一种区域选择性联锁保护装置的设计

２ 区域 选 择 性联 锁 电路 设 计
为实 现 区域 选 择 性联 锁 功 能 的 速动 性 、 靠 可 性 和安全性 ， 本方 案采 用光 电耦合 器 ， 实现 区域选
地故 障且被 断路 器 Ⅱ的控 制 器 检 测 到 ， 其 立 即 则 发 出“ 辑 等待信 号 ” 逻 到相邻 上 级 Ⅲ的控 制 器 ， 并
抗 干扰 能力强 、 动作 响应 速度快 ， 常符合 智能塑 非
壳断路 控 制器 的设计要 求 。其控 制 电路 如 图 ３所
示 ， 括 电阻 Ｒ 、 、 、 、 电容 Ｃ 、 ２ 光 电 包 ： Ｒ ； Ｃ；
耦合 器 （ Ｌ １１ Ｕ Ｕ 、３和接线 座 ＪＺ Ｉ Ｔ Ｐ ８ ） ０、２Ｕ －Ｓ。
检查 下级 断 路 器 Ｉ 达 的信 号 。此 时 ， 送 如果 断 路
择性 联 锁 的 可 靠控 制 ； 用 ＭＳ４ ０ １７微 控 制 采 Ｐ ３ Ｆ４ 器为核 心控 制单 元 ， 不但 电路 设计 简单 ， 而且元 器
件 占用 空 间非常 小 ， 加 符合 智 能 塑 壳断 路 器 控 更 制器 的设计要 求 。
２ １ 区域选 择性 联锁控 制 电路设 计 ．
器 Ⅱ的控 制器 没有 收 到 下级 断 路器 Ｉ的 “ 辑 等 逻
待信号 ” 则瞬 时分 断 断路 器 ， 不论 脱 扣 器 是 否 ， 而 有 延 时 ； 之 ， 在 预 先整 定 的延 时期 内保 持 闭 反 则 合 。断路 器 Ⅱ检 测 到短 路 短延 时 或接 地 故 障 ， 并 因收到下 级 断路 器 Ｉ的 “ 辑 等 待 信 号 ” 逻 而启 动 预先 整 定 的 延 时 ； 如 果 在 延 时 过 程 中 下 级 的 但
器， 简化 了采 样通道 信号调理 电路 的设 计 ， 其是 尤
该模／ 数转 换 器 的 自动扫 描 （ ｕｏＳ ａ ） 式 ， Ａ ｔ—ｃｎ 模 能 实 现严格 意义上 的等 周 期采 样 ， 而保 证 现有 数 从
图 ３ 区域 选 择 性联 锁 控 制 电 路
ＸＩ Ｎ ＸＯＵＴ ＤＶＣＣ ＤＶＳＳ
表 １ 区域 选 择 性 联锁 保 护 装 置 端 子 定 义 端 子 号
Ｚ１ Ｚ ２ Ｚ ３
功 能 逻 辑 等 待 信 号 输 出 公共 端 逻 辑 等 待信 号 输 出端 逻 辑 等 待信 号 输 入 公 共 端
・Leabharlann Baidu
智能电器 ・
低压 电器 （０ １ ｏ３ ２１Ｎ ．）
面 和区域选 择 性 联 锁控 制 电路 ， 理 框 图 如 图 １ 原
所示 。
图 １ 区域选择性联 锁系统原理框 图
区域选 择性 联 锁 工 作原 理 图如 图 ２所 示 ， 在 低压 配 电系统 中 ， 果 某 处 发生 短 路 短延 时或 接 如
在 当前低 压 配 电 系统 中 ， 遍 采用 继 电器 控 普 制 的方 式完成 区域 选择 性 联 锁 控 制 电路 的 设计 ，
“ 辑等待 信号 ” 逻 消失 ， 断路 器 Ⅱ仍 然检 测 到 短 且 路短 延时 或接地 故 障 ， 则瞬 时分 断 。这 样 ， 得断 使 路器 Ⅱ成 为 Ｉ的后备保 护 。该保 护装 置必须 建立
２ ２ 微控 制器及 其所 需 电路 设计 ．
为满足 区域 选 择性 联 锁 功 能 的速 动 性 、 靠 可
性 和 安 全 性 的 基 本 要 求 ， 统 选 用 超 低 功 耗 的 系
１ ｉ 简指 令 系 统 的微 控 制 器 ＭＳ４０ １７作 ６ｂｔ 精 Ｐ３ Ｆ４
图 ２ 区域 选 择 性 联 锁 工 作 原 理 图
耗 ， 上 微 控 制 器 独 有 的 超 快 速 复 位 能 力 加
（ ０Ｉ ） 保 障系统能在 上 电后 的 ３～ ｓ内投入 ５ ｓ ， ｘ ５ｍ 正 常运行 ， 更加符 合 区域 选 择性 联 锁速 动性 的要
求
（ ）微控 制 器 内嵌 ８通道 １ ｉ模／ 转 换 ２ ２ ｂｔ 数
为核 心 器 件 ， 建 一个 高 性 能 的 测 控 保 护 系 统 。 构
一
ｌ 一 ９
低 压 电器 （０１ ｏ３ ２１Ｎ ．）
・ 能电器 ・ 智
ＭＳ ４ ０ １７微 控 制 器 系统 结 构 图如 图 ４所 示 。 Ｐ３Ｆ ４
该器件 和其所需 电路配合 使用 ， 有 以下 特点 ： 具 （ ）快 速 的 复位 电路 和低 功 耗 。３ ３ Ｖ在 １ ． １ＭＨ 全 速 运 行 模 式 下 ， 有 ４ ０ Ａ 的 电 流 消 ｚ 仅 ０
问 向下 级联 ， 上级 断路 器 的 整定 值 大 于 下 级 断路
器的整 定值 。
针对 上述缺 陷 ， 方 案 采用 光 电耦 合器 控 制 本 的区域选 择性联 锁 控 制 电路 设 计 ， 优 点 是 电路 其 设计 简 单 、 元器 件 的 占用 空 间 小 、 成本低 廉 ， 且 而
字信 号处理 理论 的有 效性 。
图 ４ Ｍ Ｐ３ Ｆ ４ 控 制 器 系统 结 构 图 Ｓ ４０ １７微 ｆ● ● ● ● ＿
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＿ １
（ ）微控制 器 采用 互 为备 份 的双 时 钟 系统 ， ３
确保系统 在 主 时 钟 失 效情 况下 立 即启 动 备 用 时 钟， 使整个 系统 的可靠性 和安全性提 高 。 （ ）微 控制 器采 用冗 余 的监控 系 统设 计 ， ４ 以 ２个不 同的 周 期监 控 微控 制 器 的运 行 状 态 ： 个 一 采 用计数 驱动方 式 ， 另一 个 采用 边 沿触 发 驱 动方
一
其优点 是采用 触 点 工作 方 式 接 通或 断 开 ， 靠性 可
和抗干 扰性强 ； 缺点 是价 格偏 高 ， 而且 占用 空 间偏 大， 无法 安装 在智 能塑壳 断路 器控 制器 的内部 ； 同 时， 由于 动作 响应速 度慢 ， 不能 完全满 足速 动性 的
工作 要求 。
套整 定值 ， 并对 其进行 验证 ， 电流 阈值 和延 时时