收发器II，CANI与CAN收发器I相连；CANII与CAN收发器II相连，CAN收发器I和CAN收发器II分别和核心微处理器相连。
2.根据权利要求1所述的一种双CAN供电系统综合保护器，其特征在于，核心微处理器采用内置双CAN模块的嵌入式高速微处理器芯片。
3.—种双CAN供电系统综合保护器使用方法，其特征在于包括如下步骤1)在供电系统的每一级供电设备上安装如权利要求1所述的双CAN供电系统综合保护器，其CAN收发器I通过CAN总线与供电系统的上级双CAN供电系统综合保护器的CAN收发器II连接，CAN收发器II通过CAN总线与供电系统的下级双CAN供电系统综合保护器的CAN收发器I连接；2)如果该双CAN供电系统综合保护器是供电系统的最底层，则该保护器中的CAN收发器II不用任何的连接；如果该双CAN供电系统综合保护器是供电系统的最上层，则该保护器中的CAN收发器I不用任何的连接；3)上电初始化，检测CAN总线的连接情况，并通过显示模块上给出提示；4)任一双CAN供电系统综合保护器在检测到供电系统有需要进行断路的线路异常状态后，如果CANI正常连接，立即从CANI向上级双CAN供电系统综合保护器发送信号，同时开始进入延时等待状态；5)如果这期间没有从CANII收到下级双CAN供电系统综合保护器发出的信号，则立即发出分断信号，断开断路器或接触器；6)如果这期间从CANII收到下级双CAN供电系统综合保护器发出的信号，知道故障是下级供电系统发生，则不进行分断操作，结束延时等待，作为后备保护，进入定时限保护状态；7)如果执行断路操作双CAN供电系统综合保护器发生粘连等原因无法分断，则立即通过CANI向进入定时限保护状态的上级双CAN供电系统综合保护器发送信号，上级双CAN供电系统综合保护器立即发出分断信号，断开断路器。
4.根据权利3所述的一种双CAN供电系统综合保护器使用方法，其特征在于，步骤4) 所述的延时等待状态的延时时间小于10毫秒。
全文摘要
本发明涉及供电保护领域，尤其涉及一种双CAN供电系统综合保护器及其使用方法，该保护器包括核心微处理器、电压信号处理电路、电流信号处理电路、零序信号处理电路、漏电信号处理电路、数字信号输入电路、电源管理模块、显示模块、对外通讯模块、数据存储器、分合闸信号输出电路。本发明的有益效果该保护器可以低成本、系统构成简洁的方式实现供电系统基本无延时的实时保护，同时也很好的防止了供电系统越级越闸，解决了现有技术中存在的问题。
文档编号H04L12/10GK102412567SQ201110320999
公开日2012年4月11日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者沈根法, 费江海, 黄爱淼 申请人:费江海