本發(fā)明涉及一種保護(hù)系統(tǒng)，具體是一種電力電網(wǎng)短路保護(hù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代生產(chǎn)過程的檢測和控制中，電流參數(shù)的采集是最普遍最重要的項(xiàng)目之一，在一些數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，測量現(xiàn)場距離較遠(yuǎn)且環(huán)境惡劣，計(jì)算機(jī)主控系統(tǒng)與測量裝置、傳感器遠(yuǎn)離，傳統(tǒng)的方法是采用長距離的電費(fèi)系統(tǒng)或通過無線電傳輸，但其成本較高或占用無線電頻率資源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電力電網(wǎng)短路保護(hù)系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種電力電網(wǎng)短路保護(hù)系統(tǒng)，包括電流采樣模塊和控制模塊，所述電流采樣模塊包括電流傳感器、芯片u1、芯片u2、芯片u3和二極管d1，控制模塊包括繼電器k和三極管vt，所述電流傳感器分別連接芯片u1引腳2和芯片u1引腳3，芯片u1引腳1、引腳7和引腳8分別對(duì)應(yīng)連接芯片u2引腳14、引腳13和引腳12，芯片u2引腳2、引腳3和引腳19分別對(duì)應(yīng)連接芯片u3引腳12、引腳17和引腳5，芯片u3引腳10分別連接接地二極管d1負(fù)極和電阻r3，電阻r3另一端分別連接繼電器k線圈和電源vcc，繼電器k線圈另一端連接三極管vt集電極，三極管vt基極分別連接芯片u2引腳9和電阻r1，電阻r1另一端分別連接芯片u2引腳8、三極管vt發(fā)射極和接地電阻r2，所述芯片u1采用adc0832，所述芯片u2采用單片機(jī)at89c2051，所述芯片u3采用lm1893。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述二極管d1為穩(wěn)壓二極管。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述電流傳感器采用mrcs傳感器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明電力電網(wǎng)短路保護(hù)系統(tǒng)，采集用半導(dǎo)體磁阻式電流傳感器（mrcs）、單片機(jī)采用at89c2051、芯片lm1893，有效對(duì)電流進(jìn)行采樣處理，并通過控制模塊進(jìn)行短路保護(hù)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，適用范圍廣。

附圖說明

圖1為電力電網(wǎng)短路保護(hù)系統(tǒng)的電路原理框圖；

圖2為電力電網(wǎng)短路保護(hù)系統(tǒng)的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1~2，本發(fā)明實(shí)施例中，一種電力電網(wǎng)短路保護(hù)系統(tǒng)，包括電流采樣模塊和控制模塊，所述電流采樣模塊包括電流傳感器、芯片u1、芯片u2、芯片u3和二極管d1，控制模塊包括繼電器k和三極管vt，所述電流傳感器分別連接芯片u1引腳2和芯片u1引腳3，芯片u1引腳1、引腳7和引腳8分別對(duì)應(yīng)連接芯片u2引腳14、引腳13和引腳12，芯片u2引腳2、引腳3和引腳19分別對(duì)應(yīng)連接芯片u3引腳12、引腳17和引腳5，芯片u3引腳10分別連接接地二極管d1負(fù)極和電阻r3，電阻r3另一端分別連接繼電器k線圈和電源vcc，繼電器k線圈另一端連接三極管vt集電極，三極管vt基極分別連接芯片u2引腳9和電阻r1，電阻r1另一端分別連接芯片u2引腳8、三極管vt發(fā)射極和接地電阻r2，所述芯片u1采用adc0832，所述芯片u2采用單片機(jī)at89c2051，所述芯片u3采用lm1893；所述二極管d1為穩(wěn)壓二極管；所述電流傳感器采用mrcs傳感器。

本發(fā)明的工作原理是：請(qǐng)參閱圖1~2，單片機(jī)u2為控制單元，用單片機(jī)u2實(shí)現(xiàn)對(duì)電流信號(hào)的采集和短路控制，它使整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)成為一個(gè)智能化的有機(jī)整體。單片機(jī)采用atmel的at89c2051，它包含2kb內(nèi)存、128b的內(nèi)存、15根i/o口線、兩個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器和一個(gè)全雙工的串行口。在設(shè)計(jì)中，用到了at89c2051的t1定時(shí)器和串行口以及p1端口線。由于該單片機(jī)與mcs-51相兼容，因此在硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編程方面更加方便。

數(shù)據(jù)采集單元主要由mrcs傳感器和adc0832組成。adc0832是帶有串行輸入輸出功能的8位逐次逼近式模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為80μs。它的兩個(gè)模擬量輸入通道是可編程的，可以由串行輸入口di的三位控制字指定通道，并選擇單端輸入和差分輸入兩種工作方式之一。mrcs將電流信號(hào)以電壓信的形式提供給adc0832。選擇adc0832的ch1為單端輸入工作方式，ch0為不工作。di端輸入的控制字為“111”，可將di固定接高電平。當(dāng)單片機(jī)的p1.2口將adc0832的cs腳置低電平時(shí)，在clk的前三個(gè)脈沖上升沿，從di端輸入控制字“111”，在接下來的八個(gè)脈沖完成轉(zhuǎn)換過程。按照逐次逼近式的機(jī)理，依先高位后低位的順序，轉(zhuǎn)換一位，存儲(chǔ)一位。并在下降沿由do端輸出一位；在后續(xù)七個(gè)脈沖的下降沿又將存儲(chǔ)好的轉(zhuǎn)換結(jié)果按照先低位后高位的順序從do端輸出。因此，一次完整的模/數(shù)轉(zhuǎn)換過程完成，轉(zhuǎn)換后的八位數(shù)據(jù)就從p1.0口讀入到單片機(jī)中。

從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，系統(tǒng)在具體采集處理功能的基礎(chǔ)上，必須要有通信接口，具備遠(yuǎn)程傳輸功能，實(shí)現(xiàn)電力線載波通信的關(guān)鍵問題是如何根據(jù)電力線的特性選擇合適的modem芯片及設(shè)計(jì)可靠的接口電路。因?yàn)殡娏€上的用電設(shè)備種類繁多，對(duì)載波信號(hào)傳輸過程所產(chǎn)生的干擾大部分是低頻調(diào)幅性干擾，所以電力modem芯片的調(diào)制方式應(yīng)該采用抗脈沖干擾強(qiáng)的調(diào)頻方式，同時(shí)應(yīng)適當(dāng)提升載波信號(hào)功率以加大傳輸距離，在本系統(tǒng)中選擇fsk制式的lm1893。

控制模塊主要包括lm1893。at89c2051通過串行口與lm1893通信，通信采用標(biāo)準(zhǔn)異步通信方式，并通過控制lm1893的收發(fā)狀態(tài)完成數(shù)據(jù)傳輸。選用定時(shí)器1作為波特率發(fā)生器，串行口采用波特率可變工作方式1。該方式為標(biāo)準(zhǔn)異步通信，其通信格式為每幀10位。at89c2051的p1.7口控制lm1893的5腳tx/rx，決定數(shù)據(jù)是發(fā)送還是接收。當(dāng)為高電平時(shí)，lm1893處于發(fā)送狀態(tài)。at89c2051的串行輸出口txd與lm1893調(diào)制解調(diào)數(shù)據(jù)輸入端17腳連接，由單片機(jī)采集的數(shù)據(jù)就從lm1893的17腳送入，經(jīng)過fsk調(diào)制成150khz的fsk載波信號(hào)，送10腳輸出控制信號(hào)，控制繼電器動(dòng)作，以做到短路保護(hù)，使用大功率二極管d1和電阻r3組成限幅電路，起保護(hù)作用，它能避免系統(tǒng)受到諸如強(qiáng)雷電脈沖等瞬時(shí)過電壓的干擾。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種電力電網(wǎng)短路保護(hù)系統(tǒng)，包括電流采樣模塊和控制模塊，所述電流采樣模塊包括電流傳感器、芯片U1、芯片U2、芯片U3和二極管D1，控制模塊包括繼電器K和三極管VT，所述電流傳感器分別連接芯片U1引腳2和芯片U1引腳3，芯片U1引腳1、引腳7和引腳8分別對(duì)應(yīng)連接芯片U2引腳14、引腳13和引腳12，芯片U2引腳2、引腳3和引腳19分別對(duì)應(yīng)連接芯片U3引腳12、引腳17和引腳5，芯片U3引腳10分別連接接地二極管D1負(fù)極和電阻R3。本發(fā)明電力電網(wǎng)短路保護(hù)系統(tǒng)，采集用半導(dǎo)體磁阻式電流傳感器、單片機(jī)采用AT89C2051、芯片LM1893，有效對(duì)電流進(jìn)行采樣處理，并通過控制模塊進(jìn)行短路保護(hù)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，適用范圍廣。

技術(shù)研發(fā)人員：王海巖;張海波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華北電力大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2016.03.16
技術(shù)公布日：2017.09.26