[實(shí)用新型]采用微機(jī)的電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 96223698.5
• 申請(qǐng)日: 1996-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN2272162Y
• 公開(kāi)（公告）日: 1998-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜炎森;鄭建勇;胡敏強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02H7/08
• 分類號(hào): H02H7/08
• 代理公司: 東南大學(xué)專利事務(wù)所
• 代理人: 沈廉,王之梓

本實(shí)用新型是一種采用微機(jī)控制，自動(dòng)對(duì)大中型交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行繼電保護(hù)的設(shè)備，屬于電動(dòng)機(jī)保護(hù)設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。

電動(dòng)機(jī)在不正常狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，可能造成電動(dòng)機(jī)的損壞，這不僅毀壞了電動(dòng)機(jī)，且造成生產(chǎn)的停頓或事故的擴(kuò)大，尤其是大中型電動(dòng)機(jī)其造成的經(jīng)濟(jì)損失是可觀的，為此必須采取保護(hù)措施，即電動(dòng)機(jī)的繼電保護(hù)。

大中型交流電動(dòng)機(jī)的繼電保護(hù)經(jīng)歷了繼電器、晶體管和集成電路保護(hù)三個(gè)發(fā)展階段。以上保護(hù)均存在著不同程度的缺陷，如靈敏度差、整定精確度低、操作維護(hù)不方便、會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)或拒動(dòng)、可靠性差等，如國(guó)內(nèi)外近期發(fā)展起來(lái)的電動(dòng)機(jī)集成電路綜合保護(hù)裝置，在長(zhǎng)期在線運(yùn)行時(shí)，由于元件的分散性和穩(wěn)定性的影響，會(huì)出現(xiàn)零點(diǎn)漂移現(xiàn)象，造成保護(hù)器的誤動(dòng)作。此外，集成電路型保護(hù)器線路復(fù)雜，不易維護(hù)，動(dòng)作整定值和狀態(tài)監(jiān)視不夠直觀，特別是在熱保護(hù)中，無(wú)法建立精確的分析和計(jì)算的熱記憶模型，使熱保護(hù)等顯得較粗糙。不能完全滿足現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)大中型交流電動(dòng)機(jī)保護(hù)的要求。

本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，預(yù)警和保護(hù)的采用微機(jī)的電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置。

本實(shí)用新型主要由信號(hào)輸入及調(diào)理1、A/D轉(zhuǎn)換2、主控單元3、鍵盤輸入與顯示4、輸出保護(hù)5所構(gòu)成，其中A/D轉(zhuǎn)換的輸入端接信號(hào)輸入及調(diào)理的輸出端，A/D轉(zhuǎn)換的輸出端接主控單元的輸入端，鍵盤輸入與顯示和輸出保護(hù)直接與主控單元相連接。其中信號(hào)及調(diào)理電路主要由“U11A、U11B、U10A”組成正序電流信號(hào)調(diào)理電路，由“U17A、U17B、U10B”組成負(fù)序電流信號(hào)調(diào)理電路，由“U15B”組成電壓信號(hào)調(diào)理電路，由“U15A”組成零序電流信號(hào)調(diào)理電路。A/D轉(zhuǎn)換電路包括集成電路U1、U8，主控單元由單片微機(jī)“U2”組成，鍵盤輸入與顯示主要由U5、U6組成，輸出保護(hù)主要由晶體管Q1、Q2、Q3、Q4及其外圍電路組成。在信號(hào)輸入及調(diào)理電路中，信號(hào)輸入傳感器采用電流互感器和電壓互感器，將電動(dòng)機(jī)的A、C相和零序電流信號(hào)及電源電壓信號(hào)輸入到信號(hào)輸入及調(diào)理中的信號(hào)輸入端即“ICI、IAI、IOI、VI”端，信號(hào)輸入及調(diào)理電路的輸出端即“I1、I2、I00、U0”分別與A/D轉(zhuǎn)換電路中U8的“S1、S2、S3、S4”端相接，由集成電路U8的“OUT”端作為輸出端，與A/D轉(zhuǎn)換電路U1的“20VIN”端相接。經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的信號(hào)直接送入主控單元的單片微機(jī)“U2”進(jìn)行處理。輸出保護(hù)的輸入端“P12、P13”分別直接與主控單元中U2的“P1.2、P1.3”端相接。輸出保護(hù)電路的輸出端通過(guò)繼電開(kāi)關(guān)K1、K2控制和保護(hù)后級(jí)的被保護(hù)電機(jī)。

該裝置的工作原理為：電動(dòng)機(jī)電源的A相和C相電流由電流互感器變流后引入。C相電流經(jīng)信號(hào)輸入及調(diào)理電路中，“C”相電流信號(hào)的輸入端“ICI”引入經(jīng)過(guò)U11A構(gòu)成的60″精密移相電路移相后，與A相電流通過(guò)U11B矢量相加，得到正序電流，經(jīng)U10A構(gòu)成的二階有源濾波電路濾波后從輸出端I1輸出；同理“A”相電流信號(hào)經(jīng)“IAI”端輸入，“I2”端輸出。零序電流經(jīng)電流互感器變流后從“IOI”端經(jīng)入，經(jīng)U15A構(gòu)成的濾波，放大電路調(diào)理后從“I00”端輸出。電網(wǎng)電壓經(jīng)互感器降壓后經(jīng)“UI”端引入，經(jīng)U15B構(gòu)成的濾波放大電路調(diào)理后從“U0”端輸出。經(jīng)信號(hào)輸入及調(diào)理電路輸出的正序、負(fù)序、零序電流及電網(wǎng)電壓信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路中的模擬門電路U8送入A/D轉(zhuǎn)換器U1，由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過(guò)的信號(hào)送入單片微機(jī)進(jìn)行處理，判斷并與參數(shù)整定值自動(dòng)進(jìn)行比較，以判斷故障性質(zhì)，并發(fā)出相應(yīng)的執(zhí)行信號(hào)到輸出保護(hù)電路，由該電路控制電機(jī)發(fā)出告警或跳閘信號(hào)，同時(shí)顯示單元中的故障顯燈亮、顯示故障性質(zhì)及故障值，完成保護(hù)功能。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下：

1、功能較全：該裝置具有短路保護(hù)、不平衡保護(hù)、接地保護(hù)、過(guò)、欠壓保護(hù)、熱記憶、過(guò)熱報(bào)警的功能。

2、自動(dòng)化程度高：本裝置采用微機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理，利用軟件運(yùn)算方式來(lái)進(jìn)行保護(hù)整定值的分析，大大簡(jiǎn)化了硬件電路，有效地提高了整機(jī)的可靠性和抗干擾能力。

3、精確度高：由于采用了微機(jī)運(yùn)算方式進(jìn)行分析，解決了熱負(fù)荷和熱積累處理中的難題，使控制的可靠性進(jìn)一步提高。

4、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、重量輕、體積小、操作和維護(hù)方便；采用鍵盤式的操作和整定，可通過(guò)鍵盤來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的投入和退出以及整定值的檢查，因此使用非常方便。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。

圖3是圖2的左半部分。

圖4是圖2的右半部分。

本實(shí)用新型的實(shí)施方案如下：

A/D轉(zhuǎn)換集成電路U1的型號(hào)為“AD574”，單片微機(jī)U2的型號(hào)為“INTEL?8751”，U3為“7705”，U4為“24C02”，U5為“8279”，U6為“16?U8”，U7為“TC232”，U8為“AD?7503”U11、U15、U17、U18均為“1558”運(yùn)算放大器，信號(hào)輸入及調(diào)理中的信號(hào)采集電流互感器和電壓互感器，分別采集A相、C相和零序電流以及電源電壓信號(hào)。整定值由鍵盤輸入，采用軟件運(yùn)算方式對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理。根據(jù)以上所述，便可組成本實(shí)用新型的采用微機(jī)的電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置。