一種10kV線路短路故障微機繼電保護裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種10kV線路短路故障微機繼電保護裝置，包括DSP微控制器模塊和用于將10kV高壓變換為市電的10kV線路電壓變換電路，以及電源模塊和通信模塊，所述DSP微控制器模塊輸入端接有電壓采集處理模塊和電流采集處理模塊，所述DSP微控制器模塊輸出端接有蜂鳴器報警電路、繼電器跳閘電路和液晶顯示電路；通信模塊由RS-3232通信模塊和CAN通信模塊組成；電壓采集處理模塊包括電壓采集電路和電壓信號處理電路；電流采集處理模塊包括電流采集電路和電流信號處理電路。本實用新型電流電壓數(shù)據(jù)監(jiān)測傳輸快速，設(shè)計合理能及時切除故障，恢復(fù)無故障部分正常運行，保證供電系統(tǒng)的正常供電。
【專利說明】一種10kV線路短路故障微機繼電保護裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于繼電保護【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]1kV線路屬于中壓供配電系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于居民生活用電系統(tǒng)，目前中壓供配電線路具有分布廣、設(shè)備多、絕緣水平低等特點，往往由于電氣設(shè)備的絕緣損壞、操作維護不當(dāng)及外力的破壞等原因，造成系統(tǒng)故障或不正常運行狀態(tài)而造成設(shè)備儀器的損壞或威脅人身安全。當(dāng)保護線路上發(fā)生短路故障時，其主要特征表現(xiàn)為電流增大和電壓降低，保護裝置需對異常情況作出快速的反應(yīng)，現(xiàn)有繼電保護裝置常常采用新型高性能單片機或微機保護，由于線路故障的復(fù)雜性計算量大，高性能單片機難以滿足實際工程需求，微機保護裝置體積小，精度高。但是現(xiàn)有的信號處理模塊采用一個或多個電壓變換器對元器件中電壓量變化異常判斷電力線路故障，極不穩(wěn)定，判斷稍有差池就會造成變壓器的燒毀，而且短路的預(yù)判還需要繼電保護裝置參考線路電流、功率、頻率以及功率因數(shù)角作出準確的動作。所以需要設(shè)計一種可將電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號并送入微控制器，在出現(xiàn)短路故障時顯示設(shè)備能同時監(jiān)測到兩個或多個電氣量的變化，從而更全面的得到短路故障的具體位置信息，提高繼電保護裝置反應(yīng)時間。從日常生活實際情況來看，由于線路老化造成線路短路導(dǎo)致居民區(qū)變壓器燒毀的情況屢見不鮮，造成了公共財產(chǎn)的巨大損失，局部區(qū)域停電，電氣設(shè)備無法正常使用給日常生活帶來極大的不便。因此，設(shè)計針對線路異常能作出快速、穩(wěn)定、可靠地反應(yīng)的繼電保護裝置，不僅可以提高供電的質(zhì)量，還會增加電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具有重大意義。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，電路合理，DSP實現(xiàn)方便且成本低，能夠通過PC機或級聯(lián)的CAN控制器同時監(jiān)測線路短路電壓和線路短路電流，快速、準確、可靠地切除故障，功能完備，實用性強，便于推廣使用。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置，其特征在于:包括DSP微控制器模塊和用于將1kV高壓變換為市電的1kV線路電壓變換電路，以及電源模塊和通信模塊，所述DSP微控制器模塊輸入端接有電壓采集處理模塊和電流采集處理模塊，所述DSP微控制器模塊輸出端接有蜂鳴器報警電路、繼電器跳閘電路和液晶顯示電路；所述電壓采集處理模塊和電流采集處理模塊均與1kV線路電壓變換電路的輸出端相接；所述電壓采集處理模塊由用于采集輸電線路電壓信號的電壓采集電路和與電壓采集電路輸出端相接的用于將采集的電壓信號進行反向偏置濾除紋波并穩(wěn)定跟隨的電壓信號處理電路組成，所述電流采集處理模塊由用于采集輸電線路電流信號的電流采集電路和與電流采集電路輸出端相接的用于將采集的電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柌⑦M行反向偏置濾除紋波并穩(wěn)定跟隨的電流信號處理電路組成；所述通信模塊由RS-3232通信模塊和CAN通信模塊組成，所述RS-3232通信模塊和CAN通信模塊均與DSP微控制器模塊相接；所述電源模塊由5V直流電源和與5V直流電源相接且用于將5V直流電轉(zhuǎn)換為3.3V直流電的電壓轉(zhuǎn)換電路組成，所述DSP微控制器模塊、RS-3232通信模塊和液晶顯示電路均與電壓轉(zhuǎn)換電路的3.3V電壓輸出端相接，所述CAN通信模塊與5V直流電源的5V電壓輸出端和電壓轉(zhuǎn)換電路的3.3V電壓輸出端相接，所述電壓信號處理電路、電流信號處理電路和蜂鳴器報警電路以及繼電器跳閘電路均與5V直流電源的5V電壓輸出端相接。
[0005]上述的一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置，其特征在于:所述1kV線路電壓變換電路包括型號為SI 1-M-100/10的變壓器T3，所述變壓器T3的原邊接1kV三相電線路的火線L1、火線L2和火線L3，所述變壓器T3的副邊輸出為市電火線La、市電火線Lb、市電火線Lc和零線N，且所述零線N接地。
[0006]上述的一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置，其特征在于:所述DSP微控制器模塊由DSP微控制器TMS320F2812構(gòu)成。
[0007]上述的一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置，其特征在于:所述繼電器跳閘電路由繼電器K、續(xù)流二極管Dl、LED發(fā)光二極管DS1、電阻R6、三極管Ql和電阻R5組成，所述繼電器K的線圈的兩端分別與5V直流電源的5V電壓輸出端和三極管Ql的集電極相接，所述繼電器K的常閉觸點Kb與所述市電火線La或市電火線Lb或市電火線Lc相接，所述續(xù)流二極管Dl反向并聯(lián)在繼電器K的兩個線圈端兩端之間，所述LED發(fā)光二極管DSl和電阻R6串聯(lián)連接在5V電源與三極管Ql的集電極之間，所述三極管Ql的基極通過電阻R5與DSP微控制器TMS320F2812的第92引腳GP1AO相接，所述三極管Ql的發(fā)射極接地。
[0008]上述的一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置，其特征在于:所述電壓采集電路由型號為TV1013的電壓變換器Tl、電阻R7和電阻R8組成，所述電壓變換器Tl原邊一端通過電阻R7與繼電器K的中間觸點Ka相接，所述電壓變換器Tl原邊另一端與變壓器T3的副邊輸出零線N相接，所述電壓變換器Tl副邊一端接地，所述電壓變換器Tl副邊另一端為電壓采集電路的信號輸出端，電阻R8并聯(lián)接在電壓采集電路的信號輸出端與地之間；所述電壓信號處理電路包括型號為LM324第一芯片U1，所述第一芯片Ul的第2引腳通過電阻RlO與電壓采集電路的信號輸出端和電阻R8的連接端相接，所述第一芯片Ul的第3引腳與滑動變阻器R29的滑動端相接，滑動變阻器R29的一個固定端接地且其另一個固定端接5V直流電源的5V電壓輸出端，所述第一芯片Ul的第I引腳通過電阻Rll與所述第一芯片Ul的第2引腳相接，所述第一芯片Ul的第5引腳通過電阻R12與第一芯片Ul的第I引腳相接且通過電容C12接地，所述第一芯片Ul的第7引腳與第一芯片Ul的第6引腳和第一芯片Ul的第10引腳均相接，所述第一芯片Ul的第9引腳通過電阻R13接地且與滑動變阻器R30的一個固定端相接，滑動變阻器R30的滑動端和另一固定端與第一芯片Ul的第8引腳和第一芯片Ul的第12引腳的連接端相接，所述第一芯片Ul的第4引腳與5V直流電源的5V電壓輸出端相接，所述第一芯片Ul的第11引腳接地，所述第一芯片Ul的第14引腳與第一芯片Ul的第13引腳相接且通過電阻R14與DSP微控制器TMS320F2812的第174引腳ADCINA0相接。
[0009]上述的一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置，其特征在于:所述電流采集電路由型號為TA1015的電流變換器T2和電阻R9組成，所述電流變換器T2原邊一端與繼電器K的中間觸點Ka相接，所述電壓變換器T2原邊另一端與變壓器T3的副邊輸出零線N相接，所述電壓變換器T2副邊一端接地，所述電壓變換器T2副邊另一端為電流采集電路的信號輸出端，電阻R9并聯(lián)接在電流采集電路的信號輸出端與地之間；所述電流信號處理電路包括型號為LM324第一芯片U2，所述第一芯片U2的第2引腳通過電阻R25與電流采集電路的信號輸出端和電阻R9的連接端相接，所述第一芯片U2的第3引腳與滑動變阻器R31的滑動端相接，滑動變阻器R31的一個固定端接地且其另一個固定端接5V直流電源的5V電壓輸出端，所述第一芯片U2的第I引腳通過電阻R15與第一芯片U2的第2引腳相接，所述第一芯片U2的第5引腳通過電阻R16與第一芯片U2的第I引腳相接且通過電容C13接地，所述第一芯片U2的第7引腳與第一芯片U2的第6引腳和第一芯片U2的第10引腳均相接，所述第一芯片U2的第9引腳通過電阻R17接地且與滑動變阻器R32的一個固定端相接，滑動變阻器R32的滑動端和另一固定端與第一芯片U2的第8引腳和第一芯片U2的第12引腳的連接端相接，所述第一芯片U2的第4引腳與5V直流電源的5V電壓輸出端相接，所述第一芯片U2的第11引腳接地，所述第一芯片U2的第14引腳與第一芯片U2的第13引腳相接且通過電阻R18與DSP微控制器TMS320F2812的第173引腳ADCINA1相接。
[0010]上述的一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置，其特征在于:所述CAN通信模塊包括芯片UC5350，所述芯片UC5350的TXD引腳與DSP微控制器TMS320F2812的第87引腳CANTXA相接，所述芯片UC5350的RXD引腳與DSP微控制器TMS320F2812的第89引腳CANRXA相接，所述芯片UC5350的CANH引腳與用于與CAN總線通信的四接口端子P3的第I引腳相接，所述芯片UC5350的CANL引腳與所述四接口端子P3的第2引腳的連接端相接，所述四接口端子P3的第3引腳接地，所述四接口端子P3的第4引腳與電壓轉(zhuǎn)換電路的3.3V電壓輸出端相接，所述芯片UC5350的VCC引腳與5V直流電源的5V電壓輸出端相接且通過電容C21接地，所述芯片UC5350的GND引腳和RS引腳均接地。
[0011]上述的一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置，其特征在于:所述液晶顯示電路由液晶顯示屏LCM12864M-3構(gòu)成。
[0012]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0013]1、本實用新型的電壓采集處理模塊和電流采集處理模塊分別采用電壓變換器或電流變換器對高壓線路變換過來的市電電壓和市電電流數(shù)據(jù)進行采集，并將電壓信號或電流信號通過信號處理均處理成DSP微控制器模塊中的AD變換電路可處理的電壓信號，信號處理過程中采用型號為LMS324的第一芯片Ul和第二芯片U2分別對電壓變換器和電流變換器副邊的交流電壓信號進行反向偏置，將電壓信號抬升到OV以上，并對抬升的電壓信號進行低通濾波降低采樣頻率，進過低通濾波處理后信號的值可能偏小，需對信號進行放大跟隨保證采集的電壓電流信號的穩(wěn)定性，確保信號源可靠。
[0014]2、本實用新型的通信模塊通過RS-3232串口通信與PC機通信，并通過CAN通信模塊與DSP微控制器模塊或CAN控制器級聯(lián)，同時對線路的電壓電流信號監(jiān)測，數(shù)據(jù)可靠誤差小。
[0015]3、本實用新型的液晶顯示電路、繼電器跳閘電路和蜂鳴器報警電路相互關(guān)聯(lián)，液晶屏顯示保護線路的電壓電流值，短路故障會引起保護線路的電壓值突然減小同時電流值突然增大，當(dāng)保護線路正常運行時，液晶顯示數(shù)據(jù)正常且保護裝置無任何指示燈亮，負載運行穩(wěn)定；當(dāng)保護線路上發(fā)生短路故障時，繼電器跳閘，蜂鳴器發(fā)出聲響且繼電器上連接的LED發(fā)光二極管DSl和蜂鳴器上連接的LED發(fā)光二極管DS2同時亮，并且液晶顯示屏上出現(xiàn)電壓數(shù)據(jù)減小且電流數(shù)據(jù)增大的異常現(xiàn)象，這樣的設(shè)計能全方面且可靠的檢測出線路的短路情況，快速的排查故障，確保線路正常穩(wěn)定的運行。
[0016]4、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎合理，適用于中壓配電站的在線監(jiān)測，實用性強，便于推廣使用。
[0017]綜上所述，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，電流電壓數(shù)據(jù)監(jiān)測傳輸快速，設(shè)計合理能解及時切除故障，恢復(fù)無故障部分正常運行，保證供電系統(tǒng)的正常供電，實用性強。
[0018]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的電路原理框圖。
[0020]圖2為本實用新型1kV線路電壓變換電路與繼電器跳閘電路的電路連接關(guān)系示意圖。
[0021]圖3為本實用新型電壓采集處理模塊的電路原理圖。
[0022]圖4為本實用新型電流采集處理模塊的電路原理圖。
[0023]圖5為本實用新型CAN通信模塊的電路原理圖。
[0024]圖6為本實用新型微控制器模塊的電路原理圖。
[0025]圖7為本實用新型蜂鳴器報警電路的電路原理圖。
[0026]圖8為本實用新型液晶顯不電路的電路原理圖。
[0027]圖9為本實用新型RS-3232通信模塊的電路原理圖。
[0028]附圖標記說明:
[0029]I一電源模塊；1-1 一5V直流電源；1-2—電壓轉(zhuǎn)換電路；
[0030]2 — 1kV線路電壓變換電路；3 —電壓采集處理模塊；
[0031]3-1—電壓采集電路；3-2 —電壓信號處理電路；4 一電流采集處理模塊；
[0032]4-1一電流米集電路；4_2—電流信號處理電路；6—通信模塊；
[0033]6-1—RS-3232 通信模塊；6-2 — CAN 通信模塊；
[0034]8—DSP微控制器模塊；10—蜂鳴器報警電路；
[0035]11 一繼電器跳閘電路；12—液晶顯不電路。

【具體實施方式】
[0036]如圖1所示，本實用新型包括DSP微控制器模塊8和用于將1kV高壓變換為市電的1kV線路電壓變換電路2，以及電源模塊I和通信模塊6，所述DSP微控制器模塊8輸入端接有電壓采集處理模塊3和電流采集處理模塊4，所述DSP微控制器模塊8輸出端接有蜂鳴器報警電路10、繼電器跳閘電路11和液晶顯示電路12 ;所述電壓采集處理模塊3和電流采集處理模塊4均與1kV線路電壓變換電路2的輸出端相接；所述電壓采集處理模塊3由用于采集輸電線路電壓信號的電壓采集電路3-1和與電壓采集電路3-1輸出端相接的用于將采集的電壓信號進行反向偏置濾除紋波并穩(wěn)定跟隨的電壓信號處理電路3-2組成，所述電流采集處理模塊4由用于采集輸電線路電流信號的電流采集電路4-1和與電流采集電路4-1輸出端相接的用于將采集的電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柌⑦M行反向偏置濾除紋波并穩(wěn)定跟隨的電流信號處理電路4-2組成；所述通信模塊6由RS-3232通信模塊6_1和CAN通信模塊6-2組成，所述RS-3232通信模塊6_1和CAN通信模塊6_2均與DSP微控制器模塊8相接；所述電源模塊I由5V直流電源1-1和與5V直流電源1-1相接且用于將5V直流電轉(zhuǎn)換為3.3V直流電的電壓轉(zhuǎn)換電路1-2組成，所述DSP微控制器模塊8、RS-3232通信模塊6_1和液晶顯示電路12均與電壓轉(zhuǎn)換電路1-2的3.3V電壓輸出端相接，所述CAN通信模塊6-2與5V直流電源1-1的5V電壓輸出端和電壓轉(zhuǎn)換電路1-2的3.3V電壓輸出端相接，所述電壓信號處理電路3-2、電流信號處理電路4-2和蜂鳴器報警電路10以及繼電器跳閘電路11均與5V直流電源1-1的5V電壓輸出端相接。
[0037]如圖6所示，本實施例中，所述DSP微控制器模塊8由DSP微控制器TMS320F2812構(gòu)成。
[0038]如圖3所示，本實施例中，所述電壓采集電路3-1由型號為TV1013的電壓變換器Tl、電阻R7和電阻R8組成，所述電壓變換器Tl原邊一端通過電阻R7與繼電器K的中間觸點Ka相接，所述電壓變換器Tl原邊另一端與變壓器T3的副邊輸出零線N相接，所述電壓變換器Tl副邊一端接地，所述電壓變換器Tl副邊另一端為電壓采集電路3-1的信號輸出端，電阻R8并聯(lián)接在電壓采集電路3-1的信號輸出端與地之間；所述電壓信號處理電路3-2包括型號為LM324第一芯片U1，所述第一芯片Ul的第2引腳通過電阻RlO與電壓采集電路3-1的信號輸出端和電阻R8的連接端相接，所述第一芯片Ul的第3引腳與滑動變阻器R29的滑動端相接，滑動變阻器R29的一個固定端接地且其另一個固定端接5V直流電源1-1的5V電壓輸出端，所述第一芯片Ul的第I引腳通過電阻Rll與所述第一芯片Ul的第2引腳相接，所述第一芯片Ul的第5引腳通過電阻R12與第一芯片Ul的第I引腳相接且通過電容C12接地，所述第一芯片Ul的第7引腳與第一芯片Ul的第6引腳和第一芯片Ul的第10引腳均相接，所述第一芯片Ul的第9引腳通過電阻R13接地且與滑動變阻器R30的一個固定端相接，滑動變阻器R30的滑動端和另一固定端與第一芯片Ul的第8引腳和第一芯片Ul的第12引腳的連接端相接，所述第一芯片Ul的第4引腳與5V直流電源1-1的5V電壓輸出端相接，所述第一芯片Ul的第11引腳接地，所述第一芯片Ul的第14引腳與第一芯片Ul的第13引腳相接且通過電阻R14與DSP微控制器TMS320F2812的第174引腳ADCINA0相接。
[0039]實際使用中，所述1kV線路電壓變換電路2通過S11-M-100/10的變壓器T3將高壓線路I 1kV變換成接近市電電壓220V，采用電壓變換器實現(xiàn)電壓的采集，所述電壓變換器Tl變換過來的信號為交流電壓信號，信號處理過程中采用型號為LMS324的第一芯片Ul對電壓變換器Tl輸出的交流電壓信號進行反向偏置，將電壓信號抬升到OV以上，并對抬升的電壓信號進行低通濾波降低采樣頻率，進過低通濾波處理后信號的值可能偏小，不利于DSP的數(shù)據(jù)處理，需對信號進行放大跟隨保證采集的電壓穩(wěn)定并送入DSP微控制器模塊中的AD變換電路完成保護線路電壓信號的檢測。
[0040]如圖4所示，本實施例中，所述電流采集電路4-1由型號為TA1015的電流變換器T2和電阻R9組成，所述電流變換器T2原邊一端與繼電器K的中間觸點Ka相接，所述電壓變換器T2原邊另一端與變壓器T3的副邊輸出零線N相接，所述電壓變換器T2副邊一端接地，所述電壓變換器T2副邊另一端為電流采集電路4-1的信號輸出端，電阻R9并聯(lián)接在電流采集電路4-1的信號輸出端與地之間；所述電流信號處理電路4-2包括型號為LM324第一芯片U2，所述第一芯片U2的第2引腳通過電阻R25與電流采集電路4_1的信號輸出端和電阻R9的連接端相接，所述第一芯片U2的第3引腳與滑動變阻器R31的滑動端相接，滑動變阻器R31的一個固定端接地且其另一個固定端接5V直流電源1-1的5V電壓輸出端，所述第一芯片U2的第I引腳通過電阻R15與第一芯片U2的第2引腳相接，所述第一芯片U2的第5引腳通過電阻R16與第一芯片U2的第I引腳相接且通過電容C13接地，所述第一芯片U2的第7引腳與第一芯片U2的第6引腳和第一芯片U2的第10引腳均相接，所述第一芯片U2的第9引腳通過電阻R17接地且與滑動變阻器R32的一個固定端相接，滑動變阻器R32的滑動端和另一固定端與第一芯片U2的第8引腳和第一芯片U2的第12引腳的連接端相接，所述第一芯片U2的第4引腳與5V直流電源1-1的5V電壓輸出端相接，所述第一芯片U2的第11引腳接地，所述第一芯片U2的第14引腳與第一芯片U2的第13引腳相接且通過電阻R18與DSP微控制器TMS320F2812的第173引腳ADCINA1相接。
[0041]實際使用中，DSP微控制器只能處理AD變換電路變換過來的電壓信號，因此電流變換器T2副邊并聯(lián)電阻完成電流轉(zhuǎn)變電壓的處理，所述電流變換器T2變換過來的信號為交流電壓信號，信號處理過程中采用型號為LMS324的第二芯片U2對電流變換器T2輸出的交流轉(zhuǎn)變電壓信號進行反向偏置，將電壓信號抬升到OV以上，并對抬升的電壓信號進行低通濾波降低采樣頻率，進過低通濾波處理后信號的值可能偏小，不利于DSP的數(shù)據(jù)處理，需對信號進行放大跟隨保證采集的電壓穩(wěn)定并送入DSP微控制器模塊中的AD變換電路完成保護線路電流信號的檢測。
[0042]如圖5和圖9所示，本實施例中，所述CAN通信模塊6-2包括芯片UC5350，所述芯片UC5350的TXD引腳與DSP微控制器TMS320F2812的第87引腳CANTXA相接，所述芯片UC5350的RXD引腳與DSP微控制器TMS320F2812的第89引腳CANRXA相接，所述芯片UC5350的CANH引腳與用于與CAN總線通信的四接口端子P3的第I引腳相接，所述芯片UC5350的CANL引腳與所述四接口端子P3的第2引腳的連接端相接，所述四接口端子P3的第3引腳接地，所述四接口端子P3的第4引腳與電壓轉(zhuǎn)換電路1-2的3.3V電壓輸出端相接，所述芯片UC5350的VCC引腳與5V直流電源1_1的5V電壓輸出端相接且通過電容C21接地，所述芯片UC5350的GND引腳和RS引腳均接地；所述RS-3232通信模塊6_1包括芯片MAX3232和COM端口 DB9，實際接線中，所述芯片MAX3232的第I引腳通過電容C8與芯片MAX3232的第8引腳相接，所述芯片MAX3232的第4引腳通過電容C9與芯片MAX3232的第5引腳相接，所述芯片MAX3232的第16引腳接電壓轉(zhuǎn)換電路1_2的3.3V且通過電容ClO與芯片MAX3232的第2引腳相接，所述芯片MAX3232的第15引腳接地且通過電容Cll與芯片MAX3232的第6引腳相接，所述芯片MAX3232的第11引腳與DSP微控制器TMS320F2812的第155引腳SCITXDA相接，所述芯片MAX3232的第12引腳與DSP微控制器TMS320F2812的第157引腳SCIRXDA相接，所述芯片MAX3232的第14引腳與COM端口 DB9的第2引腳相接，所述芯片MAX3232的第13腳與COM端口 DB9的第3腳相接，所述COM端口 DB9的第5腳接地。
[0043]實際使用中，所述RS-3232通信模塊6_1可通過COM端與PC機通信，PC機同時可作為外擴的監(jiān)測設(shè)備，并通過CAN通信模塊6-2可與DSP微控制器TMS320F2812或CAN控制器級聯(lián)，同時對線路的電壓電流信號監(jiān)測。
[0044]如圖2、圖7和圖8所述，本實施例中，所述1kV線路電壓變換電路2包括型號為S11-M-100/10的變壓器T3，所述變壓器Τ3的原邊接1kV三相電線路的火線L1、火線L2和火線L3，所述變壓器Τ3的副邊輸出為市電火線La、市電火線Lb、市電火線Lc和零線N，且所述零線N接地；所述繼電器跳閘電路11由繼電器K、續(xù)流二極管D1、LED發(fā)光二極管DS1、電阻R6、三極管Ql和電阻R5組成，所述繼電器K的線圈的兩端分別與5V直流電源1_1的5V電壓輸出端和三極管Ql的集電極相接，所述繼電器K的常閉觸點Kb與所述市電火線La或市電火線Lb或市電火線Lc相接，所述續(xù)流二極管DI反向并聯(lián)在繼電器K的兩個線圈端兩端之間，所述LED發(fā)光二極管DSl和電阻R6串聯(lián)連接在5V電源與三極管Ql的集電極之間，所述三極管Ql的基極通過電阻R5與DSP微控制器TMS320F2812的第92引腳GP1AO相接，所述三極管Ql的發(fā)射極接地；實際接線中，所述蜂鳴器報警電路10由蜂鳴器LSl構(gòu)成，所述蜂鳴器LSl接在5V直流電源與三極管Q2的集電極之間，發(fā)光二極管DS2和與發(fā)光二極管DS2相接的電阻R20聯(lián)接在蜂鳴器LSl的兩端，所述三極管Q2的基極通過電阻R19與DSP微控制器TMS320F2812的第116引腳GP10A11相接，所述三極管Q2的發(fā)射極接地；所述液晶顯示電路12由液晶顯示屏LCM12864M-3構(gòu)成。
[0045]實際使用中，所述液晶顯示電路12、繼電器跳閘電路11和蜂鳴器報警電路10共同反應(yīng)本實用新型的實時工作狀態(tài)，液晶屏顯示保護線路的電壓電流值，短路故障會引起保護線路的電壓值突然減小同時電流值突然增大，保護線路的狀態(tài)分別通過繼電器K、發(fā)光二極管DSl、蜂鳴器LSl、發(fā)光二極管DS2和液晶屏提醒監(jiān)控人員，本實用新型保護線路正常運行時，繼電器K常閉開關(guān)吸合，此時繼電器相當(dāng)于導(dǎo)線阻值較小，并聯(lián)在繼電器兩端的發(fā)光二極管DSl和與發(fā)光二極管DSl連接的電阻R6不工作，發(fā)光二極管DSl不亮，且蜂鳴器不響，并聯(lián)在蜂鳴器兩端的發(fā)光二極管DS2和與發(fā)光二極管DS2連接的電阻R20不工作，發(fā)光二極管DS2不亮，液晶屏顯示數(shù)據(jù)正常，負載運行穩(wěn)定；一旦保護線路上發(fā)生短路故障時，繼電器跳閘，蜂鳴器發(fā)出聲響且繼電器上連接的LED發(fā)光二極管DSl和蜂鳴器上連接的LED發(fā)光二極管DS2同時亮，并且液晶顯示屏上出現(xiàn)電壓數(shù)據(jù)減小且電流數(shù)據(jù)增大的異?，F(xiàn)象；監(jiān)控人員可通過聲光報警和液晶顯示多重提醒及時排除故障，恢復(fù)線路正常穩(wěn)定的運行。
[0046]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置，其特征在于:包括DSP微控制器模塊(8)和用于將1kV高壓變換為市電的1kV線路電壓變換電路⑵，以及電源模塊⑴和通信模塊￠)，所述DSP微控制器模塊(8)輸入端接有電壓采集處理模塊(3)和電流采集處理模塊(4)，所述DSP微控制器模塊(8)輸出端接有蜂鳴器報警電路(10)、繼電器跳閘電路(11)和液晶顯示電路(12);所述電壓采集處理模塊(3)和電流采集處理模塊⑷均與1kV線路電壓變換電路(2)的輸出端相接；所述電壓采集處理模塊(3)由用于采集輸電線路電壓信號的電壓采集電路(3-1)和與電壓采集電路(3-1)輸出端相接的用于將采集的電壓信號進行反向偏置濾除紋波并穩(wěn)定跟隨的電壓信號處理電路(3-2)組成，所述電流采集處理模塊(4)由用于采集輸電線路電流信號的電流采集電路(4-1)和與電流采集電路(4-1)輸出端相接的用于將采集的電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柌⑦M行反向偏置濾除紋波并穩(wěn)定跟隨的電流信號處理電路(4-2)組成；所述通信模塊￠)由RS-3232通信模塊(6_1)和CAN通信模塊(6-2)組成，所述RS-3232通信模塊(6_1)和CAN通信模塊(6_2)均與DSP微控制器模塊⑶相接；所述電源模塊(I)由5V直流電源(1-1)和與5V直流電源(1-1)相接且用于將5V直流電轉(zhuǎn)換為3.3V直流電的電壓轉(zhuǎn)換電路(1-2)組成，所述DSP微控制器模塊(8)、RS-3232通信模塊(6-1)和液晶顯示電路(12)均與電壓轉(zhuǎn)換電路(1_2)的3.3V電壓輸出端相接，所述CAN通信模塊(6-2)與5V直流電源(1-1)的5V電壓輸出端和電壓轉(zhuǎn)換電路(1-2)的3.3V電壓輸出端相接，所述電壓信號處理電路(3-2)、電流信號處理電路(4-2)和蜂鳴器報警電路(10)以及繼電器跳閘電路(11)均與5V直流電源(1-1)的5V電壓輸出端相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置，其特征在于:所述1kV線路電壓變換電路⑵包括型號為S11-M-100/10的變壓器T3，所述變壓器T3的原邊接1kV三相電線路的火線L1、火線L2和火線L3，所述變壓器T3的副邊輸出為市電火線La、市電火線Lb、市電火線Lc和零線N，所述零線N接地。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置，其特征在于:所述DSP微控制器模塊(8)由DSP微控制器TMS320F2812構(gòu)成。
4.按照權(quán)利要求3所述的一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置，其特征在于:所述繼電器跳閘電路(11)由繼電器K、續(xù)流二極管Dl、LED發(fā)光二極管DS1、電阻R6、三極管Ql和電阻R5組成，所述繼電器K的線圈的兩端分別與5V直流電源(1-1)的5V電壓輸出端和三極管Ql的集電極相接，所述繼電器K的常閉觸點Kb與所述市電火線La或市電火線Lb或市電火線Lc相接，所述續(xù)流二極管Dl反向并聯(lián)在繼電器K的兩個線圈端兩端之間，所述LED發(fā)光二極管DSl和電阻R6串聯(lián)連接在5V電源與三極管Ql的集電極之間，所述三極管Ql的基極通過電阻R5與DSP微控制器TMS320F2812的第92引腳GP1AO相接，所述三極管Ql的發(fā)射極接地。
5.按照權(quán)利要求4所述的一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置，其特征在于:所述電壓采集電路(3-1)由型號為TV1013的電壓變換器Tl、電阻R7和電阻R8組成，所述電壓變換器Tl原邊一端通過電阻R7與繼電器K的中間觸點Ka相接，所述電壓變換器Tl原邊另一端與變壓器T3的副邊輸出零線N相接，所述電壓變換器Tl副邊一端接地，所述電壓變換器Tl副邊另一端為電壓采集電路(3-1)的信號輸出端，電阻R8并聯(lián)接在電壓采集電路(3-1)的信號輸出端與地之間；所述電壓信號處理電路(3-2)包括型號為LM324第一芯片U1，所述第一芯片Ul的第2引腳通過電阻RlO與電壓采集電路(3-1)的信號輸出端和電阻R8的連接端相接，所述第一芯片Ul的第3引腳與滑動變阻器R29的滑動端相接，滑動變阻器R29的一個固定端接地且其另一個固定端接5V直流電源(1-1)的5V電壓輸出端，所述第一芯片Ul的第I引腳通過電阻Rll與所述第一芯片Ul的第2引腳相接，所述第一芯片Ul的第5引腳通過電阻R12與第一芯片Ul的第I引腳相接且通過電容C12接地，所述第一芯片Ul的第7引腳與第一芯片Ul的第6引腳和第一芯片Ul的第10引腳均相接，所述第一芯片Ul的第9引腳通過電阻R13接地且與滑動變阻器R30的一個固定端相接，滑動變阻器R30的滑動端和另一固定端與第一芯片Ul的第8引腳和第一芯片Ul的第12引腳的連接端相接，所述第一芯片Ul的第4引腳與5V直流電源(1-1)的5V電壓輸出端相接，所述第一芯片Ul的第11引腳接地，所述第一芯片Ul的第14引腳與第一芯片Ul的第13引腳相接且通過電阻R14與DSP微控制器TMS320F2812的第174引腳ADCINA0相接。
6.按照權(quán)利要求4所述的一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置，其特征在于:所述電流采集電路(4-1)由型號為TA1015的電流變換器T2和電阻R9組成，所述電流變換器T2原邊一端與繼電器K的中間觸點Ka相接，所述電壓變換器T2原邊另一端與變壓器T3的副邊輸出零線N相接，所述電壓變換器T2副邊一端接地，所述電壓變換器T2副邊另一端為電流采集電路(4-1)的信號輸出端，電阻R9并聯(lián)接在電流采集電路(4-1)的信號輸出端與地之間；所述電流信號處理電路(4-2)包括型號為LM324第一芯片U2，所述第一芯片U2的第2引腳通過電阻R25與電流采集電路(4-1)的信號輸出端和電阻R9的連接端相接，所述第一芯片U2的第3引腳與滑動變阻器R31的滑動端相接，滑動變阻器R31的一個固定端接地且其另一個固定端接5V直流電源(1-1)的5V電壓輸出端，所述第一芯片U2的第I引腳通過電阻R15與第一芯片U2的第2引腳相接，所述第一芯片U2的第5引腳通過電阻R16與第一芯片U2的第I引腳相接且通過電容C13接地，所述第一芯片U2的第7引腳與第一芯片U2的第6引腳和第一芯片U2的第10引腳均相接，所述第一芯片U2的第9引腳通過電阻R17接地且與滑動變阻器R32的一個固定端相接，滑動變阻器R32的滑動端和另一固定端與第一芯片U2的第8引腳和第一芯片U2的第12引腳的連接端相接，所述第一芯片U2的第4引腳與5V直流電源(1-1)的5V電壓輸出端相接，所述第一芯片U2的第11引腳接地，所述第一芯片U2的第14引腳與第一芯片U2的第13引腳相接且通過電阻R18與DSP微控制器TMS320F2812的第173引腳ADCINA1相接。
7.按照權(quán)利要求3所述的一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置，其特征在于:所述CAN通信模塊(6-2)包括芯片UC5350，所述芯片UC5350的TXD引腳與DSP微控制器TMS320F2812的第87引腳CANTXA相接，所述芯片UC5350的RXD引腳與DSP微控制器TMS320F2812的第89引腳CANRXA相接，所述芯片UC5350的CANH引腳與用于與CAN總線通信的四接口端子P3的第I引腳相接，所述芯片UC5350的CANL引腳與所述四接口端子P3的第2引腳的連接端相接，所述四接口端子P3的第3引腳接地，所述四接口端子P3的第4引腳與電壓轉(zhuǎn)換電路(1-2)的3.3V電壓輸出端相接，所述芯片UC5350的VCC引腳與5V直流電源(1-1)的5V電壓輸出端相接且通過電容C21接地，所述芯片UC5350的GND引腳和RS引腳均接地。
8.按照權(quán)利要求3所述的一種1kV線路短路故障微機繼電保護裝置，其特征在于:所述液晶顯示電路(12)由液晶顯示屏LCM12864M-3構(gòu)成。
【文檔編號】H02H3/04GK204167883SQ201420622900
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月25日
【發(fā)明者】邵小強 申請人:西安科技大學(xué), 江蘇一能電器成套設(shè)備有限公司