[發明專利]一種基于線性光耦的微機保護裝置及方法

有效

• 申請號: 201910550964.6
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110581538B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 溫才權;黃永豐
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司梧州局
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H1/00;H03K19/0175;G01R31/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;黃培智

本發明公開了一種基于線性光耦的微機保護裝置及方法，該裝置包括自適應電源單元，其用于將外部所接入的電源轉換為微機保護裝置的工作電壓；開入測量單元，其用于將開入元件兩端的電壓轉換為線性光耦可線性測量的數據；母線電壓采集單元，其用于將母線直流電源電壓轉換為線性光耦可線性測量的數據；背板總線，所述自適應電源單元、開入測量單元以及母線電壓采集的輸出端均連接至所述背板總線。本裝置通過利用線性光耦代替非線性光耦，有效提高了開入元件的抗干擾性。取消了穩壓管、三極管、非線性光耦等非線性元件，使其電阻恒定，便于和直流系統的絕緣監測配合。

技術領域

本發明涉及電力技術，具體涉及一種基于線性光耦的微機保護及方法。

背景技術

目前，現有的現微機保護開入板需要跟隨直流電源的電壓而采取不同的模塊，因此需要生產多個版本的裝置，通用性不強。同時，現微機保護的開入元件為了達到動作電壓大于55％UN，小于70％Un，設計較為復雜，且經常由于非線性元件的漂移特性使得不能準確動作。此外，現微機保護的開入元件使用非線性元件，使得其內阻在不同的電壓下呈現不同，且遠大于絕緣監測裝置的靈敏度，導致其無法和絕緣監測裝置配合，如在開入元件外部電纜接地時，由于等效接地電阻太大，從而導致絕緣監測無法選線告警，出現母線對地電壓偏移而長期無法找出故障點

開入元件：對于開關量的采集，為了提高設備的抗干擾性能，一般有如下要求：1、一般都需要將外部電路和微機控制、保護設備隔離。2、由于直流系統為高阻平衡接地系統，正常運行時，其母線對地電壓為50％UN，如果直流系統一點接地時，在接地瞬間，開入元件兩端的電壓等于直流系統母線負極對地電壓，因此當開入元件動作電壓低于50％Un時，該開入元件就可能誤動。為了防止其誤動，現一般要求其動作電壓大于55％UN，小于70％Un。牽涉到直流跳閘的回路，甚至還要求其動作功率大于5W。

現有的開入元件包括有：1、繼電器；2、穩壓管：為了達到動作電壓大于55％UN，小于70％Un，早期的微機保護一般采用穩壓管。但利用穩壓管制作的開入光耦元件內阻較小，功率較大，發熱嚴重。穩壓管開入原理如圖1所示。3、三極管：現絕大多數廠家采用三極管代替穩壓管。但三極管的設計復雜，配合不當，可能導致開入元件失效，三極管的開入電路圖如圖2所示。

由于繼電器、穩壓管以及三極管都是非線性元件，非線性光耦的電流傳輸特性曲線是非線性的，這類光耦適合于開關信號的傳輸，不適合于傳輸模擬量。常用的4N系列光耦屬于非線性光耦。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種基于線性光耦的微機保護及方法，以提高微機保護開入板的通用性、便于和絕緣監測裝置相配合。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種基于線性光耦的微機保護裝置，包括：

自適應電源單元，其用于將外部所接入的電源轉換為微機保護裝置的工作電壓；

開入測量單元，其用于將開入元件兩端的電壓轉換為線性光耦可線性測量的數據；

母線電壓采集單元，其用于將母線直流電源電壓轉換為線性光耦可線性測量的數據，，使開入測量單元能適用于不同的額定電壓；

背板總線，所述自適應電源單元、開入測量單元以及母線電壓采集的輸出端均連接至所述背板總線。

所述開入測量單元設置有n個，每個所述開入測量單元單獨工作；其中，n正整數。

n個所述的開入測量單元以及母線電壓采集單元的輸出端均連接至開入板總線，所述開入板總線和所述背板總線相連接。

所述開入測量單元和母線電壓采集單元包括依次串接的線性電阻分壓模塊、線性光耦采樣模塊以及數模采樣模塊；其中，

所述線性電阻分壓模塊用于將流經線性光耦采樣模塊的電流調整到線性光耦的線性區；