大学毕业答辩毕业论文-自供电数字式过电流继电器的硬件设计

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1、自供电数字式过电流继电器的硬件设计专业：自动化学院：电子信息学院学生：门茂兴导师：刘曙光教授日期：2010年6月1日西安工程大学学士学位论文预答辩1.课题背景及任务◆我国继电器行业发展的现状◆传统数字继电器存在的问题◆研发自供电数字是电流继电器的必要性◆研制的目的和意义我国继电器行业发展的现状随着电力系统和配电自动化的不断发展，电力系统继电保护装置经历了电磁式保护、晶体管保护和微机保护。随着微电子技术的发展，继电保护技术未来趋势是向网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。我国继电器行

2、业现状：（1）产品技术水平与世界先进水平相比尚有较大差距。（2）支撑技术薄弱。（3）自主开发、创新能力较低；（4）生产工艺技术落后，自动化水平低；（5）管理水平低，以质量管理为纲观念淡薄，经营模式陈旧；（6）产品开发手段落后，研发周期长，与整机更新换代的要求不相适应，跟不上技术发展步伐。传统数字继电器存在的问题传统的数字式继电器本身的工作电源和操作回路都需要220V或110V交流或直流电源，该类数字继电器由于需要操作电源，因此不能在无操作电源的变电所、开闭所、开关柜、充气柜、架空线路、户外带开关的

3、电力分接箱等场所使用，如果使用蓄电池或其它辅助电源则增加了维护成本。如果现场没有电源，数字式继电器就没法工作。研发自供电数字是电流继电器的必要性在电力系统涉及测量、继电保护等基本要求，最主要的是检测故障和通过继电器控制开关设备保护跳闸。传统的保护元件多采用机电结构，但这种结构存在性能差、体积大、成本高、功能单一等缺陷，而且不具备智能。随着微电子技术、微处理器、网络技术的飞速发展及其在低压电力系统中广泛应用，使得各种智能低压原件的开发成为可能。低压数字继电器集测量、保护、通讯、控制、监测等功能于一体

4、，包括采样电路、微处理器、继电保护研发自供电数字是电流继电器的必要性电路、显示驱动电路、RS485总路通信接口、掉电保护电路和按键电路等组成。通过对各项参数的整定，便可实现短路速断、过压报警、欠压报警等功能。但是，该类数字继电器由于需要操作电源，因此不能在无操作电源的变电所、开闭所、开关柜、充气柜、架空线路、户外带开关的电力分接箱等场所使用，如果使用蓄电池或其它辅助电源则增加了维护成本。自供电数字电流继电器不需要外加任何辅助电源即可工作，同时具有控制精度高，功耗极低、能实现三段三相电流保护、零序电

5、流保护、可选多条曲线的反时限保护等功能。研制的目的和意义自供电过电流保护装置是一个由电流互感器供电的继电保护装置，带多种反时限和定时限保护特性，专为带有断路器和极小额定输出电流的开关柜而设计。此装置适用于6-20kV开闭所、配电所、环网柜等无电源且需保护功能的场所，节约了所用变的配备。可配合断路器完全取代熔断器加负荷隔离开关的保护模式，可显著提高配电网负载保护功能。另外，设计中的电源解决方案中采用的电位，与一次电流大小有关，而与电压等级无关，所以该电源模块在10kV以上电压等级电力系统的继电保护和

6、在线监测设备中，具有广泛的应用前景。硬件组成框图各主要功能模块介绍◆模拟量输入系统◆模拟信号的转换◆量输开关入输出系统◆CPU最小系统模块◆自供电电源设计模拟量输入系统图2-3电流互感器接线采用电流变换型电压互感器GPT-206(1mA/1mA)对线路电压进行隔离变换，虽然增加了电路的复杂程度和对空间的要求，但对各种电磁干扰有直接的隔离作用，而且可以获得比较理想的测量精度。电压互感器接线模拟信号的转换CS5460A信号采样电路三相电压和三相电流通过三片CS5460芯片分别从微分电压正极输入、微分电

7、流正极输入信号，采样电路经过CS5460芯片的SDO引脚输出电流有效值、电压有效值和电能等。CPU最小系统模块自供电电源设计采用电流互感器供电系统，也就是自供电。本装置通过电流互感器从三相电线上取电，经转换电路得到VDD，。产生的VDD有两个用途：其一，用于给储能电容器充电来供跳闸使用；其二，VDD经DC-DC转换电路得到+5V电压供以单片机为核心的电路使用。请各位老师指导！谢谢！