故障自动检测系统设计方案.

10KV 母线回路故障检测控制器软硬件设计方案

徐源

南阳理工学院电子与电气工程系

一、系统功能架构设计

根据附件一的要求,设计故障检测与控制系统架构如下:

高压支线电压送入电压互感器后获得合适的 AC 电压, 经感应电压调整器调整成两路电压,一路作为电压采集信号,一路为驱动电路和执行电路供电,为保证系统整体的稳定性和可靠性,在电压调整器上增加一个抑制峰值电压和反向电涌的抗干扰模块,采集到的电平信号经 A/D数模转换以后,送入 CPU 进行处理,当检测到电平信号的异常后,触发 CPU 的中断系统,在小于 0.1us 时间里对事件反应,先由 CPU 软件进行去抖动处理,滤除干扰信号, 然后判断出故障类型, 由 CPU 发出指令, 由调节执行电路完成高压线回路继电器的通断闭合,从而排除或正确判断故障类型。

系统信息适时通过 LED 屏幕或者 LCD 屏幕进行指示,并且延时参数等信息都可以通过面板的控制键盘进行设置,必要时可以用红外遥控器进行设置。

为保障系统的稳定运行,防止 CPU 死机,采用“看门狗”来防止软件意外的发生;为获得系统的适时故障检测信息, 采用 RTC 时钟并对系统进行适时监控, 并把故障信息存储在 8K 的 EERPOM 中去,防止掉电信息丢失,并可以适时对系统历史信息进行查询;数据通信采用 485总线和综自计算机进行通信。

此系统的自动化程度相对来说很高,功能更强大,稳定性也比较高,可以实现时时故

障显示和判断,甚至是简单故障的排除,人员的劳动强度和安全性得到有效保障,因为系统在很短时间内就可以排除故障或显示故障类型,对电力设备的安全有更大的保障。

二、故障检测控制器走线图

附件一:

控制器设计要点

一、控制器组成:

二、基本功能:

1、如果 VA 降低大于等于 30%,其他两相 VB 、 VC 升高大于

等于 30%,检测 KA 、 KB 、 KC 均断开, KA 、 JA 立即闭合,持续 1秒断开,如果条件 1继续存在,检测 KA 、 KB 、 KC 均断开, KA 、 JA 再立即闭合,持续 1秒断开,如果条件 1继续存在,持续 4秒,检测 KA 、 KB 、 KC 均断开, Kb 、 J B闭合,延时 1秒断开;

2、如果 VB 降低大于等于 30%,其他两相 VB 、 VC 升高大于

等于 30%,检测 KA 、 KB 、 KC 均断开, KB 、 JB 立即闭合,持续 1秒断开,如果条件 2继续存在,检测 KA 、 KB 、 KC 均断开, KB 、 JB 再立即

闭合,持续 1秒断开,如果条件 2继续存在,持续 4秒,检测 KA 、 KB 、 KC 均断开, KC 、 JC 闭合,延时 1秒断开;

3、如果 V C降低大于等于 30%,其他两相 V A、 V B升高大于等于 30%,检测KA 、 KB 、 KC 均断开, KC 、 JC 立即闭合,持续 1秒断开,如果条件 3继续存在,检测 KA 、 KB 、 KC 均断开, KA 、 JC 再立即闭合,持续 1秒断开,如果条件 3继续存在,持续 4秒,检测 KA 、 KB 、 KC 均断开, KA 、 JA 闭合,延时 1秒断开;

4、故障类型判断:

(1 间歇性接地:首次合闸 1秒内如果接地条件消失后又出

现,可视为间歇性接地;

(2 稳定性接地:首次合闸 1秒内,接地条件未出现尖端,

可视为稳定性接地或永久性接地;

(3 金属性接地:故障相电压降低到零(电压小于 6V ,可

视为金属性接地;

(4 PT 二次回路断线:故障相电压降低到另,其他两相电压

未升高,可视为 PT 二次回路断线。

三、其他要求:

1、 PT为电容分压PT,内阻几十兆欧,所以测量回路输

入阻抗应当大于几十兆欧;

2、电容分压PT接10KV线路,为了安全,二次电压与

电路板之间采用光电隔离;

3、为了避免两相同时合闸,当某个继电器闭合时,其他两

个继电器应当闭锁。

4、继电器动作时间可以用拨码开关调整,增减幅度 0.1秒。

5、 PT 二次回路断线时,只作记录和报警,接触器不动作。

6、机柜带电指示:利用 PT 二次电压和指示灯显示高压带

电。

7、信号源电压:如果用常规 PT ,二次电压 57.7V ,如果用电容分压 PT ,二次电压212V 。

四、记录存储与查询:

1、电压降低相别、动作继电器及动作时间(年月日时分秒信息应当记录,能记录100次动作信息;

2、能查询动作记录;显示用液晶显示屏显示。

五、通讯:用 RS485与系统计算机连接,将动作信息传输给上

位计算机。

六、电路板尺寸:机柜可用空间:长:400,宽 400,高:150内部元件:

1、测量电路;

2、逻辑电路;

3、电源;

4、继电器;

5、输入输出接线端子排(端子排实际使用 24个端子容量 10A 。

2010年 2月 2日