本发明涉及电气保护技术领域，特别涉及一种过电压保护方法及装置。
背景技术：
目前线路、变压器等电气主设备的过电压保护主要通过微机或者电磁继电器实现，由于这两种方案都是通过判断电压有效值来判断线路等相关主设备上是否发生过电压故障，所以这两种方案从过电压故障发生到发出跳闸命令一般需要一个周波以上的延迟，这将造成线路等主设备上的过电压故障不能快速判断。
因此，如何提供一种过电压保护方案，能够减少过电压故障发生时的跳闸延迟，减少电气设备因为电气故障被损坏的可能，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种过电压保护方案，能够减少过电压故障发生时的跳闸延迟，减少电气设备因为电气故障被损坏的可能。其具体方案如下：
一方面，本发明提供一种过电压保护方法，包括：
实时获取待保护设备的电压瞬时值；
判断所述电压瞬时值是否超出预设范围；
如果是，则控制跳闸回路切除所述待保护设备。
另一方面，本发明提供一种过电压保护装置，包括：
电压获取模块，用于实时获取待保护设备的电压瞬时值；
范围判断模块，用于判断所述电压瞬时值是否超出预设范围；
跳闸保护模块，用于如果所述电压瞬时值超出预设范围，则控制跳闸回路切除所述待保护设备。
优选地，
所述电压获取模块，包括：一次侧与待保护设备相连接的电压互感器，输入端与所述电压互感器的二次连接的运算放大器；
所述范围判断模块，包括：第一光耦、第二光耦；所述第一光耦、所述第二光耦反向并联构成光耦总成，所述光耦总成的输入端与所述运算放大器的输出端连接；所述光耦总成的输入端与第一预设电阻串联接地；所述光耦总成的输出端的第一端与直流电流源连接，第二端与第二预设电阻串联接地；
所述跳闸保护模块，包括：RS触发器，保护装置；所述RS触发器的S端与所述光耦总成的输出端的第二端连接；所述RS触发器的Q端连接于所述保护装置。
优选地，
所述运算放大器的放大倍数为所述光耦总成的开启电压与所述待保护设备临界故障时所述电压互感器的二次侧电压值的比值。
优选地，
所述第一光耦、所述第二光耦均为线性光耦。
优选地，
所述RS触发器的Q端还连接有报警装置。
优选地，
所述电压互感器为电磁式电压互感器或电子式电压互感器。
优选地，
所述RS触发器为两个或非门构成的RS触发器。
优选地，
所述RS触发器的R端与开关串联连接于直流电源；所述RS触发器的R端与第三预设电阻串联接地。
优选地，
所述开关为带瞬时动作限流保护器件的常分开关。
本发明提供一种过电压保护方法，包括：实时获取待保护设备的电压瞬时值；判断所述电压瞬时值是否超出预设范围；如果是，则控制跳闸回路切除所述待保护设备。在现有技术中，电气设备的过电压保护主要通过微机或者电磁继电器实现，由于这两种方案都是通过判断电压有效值来判断线路等相关主设备上是否发生过电压故障，所以这两种方案从过电压故障发生到发出跳闸命令一般需要一个波形周期以上的延迟，这将造成线路等主设备上的过电压故障不能快速判断。而本发明采用电压瞬时值进行判断，从而使得从过电压故障发生到发出跳闸命令的时间间隔小于一个电压周期，进而能够减少过电压故障发生时的跳闸延迟，减少电气设备因为电气故障被损坏的可能
本发明还提供一种过电压保护装置，也具有上述的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具体实施方式所提供的过电压保护方法的流程图；
图2为本发明又一种具体实施方式所提供的过电压保护装置的组成示意图；
图3为本发明又一种具体实施方式所提供的过电压保护装置的电路组成示意图；
图4为图3中所示的过电压保护装置的电路的运行流程原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明一种具体实施方式所提供的过电压保护方法的流程图。
在本发明的一种具体实施方式中，本发明实施例提供一种过电压保护方法，包括：
S11：实时获取待保护设备的电压瞬时值；
S12：判断所述电压瞬时值是否超出预设范围；
S13：如果是，则控制跳闸回路切除所述待保护设备。
在现有技术中，电气设备的过电压保护主要通过微机或者电磁继电器实现，由于这两种方案都是通过判断电压有效值来判断线路等相关主设备上是否发生过电压故障，所以这两种方案从过电压故障发生到发出跳闸命令一般需要一个波形周期以上的延迟，这将造成线路等主设备上的过电压故障不能快速判断。
在本发明实施例，在现有技术的基础上，可以实时获取待保护设备的电压瞬时值，而不是采用现有技术中的电压有效值来进行判断，可以采用单片机进行判断，采用电压传感器实施获取待保护设备的电压瞬时值。当然，也可以采用其他的硬件结构来实施本发明中的过电压保护方法。
请参考图2、图3，图2为本发明又一种具体实施方式所提供的过电压保护装置的组成示意图；图3为本发明又一种具体实施方式所提供的过电压保护装置的电路组成示意图。
在本发明的有一种具体实施方式中，本发明实施例提供一种过电压保护装置200，包括：
电压获取模块210，用于实时获取待保护设备的电压瞬时值；
范围判断模块220，用于判断所述电压瞬时值是否超出预设范围；
跳闸保护模块230，用于如果所述电压瞬时值超出预设范围，则控制跳闸回路切除所述待保护设备。
优选地，
所述电压获取模块210，包括：一次侧与待保护设备相连接的电压互感器211，输入端与所述电压互感器的二次连接的运算放大器212；
所述范围判断模块220，包括：第一光耦221、第二光耦222；所述第一光耦、所述第二光耦反向并联构成光耦总成，所述光耦总成的输入端与所述运算放大器的输出端连接；所述光耦总成的输入端与第一预设电阻223串联接地；所述光耦总成的输出端的第一端与直流电流源连接，第二端与第二预设电阻224串联接地；所述跳闸保护模块230，包括：RS触发器231，保护装置232；所述RS触发器的S端与所述光耦总成的输出端的第二端连接；所述RS触发器的Q端连接于所述保护装置232。
进一步地，为了使得带保护设备在故障时光耦能够启动发光，可以将所述运算放大器的放大倍数为所述光耦总成的开启电压与所述待保护设备临界故障时所述电压互感器的二次侧电压值的比值。这样，当待保护设备在故障时，电压通过电压互感器传地，经过运算放大器的放大倍数放大从而成为适合光耦启动的电压。
优选地，光电耦合器分为两种：一种为非线性光耦，另一种为线性光耦。非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的，这类光耦适合于开关信号的传输，不适合于传输模拟量。线性光耦的电流传输特性曲线接近直线，并且小信号时性能较好，能以线性特性进行隔离控制。常用的线性光耦是PC817A—C系列。因此，在本发明实施例中，优先将所述第一光耦、所述第二光耦均设置为为线性光耦。
进一步地，在所述RS触发器的Q端还连接有报警装置。该报警装置可以为闪烁LED灯或蜂鸣器。
优选地，
所述电压互感器为电磁式电压互感器或电子式电压互感器。电压互感器和变压器类似，是用来变换线路上的电压的仪器。电容式电压互感器：电容式电压互感器(CVT)是由串联电容器分压，再经电磁式互感器降压和隔离，作为表计、继电保护等的一种电压互感器，电容式电压互感器还可以将载波频率耦合到输电线用于长途通信、远方测量、选择性的线路高频保护、遥控、电传打字等。电子式电压互感器由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电压或电流传感器组成的一种装置，用以传输正比于被测量的量，供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。因此，本发明实施例中可采用电子式电压互感器。
在选用RS触发器时，可以将所述RS触发器设置为两个或非门构成的RS触发器。RS触发器是构成其它各种功能触发器的基本组成部分，又称为基本RS触发器，其结构为把两个与非门或者或非门G1、G2的输入、输出端交叉连接。把两个与非门或者或非门G1、G2的输入、输出端交叉连接，即可构成基本RS触发器，为两个与非门组成的RS触发器。它有两个输入端R、S和两个输出端Q、Q非。其结构较为简单，因此，本实施例中选用两个或非门构成的RS触发器。
之所以选择使用RS触发器，是因为后续的保护装置在启动时，需要一个持续的信号作为控制信号，而本发明实施例中采用实时获取待保护设备的电压瞬时值的方式，其判断结果可能只出现在一瞬间，或则跟随着电压值波动而周期性的出现，不利于后续的保护装置的启动，因此这里采用RS触发器来锁定判定结果，以便于后续保护装置的启动。
更进一步地，为了将RS触发器恢复到初始状态，可以将所述RS触发器的R端与开关232串联连接于直流电源；所述RS触发器的R端与第三预设电阻225串联接地。在过电压故障处理完毕后、带保护设备投运前，需手按FA按钮，恢复RS触发器初始状态。当然，可以将所述开关232设置为为带瞬时动作限流保护器件的常分开关。
本发明实施例提供一种过电压保护装置，相比在现有技术中，电气设备的过电压保护主要通过微机或者电磁继电器实现，由于这两种方案都是通过判断电压有效值来判断线路等相关主设备上是否发生过电压故障，所以这两种方案从过电压故障发生到发出跳闸命令一般需要一个波形周期以上的延迟，这将造成线路等主设备上的过电压故障不能快速判断。而本发明实施例采用电压瞬时值进行判断，从而使得从过电压故障发生到发出跳闸命令的时间间隔小于一个电压周期，进而能够减少过电压故障发生时的跳闸延迟，减少电气设备因为电气故障被损坏的可能。
请参考图4，图4为图3中所示的过电压保护装置的电路的运行流程原理图。
下面，针对图3中的实施例，做进一步地说明：
过电压保护装置包括待保护设备(如线路)的电压互感器(PT)、运算放大器、光耦IC1、光耦IC2、按钮FA、电阻R1、电阻R2、电阻R3、直流电压源VCC、两个或非门组成的基本RS触发器。
图中U表示主设备的一次电压，U’表示对应的电压互感器二次电压，也就是运算放大器的输入电压。Uout表示运算放大器输出电压。
主设备电压互感器(CT)二次绕组与运算放大器的输入端连接。
运算放大器的输出端与两个反极性(头尾相接)并联光耦(IC1，IC2)的发光二极管侧，以及电阻R1连接。
直流电压源VCC与两个反极性(头尾相接)并联光耦(IC1，IC2)的光敏三极管侧，以及电阻R2连接。另一方面，直流电压源VCC通过按钮FA与电阻R3连接。
基本RS触发器R端连在按钮FA与电阻R3之间。基本RS触发器S端连接在两个反极性(头尾相接)并联光耦(IC1，IC2)的光敏三极管侧与电阻R2之间。
其工作原理如下：
若假定：(1)电压互感器PT二次绕组瞬时电压绝对值在主设备无过电压故障时和有过电压故障时的分界值为uset；(2)发光二极管开启电压UTH已确定。则运算放大器增益A只要满足下面的关系，本方案设计的系统就能实现快速过电压保护。
A*uset＝UTH
主设备正常运行时，电压互感器PT二次绕组瞬时电压绝对值|U(t)|始终小于uset，则
A*|U(t)|<UTH
即此时光耦IC1及IC2内发光二极管均不发光，光敏三极管截止。根据基本RS触发器的基本原理可知，此时基本RS触发器不会动作，也就是说其输出端Q输出为0(低电平)。
当主设备发生过电压故障时，电压互感器PT二次绕组电压瞬时值的绝对值会快速增大，|U(t)|在极短的时间内会超过分界值uset，光耦IC1或IC2内发光二极管两端的电压迅速超过开启电压UTH，IC1或IC2内发光二极管亮，相应光敏三极管导通，电阻R2上端的电压变高电平，也就是说基本RS触发器输入端S变高电平。根据基本RS触发器的原理可知，其输出端Q会输出高电平信号并保持。触发器输出端Q可接到主设备相关断路器的跳闸回路，让主设备在发生过电压故障时迅速跳闸，使故障快速切。同时,输出端Q还可与测控装置配合作用于后台报警，让电网运行人员获知发生过电压故障。
过电压故障处理完毕后、主设备投运前，需手按FA按钮，恢复RS触发器初始状态。
上述装置的响应时间主要由三部分组成：运放的传输延迟、光耦的传输延迟、基本RS触发器的动作时间。每各部分的时间都很小，可达毫秒或纳秒级,总的时间对于电力系统来说可忽略不计。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种过电压保护方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。