一种通用数字式临时继电保护装置

王起琦　石磊　官鑫　张旗

摘要：本文分析了研制该继电保护装置的技术背景，同时分析了现有产品功能及通用性不足的原因。介绍了一种通用数字式临时继电保护装置，能够提供更好的通用性，而且通过封闭箱体安装，适用于小型高压开关设备或低压成套设备的嵌入式安装，功能全面，接线简洁。

关键词：继电保护 通用 数字式 装置

中图分类号：TM773 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）08-0130-01

1 技术背景

数字电力保护是通过对电力系统的运行参数分析做出判断，以保护在一些状况下对线路、变压器、电动机及电容进行继电保护，现有的数字电力保护主要为高压电力系统电力故障保护应用设计，体积较大，不适用于小型高压开关设备或低压成套设备的嵌入式安装，功能冗余，接线繁琐。现有的行业内设计有低压保护系统，传统的低压保护系统，结构虽然简单，但功能不足，不可现场整定调节，没有通讯接口，且现场安装调试困难，不能满足用户对高级功能的要求。

现有产品功能都是针对具体应用而设计，如：必须按照不同的保护对象分为变压器、电动机、线路等，而通用性不足，不能满足用户相当灵活的现场应用需求；而且现有的高压电力系统的电力保护装置不适用于低压设备上，原因有如下：（1）产品自身体积过大，不能嵌入到现场设备的专用控制箱体中；（2）该类产品一般按照中压系统的运行方式设置参数或功能，没有考虑到低压设备特殊的运行工况，使保护功能存在较大的缺陷；（3）过高的自身功率损耗，使产品发热较严重，在通风不良的情况下，会出现功能失效。

2 装置结构组成及特征

2.1 装置结构组成

该装置包括一组电路板，电路板包括一个嵌入式控制器，连接有信号采集模块，连接有信号输入端子，有输入模块、显示模块及控制信号输出端子，电路板设于封闭的金属箱体内，箱体包括面板及设于面板后方的壳体，壳体由后端面和侧板组成，输入模块和显示模块设于面板上，信号输入端子和控制信号输出端子设于壳体的后端面上。

2.2 智能数字保护装置特征

包括与电力母线连接的电流互感器感应取能与测量线圈、低能量聚集与高能量泄放调控单元、超低功耗信号处理单元、与低电压脱扣器连接的低电压脱扣器供能单元、无线通信单元、故障指示单元、参数设置与整定单元和信号调理单元，电流互感器感应取能与测量线圈还与信号调理单元的输入端、低能量聚集与高能量泄放调控单元的输入端连接；低能量聚集与高能量泄放调控单元的输出端分别与信号调理单元、超低功耗信号处理单元、低电压脱扣器供能单元、无线通信单元、故障指示单元和参数设置与整定单元连接，为它们提供工作电源；信号调理单元的输出端与超低功耗信号处理单元的输入端连接，为超低功耗信号处理单元提供分析信号；超低功耗信号处理单元的输入输出端口还分别与低电压脱扣器供能单元、无线通信单元、故障指示单元和参数整定单元连接，为超低功耗信号处理单元提供信号的输入及输出。

3 装置设计技术方案分析

3.1 装置技术方案

该装置包括一组电路板，所述的电路板中包括一个嵌入式控制器，嵌入式控制器连接有信号采集模块，信号采集模块连接有信号输入端子，嵌入式控制器连接有输入模块、显示模块及控制信号输出端子，电路板设于一个封闭的金属箱体内，箱体包括一面板及设于面板后方的壳体，壳体由后端面和侧板组成，输入模块和显示模块设于面板上，信号输入端子和控制信号输出端子设于壳体的后端面上。

本文介绍的通用数字电力保护装置通过嵌入式控制器在进行信号的处理和发送，可将现有的各类专用的设备和线路的保护装置的控制软件写入该嵌入式控制器中，从而能够提供更好的通用性；而且通过封闭箱体安装，适用于小型高压开关设备或低压成套设备的嵌入式安装，功能全面，接线简洁。

3.2 具体实施方式

本文介绍的通用数字电力保护装置包括一组电路板，电路板包括一个嵌入式控制器，嵌入式控制器连接有信号采集模块，所述的信号采集模块连接有信号输入端子，嵌入式控制器连接有输入模块、显示模块及控制信号输出端子。电路板设于一个封闭的金属箱体内，箱体包括一面板及设于面板后方的壳体，壳体由后端面和侧板组成，输入模块和显示模块设于面板上，信号输入端子和控制信号输出端子设于壳体的后端面上。

为了与小型高压开关设备或低压成套设备的标准安装位相配合，在实际工程中，箱体的高度为60.5mm；箱体的宽度为116.5mm；箱体的长度为104.5mm。由于信号输入端子和控制信号输出端子在装配以后会突出于壳体的后端面，从而会占用一定的安装纵深距离，为了避免与现有的小型高压开关设备或低压成套设备的标准安装位的纵深距离相配合，箱体的长度包括信号输入端子和控制信号输出端子长度。另外，由于显示模块需要显示参数情况，调节选项、警示信息等，为了分类显示各种内容，显示模块包括显示屏和指示灯。由于需要对显示屏显示的内容进行选择，所以输入模块为一组操作按键，方便操作人员使用。

后期工作可以对该装置进行进一步的改进，后期研究该数字式通用临时继电保护装置可以进行智能化深加工，研制智能数字继电保护通用装置，设有参数设置与整定单元，该单元可通过数字保护装置的参数设置与整定功能，可以选择装置的动作启动电流、保护类型、整定曲线的设置。使得通用、临时、规范、智能、数字、继电保护装置设置及应用都更加的智能和人性化。

4 结语

本文介绍了一种通用数字电力保护装置，可以有效解决现有继电保护检修工作及相关技术中无法嵌入专用控制设备、且通用性与稳定性较差的问题，该装置设计简单，操作方便，可以在现场临时使用，具有可靠的稳定性和可操作性。适用于小型高压开关设备或低压成套设备的嵌入式安装，接线较为简单。

参考文献

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[2]魏宜华，焦彦军，张新国，张延冬.通用继电保护微机型实验装置的设计[J].电力系统及其自动化学报，2005，03：95-98.