[实用新型]一种可区分短路与谐波的继电保护装置

说明书

(一)技术领域：

本实用新型属于电力系统继电保护技术领域，特别是一种可区分短路与谐波的继电保护装置。

(二)背景技术：

电力系统继电保护的主要任务就是在电力系统发生故障时，以尽可能短的时间有选择地切除故障线路。一般继电保护装置是由测量比较元件、逻辑判断元件和执行输出元件三部分组成。目前，为了适应快速发展的电力事业，使得电网可以连续、安全、可靠的为用户提供高质量的电能，数字式继电保护控制技术越来越多的应用于实际操作中，从而提高了继电保护装置的各方面性能。目前，几乎所有的继电保护装置，尤其是量度继电器，其阀值的设置都是基于对各电气量在系统正常运行和故障运行的两种不同运行状态下存在的差别进行分析，并没有考虑不正常运行状态的运行特性。然而，随着电力电子技术的发展，尤其是可控硅技术的应用，使得系统在运行过程中产生大量的谐波，对电力系统构成了严重的危害，尤其是给继电保护等自动化装置的正常运作造成很大的影响。就继电保护本身而言，它可以区分故障状态和由谐波引起的不正常运行状态的能力很差。可见，如何快速、有效地区分电力系统故障运行状态和不正常运行状态，尤其是短路故障和谐波状态，以实现继电保护装置正确、可靠地动作变得非常重要。

(三)实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可区分短路与谐波的继电保护装置，它结合高性能的DSP信号处理器，可较好的克服上述传统控制系统的缺点，是一种快速度、高精度、可有效区分短路与谐波的继电保护装置。

本实用新型的技术方案：一种可区分短路与谐波的继电保护装置，其特征在于系统还包括数字信号处理器、数据采集及数据转换器、开关量输入/输出模块、电源模块、报警器及人机交换装置；所说的数据采集及数据转换器的输入端连接外部电压互感器和电流互感器，其输出端连接数字信号处理器的输入端；所说的开关量输入/输出模块的输入端分别连接数字信号处理器和保护单元的输出端，其输出端连接保护单元的输入端；所说的电源模块输出端接数字信号处理器的输入端；中央处理模块与人机交换装置呈双向连接；所说的报警器的输入端连接数字信号处理器的输出端。

上述所说的数据采集及数据转换器由电压、电流交流采样前端电路、滤波、放大电路和A/D转换电路组成；交流采样前端电路将采集的电流信号，经过二次电流互感器后变换为小电流量，小电流量再经滤波、放大电路后，变换为A/D转换器可以接受的电压范围并存储数字信号处理器RAM中；滤波电路采用二阶低通有源滤波器。

上述所说的电压、电流交流采样前端电路用D11、D12、D21、D22构成输入限幅保护，用R24、R25、R26、R34、R35、R36、C11、C12、C16、C17构成互感器相移补偿及阻容滤波电路；所说的滤波、放大电路用R1、R2、R3、R4、R5、R6及比较器构成；所说的A/D转换电路由R6、R7、R8、R9、R10、R11、C3、比较器U3A、U4A和A/D转换芯片构成。

上述所说的数字信号处理器由数字信号处理芯片、电源管理模块、晶振电路和数据总线驱动电路构成；所说的数据总线驱动电路、电源管理模块、晶振电路的输出端分别连接数字信号处理芯片的输入端。

上述所说的数字信号处理芯片是单片机或DSP芯片；电源管理模块由双电源供电器件及周边电阻R15、R16、C1、C2电容构成；晶振电路由给数字信号处理芯片提供时钟信号的电容C3、C4和晶振体U2构成；数据总线驱动电路由一片双向数据缓冲器构成；其中电源管理模块与晶振电路的输出与DSP芯片相连，输入与交流采样电路的输出相连。

上述所说的人机交换模块由通讯模块和键盘与显示模块构成；其中所说的键盘的输出端连接数字信号处理单元的输入端，所说的显示模块的输入端连接数字信号处理单元的输出端；所说的键盘可以采用工作于中断方式的行列式键盘，显示模块可以采用彩色液晶显示器。

本实用新型的工作方法为：

①系统投入运行，数据采集及数据转换模块中的电压、电流交流采样前端电路实时采集的电流信号，经过电流互感器后将其变换为小电流量，小电流量再经滤波、放大电路后，变换为A/D转换器可以接受的电压范围并存储数字信号处理单元RAM中，此时的信号为数字信号处理单元可以接受的数字式信号；

②接收到数字信号后，计算机将启动测量比较步骤，判断此时采集的电流值所对应的系统运行方式、相应的继电保护的整定参数值及等效阻抗，并将采集到的电流信号与整定参数值进行比较；