基于Arduino的电压自动恢复装置的制作方法

本实用新型涉及交流电压回路自动电压恢复装置。应用于实施电压回路安措出现失误等原因造成电压回路短路，PT（电压互感器）二次电压总空气开关跳开，严重可能导致保护误动的情况。该电压恢复装置能够实现因实施安措出现失误等原因造成二次电压失电情况下的电压自动恢复，大大减少了失压时间以及保护误动的可能性，保证了系统的安全稳定运行。

背景技术：

继电保护中需要经常对电压回路做安全措施，即断开端子排上小母线与保护装置的连接，在端子排装置侧加电压，带电的母线侧用红布遮拦或红胶布进行隔离。由于各相电压端子排列很紧密，距离很近，而且固定端子连片的螺丝突起于塑料挡板之上。在打开端子时，由于不小心或者螺丝刀掉落，就可能出现失误造成二次电压短路，PT（电压互感器）的二次电压总空气开关就会跳开进而使二次电压消失。如果此时负荷较低，容易引起备投装置的误动；负荷较高，容易引起主变高后备保护的误动；此外还可能会引起电容器的欠压保护误动作等，造成更严重的停电事故，导致事故扩大，影响电网安全稳定运行。发现二次电压消失时的处理方法一般是，监控人员发现变电站远传过来的二次电压失电信号后通知现场的运行值班员，值班员接到指令后到现场PT柜找到跳开的二次电压空气开关并手动将其合上，完成电压的恢复。这样会导致二次电压失电时间较长，保护发生误动的可能性较大。

技术实现要素：

根据现有技术的不足，本实用新型公开了一种基于Arduino的电压自动恢复装置，该电压自动恢复装置中的中间继电器接点与备用空气开关串联后并联在电压互感器二次电压总空气开关两端，一旦出现因失误造成的电压消失，该中间继电器接点导通，可以实现代替二次电压总空气开关，保证电压快速恢复的功能。

本实用新型按以下技术方案实现：

一种基于Arduino的电压自动恢复装置，应用于变电站二次电压回路，实现代替二次电压总空气开关，电压自动恢复装置包括变送器、Arduino芯片、芯片电源、中间继电器和外壳；所述变送器与Arduino芯片的输入端相连，用以将二次电压转换后输入Arduino芯片中，所述Arduino芯片的输出端与中间继电器相连，所述芯片电源与Arduino芯片相连，用以对Arduino芯片提供电源；将所述变送器、Arduino芯片、芯片电源、中间继电器连接好的电路固定于外壳中，且在外壳上设有接线端口和电源端口。

进一步，所述中间继电器的接点接入备用空气开关上口，空气开关下口与电压互感器二次电压空气开关下口并联，中间继电器的接点闭合后二次电压通过备用空气开关提供，实现电压的自动恢复。

进一步，所述芯片电源包括充电器和数据线；通过充电器和数据线直接连接到母线电压互感器柜的不间断电源上，给Arduino芯片供电。

进一步，所述充电器采用直流5VUSB充电器，用以对Arduino芯片提供5V的供电电压。

进一步，所述变送器采用PZ6003-3U型变送器，用以将变电站内AC60V的二次电压转换成0-5V的直流电输入到Arduino芯片。

进一步，所述中间继电器采用支持Arduino芯片的四路中间继电器模块，该中间继电器模块具有四常开四常闭触点。

进一步，所述外壳采用无色透明有机玻璃。

进一步，所述Arduino芯片的失压定值为0.866V。

本实用新型有益效果：

本实用新型中的中间继电器接点与备用空气开关串联后并联在电压互感器二次电压总空气开关两端，一旦出现因失误造成的电压消失，该中间继电器接点导通，可以实现代替二次电压总空气开关，保证电压快速恢复的功能。

该电压恢复装置能够实现因实施安措出现失误等原因造成二次电压失电情况下的电压自动恢复，大大减少了失压时间以及保护误动的可能性，保证了系统的安全稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型的电压自动恢复装置的原理示意图；

图中，1-变送器、2-Arduino芯片、3-中间继电器、4-芯片电源、5-外壳。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，一种基于Arduino的电压自动恢复装置，由变送器1、Arduino芯片2、芯片电源4、中间继电器3和外壳5组成。变送器1与Arduino芯片2的输入端相连，用以将二次电压转换后输入Arduino芯片2中， Arduino芯片2的输出端与中间继电器3相连，芯片电源4与Arduino芯片2相连，用以对Arduino芯片2提供电源；将变送器1、Arduino芯片2、芯片电源4、中间继电器3连接好的电路固定于外壳5中，且在外壳5上设有接线端口和电源端口。

Arduino芯片2由一个基于单片机并且开放源码的硬件平台和一套为Arduino板编写程序的开发环境组成。Arduino芯片2为直流5V的供电电压，装置采用该芯片上的microUSB接口，通过数据线和直流5VUSB充电器直接连接到母线PT柜的不间断电源上，给电压恢复装置的Arduino芯片2供电。合理设定Arduino芯片2的失压定值为0.866V和电压恢复延时为1S。变电站内AC60V左右的二次电压需通过变送器PZ6003-3U转换成0-5V的直流电输入到Arduino芯片2。中间继电器3采用支持Arduino芯片的四路中间继电器模块，该中间继电器模块具有四常开四常闭触点，满足容量和启动电压的要求。中间继电器3的接点接入备用空气开关上口，空气开关下口与电压互感器二次电压空气开关下口并联，中间继电器3的接点闭合后二次电压通过备用空气开关提供，实现电压的自动恢复。根据“直观、可靠、便携、安装方便”的原则，装置采用透明性好、重量轻且绝缘性好的有机玻璃外壳。

二次电压失电，此时回路线电压低于无压定值30V，经变送器1转换后，即输入Arduino芯片2电压小于0.866V，Arduino芯片2输出5V直流电启动支持Arduino芯片的四路中间继电器模块，中间继电器的接点接入备用空气开关上口，下口与PT二次电压总空气开关下口并联，中间继电器的接点接点闭合后二次电压通过备用空开提供，实现电压的自动恢复。

工作过程如下：变送器1将采集到的二次电压总空气开关下口电压转换成0-5V可输入Arduino芯片2电压；因Arduino芯片2中已经设定失压电压定值，即0.866V，一旦出现失误造成二次电压总空气开关跳开，空气开关下口二次电压消失，低于失压定值，Arduino芯片2即经一定延时动作，该延时保证在保护动作之前将电压恢复，考虑变送器1的响应时间0.04S、Arduino芯片2的响应时间0.05S以及中间继电器3的动作时间0.02S，再留有一定的时间裕度，本电压恢复延时设为1S；此时输出5V直流电压到中间继电器3；采用了中间继电器3的三组常开接点，接点闭合，备用空气开关接入实现电压快速恢复的功能。

容易理解，依据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本实用新型带电作业机器人的多种实施方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限制或限定。