一种基于单片机的自供电过电流继电器的设计.pdf

第38卷第11期
也力競保护易控
Vol38 No
2010年6月1日
Power System Protection and Control
Jun.1.20
一种基于单片机的自供电过电流继电器的设计
徐志坚,刘映杰,王新,李涟风
兰州大学信息科学与工程学院,甘肃兰州730000)
摘要:为了解决直接从电流互感器二次侧获得电路工作能量的问题,结合现代开关电源技术,利用微控制器较强数学运算:
逻辑处理能力,设计了一种自供电过电流继电器。根据继电保护算法给出了时间过电流和接地保护功能的硬件设计和软件设
计。自供电是本设计的最大特点。试验表明本继电器具有性能优良、可靠性高、免维护、参数整定简单和体积小等优点,适
宜应用在35kV及以下电压等级不需重合闸的线路保护中。
关键词:自供电;傅氏算法;零序电流;启动元件;徽控制器
A design of self-powered overcurrent relay based on MCU
XU Zhi-jian, LIU Ying-jie, WANG Xin, LI Lian-feng
( School of Information Science and Engineering, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China)
Abstract: To solve the problem of getting the operating energy directly from CT, combined with modern switching power
technolo and the poweul mathematical and logical processing ability of the microcontroller, this paper gives the design of the
self-powered overcurrent relay. Both the hardware design and software design of time over-current and earthing protection are realized
according to the al or hm of relay protection Sef-power supply s the most prominent fea ure of the design. Experiments results
indicate the relay proposed has a good performance, hi h reliability, main enance-free, simple parameter settin and small size, and
it is suitable for applications in the lines protection at voltage level 35 kv and below without reclosing
Key words: self-powerd Fourier algorithm; zero-sequence current; starting element; MCU
中图分类号:TM588文献标识码:A
文章编号:1674-3415(2010)1-0117-04
关和高压保险丝组合,明显改善线路继电保护性能,
节约建设成本,也可用于有操作电源的场合。
自1901年出现了感应型过电流继电器以来,继
电保护技术发展先后经历了电磁式保护、晶体管式1系统总体设计思路
保护、集成电路保护以及现在应用很广的微机保护
为改变现有继电保护装置供电解决方案,本设
技术。继电保护装置研究与设计是继电保护技术计方案以单片机作为控制器,结合现代功率电子技
研究的重要课题?。
术和开关电源技术实现从电流互感器的二次侧获取
现有的数字继电保护装置大多数从电压互感器电路工作的能量,为电路提供正常工作电源。本文
二次侧或独立电源如直流屏获取工作能量,但是对的设计思路:输入电流信号经信号调理后进行A/D
于35kV及以下电压等级无操作电源的变电站、架空采样,利用单片机计算电流有效值参数?及接地电
线路柱上开关以及带开关的电缆分接箱等特殊应用流大小、保护判别、发出断路器控制信号。远方
场合,不需要外加辅助电源、直流屏等,则现有跳闸回路提供在系统正常工作或空载时手动实现断
数字继电保护装置不能满足实际需要。
路器跳闸。由于系统需要自供电,远方跳闸回路及
本文结合开关电源技术,以具有较强的数学运通信回路均应提供系统工作时所需电源。通信回路
算能力的单片机作为控制器,设计实现了从电流互保证当系统主回路无工作电源时电路采用手动方式
感器二次侧直接获取电路工作能量的自供电数字继由上位机通过RS485通信电路实现断路器跳闻操
电器,不需要外加辅助电源、直流屏等,简化了继作,并进行参数设定和故障参数査询等。系统框图
电保护装置。用本继电器结合断路器可取代负荷开如图1所示。