專(zhuān)利名稱(chēng)：智能涌流控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電路控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用在IOkV輸電路上與斷路器配合的智能涌流控制器。
背景技術(shù)：
高壓交流斷路器作為配電保護(hù)的基礎(chǔ)設(shè)備，對(duì)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行起到十分重要的作用?？煽啃院瓦x擇性都是配電保護(hù)系統(tǒng)的四大基本要求之一，需要比電網(wǎng)本身可靠性能指標(biāo)更高的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以斷路器的可靠性尤為重要。涌流控制器是斷路器正確完成功能的核心部件，因此對(duì)涌流控制器的可靠性尤為嚴(yán)格。當(dāng)變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，就有可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁電流(又稱(chēng)為勵(lì)磁涌流)。這時(shí)因?yàn)樽儔浩骺蛰d時(shí)其鐵心中的磁通不能突變，此時(shí)將出現(xiàn)一個(gè)非周期分量磁通，使變壓器鐵芯飽和，勵(lì)磁電流將急劇增大。變壓器勵(lì)磁涌流最大值可以達(dá)到變壓器額定電流的6 8倍，其中包含有大量的非周期分量和高次諧波分量，并以一定時(shí)間系數(shù)衰減。勵(lì)磁涌流的大小和衰減時(shí)間跟變壓器的容量大小、變壓器安裝地點(diǎn)與電源的電器距離、電力系統(tǒng)的容量大小、鐵心中剩磁的大小和方向及鐵心的性質(zhì)都有關(guān)系。變壓器容量大，產(chǎn)生勵(lì)磁涌流倍數(shù)小，但勵(lì)磁涌流時(shí)間常數(shù)大，存在時(shí)間長(zhǎng)，有時(shí)要經(jīng)過(guò)數(shù)秒甚至幾分鐘后才能會(huì)衰減到正常值。勵(lì)磁涌流有一明顯的特征，就是它含有大量的二次諧波，在主變主保護(hù)中就利用這個(gè)特性，設(shè)定二次諧波制動(dòng)來(lái)防止勵(lì)磁涌流引起保護(hù)誤動(dòng)作。勵(lì)磁涌流的另一特征就是它的大小隨時(shí)間而衰減，一開(kāi)始涌流很大，一段時(shí)間后涌流衰減而零。IOkV架空線路的開(kāi)關(guān)保護(hù)防止勵(lì)磁涌流導(dǎo)致的誤動(dòng)作。絕大數(shù)的廠家采用在電流速斷的保護(hù)出口處加一短時(shí)間的延時(shí)來(lái)躲避勵(lì)磁涌流引起的保護(hù)裝置誤動(dòng)作。一般在電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)都采用O. 2S的延時(shí)，就目前來(lái)看運(yùn)行安全。但勵(lì)磁涌流衰減的速度與合閘回路及變壓器繞組中的有效電阻及其他有效損耗有關(guān)，有時(shí)勵(lì)磁涌流要經(jīng)過(guò)數(shù)秒甚至幾分鐘后才能會(huì)衰減到正常值，而限時(shí)速斷保護(hù)定值過(guò)小，保護(hù)裝置仍有誤動(dòng)的可能。這種做法不適合IOkV架空線路掛有多臺(tái)變壓器和長(zhǎng)距離的輸電。用這種方法的涌流控制器本身并無(wú)法真正的識(shí)別涌流，而是認(rèn)定電網(wǎng)一定存在涌流，這種方法既無(wú)科學(xué)依據(jù)、也不符合電網(wǎng)實(shí)情。并且在保護(hù)出口加延時(shí)這種做法，極大的降低了輸電線路開(kāi)關(guān)保護(hù)的靈敏性及其快速性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種防止勵(lì)磁涌流使得繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作，能夠快速的區(qū)分勵(lì)磁涌流與故障電流，保證輸電線路安全、可靠運(yùn)行的智能涌流控制器。本實(shí)用新型是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的智能涌流控制器，包括單片機(jī)、用于高壓交流斷路器分閘的脫扣電路、脫扣輸出控制電路、對(duì)相電流采樣的電流互感器、采樣輸入電路，其特征是脫扣電路與單片機(jī)的脫扣輸出控制電路相連，脫扣輸出控制電路采用反邏輯雙驅(qū)動(dòng)；電流互感器與采樣輸入電路相連接，采樣輸入電路直接與單片機(jī)的電流檢測(cè)連接，采樣輸入電路采用交流取樣；電流互感器將電流轉(zhuǎn)換為可供單片機(jī)采樣的電流，單片機(jī)通過(guò)全波傅氏算法求得二次諧波幅值，從而分辨出勵(lì)磁涌流和故障電流。本實(shí)用新型的脫扣電路與單片機(jī)的脫扣輸出控制電路相連，此輸出控制電路采用反邏輯雙驅(qū)動(dòng)，將繼電器誤動(dòng)率降到最低，最大程度上的保證了輸出的可靠性，即保證了輸電線路的穩(wěn)定性與安全性。對(duì)相電流采樣的電流互感器與采樣輸入電路相連接，采樣輸入電路直接與單片機(jī)的電流檢測(cè)連接，此采樣輸入電路摒除了傳統(tǒng)的直流取樣，采用交流取樣，使得單片機(jī)可獲得電流的全部信息，從而能夠正確的識(shí)別出采樣電流是涌流還是故障電流，發(fā)出延時(shí)避讓或者分閘指令。單片機(jī)之所以能夠正確的識(shí)別出采樣電流是涌流還是故障電流，除采用交流取樣使得單片機(jī)獲得全部電流信息外，同時(shí)還與單片機(jī)如何處理這些電流信息有很大的關(guān)系。本實(shí)用新型針對(duì)勵(lì)磁涌流中的二次諧波的含量占基波的百分比在17 %以上，而故障電流的二次諧波占基波的百分比在9 %以下的特點(diǎn)，通過(guò)合適變比的互感器可將線路上的大電流轉(zhuǎn)換為供裝置采樣的小電流，再經(jīng)涌流控制器上的高精度電流互感器將電流轉(zhuǎn)換為可供單片機(jī)采樣的電流，用 全波傅氏算法求的二次諧波幅值。以下闡述全波傅氏算法原理，假設(shè)被采樣的信號(hào)具有如下形式
權(quán)利要求1.一種智能涌流控制器，包括單片機(jī)、用于高壓交流斷路器分閘的脫扣電路、脫扣輸出控制電路、對(duì)相電流采樣的電流互感器、采樣輸入電路，其特征是脫扣電路與單片機(jī)的脫扣輸出控制電路相連，脫扣輸出控制電路采用反邏輯雙驅(qū)動(dòng)；電流互感器與采樣輸入電路相連接，采樣輸入電路直接與單片機(jī)的電流檢測(cè)連接，采樣輸入電路采用交流取樣；電流互感器將電流轉(zhuǎn)換為可供單片機(jī)采樣的電流，單片機(jī)通過(guò)全波傅氏算法求得二次諧波幅值，從而分辨出勵(lì)磁涌流和故障電流。
2.如權(quán)利要求1所述的智能涌流控制器，其特征是控制器無(wú)需外接電源，直接從電流互感器二次側(cè)接入控制器，經(jīng)電流轉(zhuǎn)電壓過(guò)飽和型變壓器，直接將電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷骸?br> 3.如權(quán)利要求1或2所述的智能涌流控制器，其特征是變壓器的低壓側(cè)線圈輸出經(jīng)整流橋后將交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷?，再?jīng)LDO電路穩(wěn)壓濾波，得到穩(wěn)定的5V單片機(jī)芯片電源。
4.如權(quán)利要求1或2所述的智能涌流控制器，其特征是智能涌流控制器的開(kāi)出電源由變壓器的高壓側(cè)線圈提供，并與單片機(jī)芯片電源隔離。
5.如權(quán)利要求1所述的智能涌流控制器，其特征是脫扣電路中采用了電荷泵原理，電容 C12 為 IOOV0
6.如權(quán)利要求1所述的智能涌流控制器，其特征是脫扣電路的繼電器電源直接用大容量電容給繼電器供電，D3和電容Cll并聯(lián)再與R2串聯(lián)，利用穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓特性，保證電容 Cll充電并穩(wěn)定電壓，供繼電器使用，Cll為IOOOuf。
7.如權(quán)利要求1所述的智能涌流控制器，其特征是脫扣輸出控制電路的繼電驅(qū)動(dòng)電路，采用反邏輯雙驅(qū)動(dòng)，將繼電器線圈的兩側(cè)與光電隔離管B1、Kl的輸出側(cè)連接，再由單片機(jī)控制光電隔離管是否輸出。
8.如權(quán)利要求1所述的智能涌流控制器，其特征是電流互感器的AD采樣濾波電路利用二階濾波電路將高次諧波濾掉，得到的波形送入加法器，最后送入單片機(jī)AD采樣口。
9.如權(quán)利要求1所述的智能涌流控制器，其特征是單片機(jī)芯片為MCU，ROM96K, RAM 1K，PAM 4K，同時(shí)具有12位高精度AD, 20MHz主頻。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于電路控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，用在10kV輸電路上與斷路器配合的智能涌流控制器。包括單片機(jī)、脫扣電路、脫扣輸出控制電路、電流互感器、采樣輸入電路，其特征是脫扣電路與脫扣輸出控制電路相連，輸出控制電路采用反邏輯雙驅(qū)動(dòng)；電流互感器與采樣輸入電路相連接，采樣輸入電路直接與單片機(jī)的電流檢測(cè)連接，采樣輸入電路采用交流取樣；單片機(jī)通過(guò)全波傅氏算法求得二次諧波幅值，從而分辨出勵(lì)磁涌流和故障電流。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的識(shí)別涌流，而且可靠性高、速度快、精度高、效果好。即使在背景技術(shù)中提到的情況下，也不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作，提供了一種真正能識(shí)別涌流和實(shí)現(xiàn)涌流避讓、故障電流保護(hù)功能的智能涌流控制器。
文檔編號(hào)H02H3/08GK202872320SQ201220403520
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月15日
發(fā)明者王道連, 曹正 申請(qǐng)人:王道連