專利名稱：一種電源控制箱及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及線路故障領(lǐng)域，尤其涉及一種電源控制箱及其實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的小電流接地系統(tǒng)保護(hù)選線原理，一般按照信號(hào)的不同可分為:利用接地故障電流的穩(wěn)態(tài)分量(包括工頻分量和諧波分量)法、利用接地故障暫態(tài)過程中所產(chǎn)生的暫態(tài)量的選線法、行波選線法和不利用故障電流的選線方法。其中，利用故障電流的選線方法主要有拉路法、信號(hào)注入法、零序?qū)Ъ{法等方法。其中，信號(hào)注入法是在發(fā)生單相接地故障后向系統(tǒng)注入特殊頻率的信號(hào)，通過跟蹤、檢測(cè)注入信號(hào)的路徑和特征來實(shí)現(xiàn)故障選線。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三相輸電線路對(duì)稱時(shí)，系統(tǒng)中沒有零序分量；線路發(fā)生單相接地故障后，故障相對(duì)地電壓降為零，兩非故障相電壓升高為線電壓，零序電壓升高為相電壓。在發(fā)生單相接地故障后，通過三相電壓互感器的中性點(diǎn)向接地線路中注入特征信號(hào)，所注入的特征信號(hào)會(huì)沿著故障線路經(jīng)接地點(diǎn)注入大地，通過檢測(cè)有注入特征信號(hào)流過的電路即為故障線路。信號(hào)注入法目前都是采用對(duì)三相線中的一個(gè)正常相線注入特征信號(hào)，這樣來和故障相組成回路，通過檢測(cè)該回路上的特征電流來檢測(cè)該故障相。目前，該特征電流一般采用在高壓線和接地電阻之間連接一個(gè)高壓二極管，利用高壓二極管來實(shí)現(xiàn)時(shí)通時(shí)斷的開關(guān)信號(hào)作為特征信號(hào)，可靠性低，并且高壓二極管的價(jià)格較高，從而增加了硬件成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)采用高壓二極管可靠性低和硬件成本高的缺陷，提供一種采用繼電器 實(shí)現(xiàn)可靠性高和成本低的電源控制箱及其實(shí)現(xiàn)方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種電源控制箱，其包括機(jī)柜本體，所述機(jī)柜本體內(nèi)設(shè)有分別與三相輸電線路對(duì)應(yīng)連接的三個(gè)光PT、分別與所述三個(gè)光PT對(duì)應(yīng)連接的三個(gè)高壓開關(guān)以及與所述三個(gè)光PT通過光纖連接的控制板，所述三相輸電線路上分別設(shè)有三個(gè)故障指示器，所述控制板上設(shè)有控制所述三個(gè)高壓開關(guān)通斷的繼電器、與所述繼電器連接且控制所述繼電器動(dòng)作的CPU ;其中，任意一個(gè)光PT檢測(cè)到對(duì)應(yīng)相輸電線路的電壓變化值超過了預(yù)設(shè)閥值時(shí)，所述CPU控制繼電器執(zhí)行分別閉合所述三個(gè)高壓開關(guān)的動(dòng)作，控制三相輸電線路的非故障相與故障相之間形成回路，故障相輸電線路所對(duì)應(yīng)的故障指示器根據(jù)所述脈沖電流信號(hào)發(fā)出告警信號(hào)。優(yōu)選地，所述三個(gè)高壓開關(guān)分別通過電阻Rl接地。優(yōu)選地，所述繼電器采用多級(jí)控制方式。優(yōu)選地，所述控制板還包括與所述CPU連接且控制所述繼電器輸出開關(guān)信號(hào)的遙控單元。優(yōu)選地，所述控制板還包括與所述CPU連接且用于接收通過所述光纖所傳輸?shù)碾妷翰杉盘?hào)的光纖接收電路。
優(yōu)選地，所述控制板還包括與所述光纖接收電路連接且用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的交互單元，其中，所述交互單元包括燈控驅(qū)動(dòng)和按鍵。優(yōu)選地，所述控制板還包括與所述CPU連接且為所述控制板提供電源的電源單
J Li ο優(yōu)選地，所述控制板還包括與所述CPU連接且用于調(diào)試所述CPU的I/O接口的擴(kuò)展接口，其中，所述擴(kuò)展接口包括RS232接口。本發(fā)明還提供一種電源控制箱的實(shí)現(xiàn)方法，所述電源控制箱為上述的電源控制箱，所述方法包括以下步驟:
51.三個(gè)光PT分別檢測(cè)對(duì)應(yīng)相輸電線路的電壓變化值；
52.判斷所述電壓變化值超過了預(yù)設(shè)閥值，若是，則執(zhí)行步驟S3，若否，則步驟結(jié)束；
53.CPU控制繼電器執(zhí)行分別多次閉合所述三個(gè)高壓開關(guān)的動(dòng)作，并控制三相輸電線路的非故障相與故障相之間形成回路； 54.故障相輸電線路所對(duì)應(yīng)的故障指示器根據(jù)所述脈沖電流信號(hào)發(fā)出告警信號(hào)。優(yōu)選地，在所述步驟S3中，依次控制每個(gè)高壓開關(guān)閉合的次數(shù)為8次。實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下有益效果:采用繼電器執(zhí)行高壓開關(guān)的動(dòng)作，不僅能準(zhǔn)確地定位和檢測(cè)故障線路，從而提高了可靠性，還簡化了硬件電路設(shè)計(jì)的難度，從而降低了成本，同時(shí)采用光纖傳輸?shù)姆绞綄?duì)三相輸電線路的高壓線與低壓線進(jìn)行隔離，從而滿足了三相輸電線路的安全需求；另外，繼電器采用多級(jí)控制方式，提高了控制繼電器動(dòng)作的穩(wěn)定性和可靠性。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
圖1是本發(fā)明機(jī)柜本體的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明光纖接收電路的電路 圖3是本發(fā)明電源控制箱的實(shí)現(xiàn)方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實(shí)施例一:
如圖1所示，該電源控制箱(圖未示)包括機(jī)柜本體(圖未示)，所述機(jī)柜本體內(nèi)設(shè)有分別與三相輸電線路連接的三個(gè)光PT，分別與所述三個(gè)光PT連接的三個(gè)高壓開關(guān)以及與所述三個(gè)光PT通過光纖連接的控制板200，采用光纖傳輸?shù)姆绞綄?duì)三相輸電線路的高壓線與低壓線進(jìn)行隔離，從而滿足了三相輸電線路的安全需求。其中，所述三相輸電線路上分別設(shè)有三個(gè)故障指示器，在本實(shí)施例中，三相輸電線路分別為A相、B相和C相，A相輸電線路上設(shè)有故障指示器301，B相輸電線路上設(shè)有故障指示器302，B相輸電線路上設(shè)有故障指示器303，光PT 101與A相輸電線路連接、光PT 102與B相輸電線路連接，光PT 103與C相輸電線路連接，三個(gè)高壓開關(guān)分別為開關(guān)Kl、開關(guān)K2和開關(guān)K3，值得注意的是，所述控制板200上設(shè)有控制所述高壓開關(guān)300通斷的繼電器201、與所述繼電器201連接且控制所述繼電器201動(dòng)作的CPU202 ；采用繼電器執(zhí)行高壓開關(guān)的動(dòng)作，簡化了硬件電路設(shè)計(jì)的難度，從而降低了成本。值得注意的是，若任意一個(gè)光PT檢測(cè)到對(duì)應(yīng)的某一相輸電線路的電壓變化值超過了預(yù)設(shè)閥值時(shí)，所述CPU控制繼電器執(zhí)行分別閉合所述三個(gè)高壓開關(guān)的動(dòng)作，從而使非故障相和故障相之間就通過形成了電流回路，這時(shí)故障相所對(duì)應(yīng)的輸電線路上將會(huì)產(chǎn)生脈沖電流信號(hào)，并且該相輸電線路所對(duì)應(yīng)的故障指示器根據(jù)所述脈沖電流信號(hào)發(fā)出告警信號(hào)。具體來說，在本實(shí)施例中，所述三個(gè)高壓開關(guān)分別通過電阻Rl接地，若光PT每次檢測(cè)到電壓變化值后，CPU202控制繼電器執(zhí)行分別閉合三個(gè)高壓開關(guān)的動(dòng)作，每個(gè)高壓開關(guān)分別閉合8次，這樣非故障相和故障相之間就通過電阻Rl接地形成了電流回路，從而在故障相所對(duì)應(yīng)的輸電線路上產(chǎn)生脈沖電流信號(hào)，該技術(shù)方案能準(zhǔn)確地定位故障線路，檢測(cè)出故障線路來，大大提高了可靠性。實(shí)施例二:
在本實(shí)施例中，所述繼電器201采用多級(jí)控制方式。應(yīng)當(dāng)說明的是，繼電器201采用多級(jí)控制方式可以提高控制繼電器201動(dòng)作的穩(wěn)定性和可靠性。并且，在本實(shí)施例中，所述控制板200還包括與所述CPU202連接且控制所述繼電器201輸出開關(guān)信號(hào)的遙控單元203 ;與所述CPU202連接且用于接收通過所述光纖所傳輸?shù)碾妷翰杉盘?hào)的光纖接收電路204 ;與所述光纖接收電路204連接且用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的交互單元205 ;與所 述CPU202連接且為所述控制板200提供電源的電源單元206 ;與所述CPU202連接且用于調(diào)試所述CPU202的I/O接口的擴(kuò)展接口 207。請(qǐng)結(jié)合參閱圖2，圖2是本發(fā)明光纖接收電路的電路圖，如圖2所示，光纖接收電路204包括接收燈Q1、電容C3、電容C9、電源VCC以及電阻R2，其中，光纖接收電路204將光纖所傳輸?shù)碾妷翰杉盘?hào)發(fā)送至CPU202的IO 口實(shí)現(xiàn)信號(hào)接收，再根據(jù)該電壓采集信號(hào)判據(jù)來判斷是否發(fā)生單相接地故障。其中，所述交互單元205包括燈控驅(qū)動(dòng)和按鍵。在本實(shí)施例中，燈控驅(qū)動(dòng)和按鍵均通過LED陣列顯示相應(yīng)的狀態(tài)，在此不再贅述。在本實(shí)施例中，電源單元206的電源可以優(yōu)選為24V。所述擴(kuò)展接口 207為RS232接口，其中，RS232接口是作為調(diào)試串口來用的，以后可以用作無線模塊，實(shí)現(xiàn)遙控手動(dòng)輸出。在本實(shí)施例中，所述CPU202由芯片EFM32G280F128組成。實(shí)施例三:
請(qǐng)參閱圖3，圖3是本發(fā)明電源控制箱的實(shí)現(xiàn)方法的流程圖，如圖3所示，所述方法包括以下步驟:
在步驟SI中，三個(gè)光PT分別檢測(cè)對(duì)應(yīng)相輸電線路的電壓變化值。在步驟S2中，判斷所述電壓變化值超過了預(yù)設(shè)閥值，若是，則執(zhí)行步驟S3，若否，則步驟結(jié)束。在步驟S3中，CPU控制繼電器執(zhí)行分別多次閉合所述三個(gè)高壓開關(guān)的動(dòng)作，并控制三相輸電線路的非故障相與故障相之間形成回路；在本實(shí)施例中，每個(gè)高壓開關(guān)閉合的次數(shù)為8次。在步驟S4中，故障相輸電線路所對(duì)應(yīng)的故障指示器根據(jù)所述脈沖電流信號(hào)發(fā)出
告警信號(hào)。相較于現(xiàn)有技術(shù)，采用繼電器執(zhí)行高壓開關(guān)的動(dòng)作，不僅能準(zhǔn)確地定位和檢測(cè)故障線路，從而提高了可靠性，還簡化了硬件電路設(shè)計(jì)的難度，從而降低了成本，同時(shí)采用光纖傳輸?shù)姆绞綄?duì)三相輸電線路的聞壓線與低壓線進(jìn)行隔尚，從而滿足了三相輸電線路的安全需求；另外，繼電器采用多級(jí)控制方式，提高了控制繼電器動(dòng)作的穩(wěn)定性和可靠性。以上所述僅為·本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電源控制箱，其包括機(jī)柜本體，其特征在于，所述機(jī)柜本體內(nèi)設(shè)有分別與三相輸電線路對(duì)應(yīng)連接的三個(gè)光PT、分別與所述三個(gè)光PT對(duì)應(yīng)連接的三個(gè)高壓開關(guān)以及與所述三個(gè)光PT通過光纖連接的控制板，所述三相輸電線路上分別設(shè)有三個(gè)故障指示器，所述控制板上設(shè)有控制所述三個(gè)高壓開關(guān)通斷的繼電器、與所述繼電器連接且控制所述繼電器動(dòng)作的CPU ;其中，任意一個(gè)光PT檢測(cè)到對(duì)應(yīng)相輸電線路的電壓變化值超過了預(yù)設(shè)閥值時(shí)，所述CPU控制繼電器執(zhí)行分別閉合所述三個(gè)高壓開關(guān)的動(dòng)作，控制三相輸電線路的非故障相與故障相之間形成回路，故障相輸電線路所對(duì)應(yīng)的故障指示器根據(jù)所述脈沖電流信號(hào)發(fā)出告警信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源控制箱，其特征在于，所述三個(gè)高壓開關(guān)分別通過電阻Rl接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源控制箱，其特征在于，所述繼電器采用多級(jí)控制方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源控制箱，其特征在于，所述控制板還包括與所述CPU連接且控制所述繼電器輸出開關(guān)信號(hào)的遙控單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源控制箱，其特征在于，所述控制板還包括與所述CPU連接且用于接收通過所述光纖所傳輸?shù)碾妷翰杉盘?hào)的光纖接收電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源控制箱，其特征在于，所述控制板還包括與所述光纖接收電路連接且用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的交互單元，其中，所述交互單元包括燈控驅(qū)動(dòng)和按鍵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源控制箱，其特征在于，所述控制板還包括與所述CPU連接且為所述控制板提供電源的電源單元。
8.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的電源控制箱，其特征在于，所述控制板還包括與所述CPU連接且用于調(diào)試所述CPU的I/O接口的擴(kuò)展接口，其中，所述擴(kuò)展接口包括RS232接口。
9.一種電源控制箱的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述電源控制箱為上述權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的電源控制箱，所述方法包括以下步驟: 51.三個(gè)光PT分別檢測(cè)對(duì)應(yīng)相輸電線路的電壓變化值； 52.判斷所述電壓變化值超過了預(yù)設(shè)閥值，若是，則執(zhí)行步驟S3，若否，則步驟結(jié)束； 53.CPU控制繼電器執(zhí)行分別多次閉合所述三個(gè)高壓開關(guān)的動(dòng)作，并控制三相輸電線路的非故障相與故障相之間形成回路； 54.故障相輸電線路所對(duì)應(yīng)的故障指示器根據(jù)所述脈沖電流信號(hào)發(fā)出告警信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步驟S3中，依次控制每個(gè)高壓開關(guān)閉合的次數(shù)為8次。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電源控制箱及其實(shí)現(xiàn)方法，該電源控制箱包括機(jī)柜本體，機(jī)柜本體內(nèi)設(shè)有分別與三相輸電線路連接的三個(gè)光PT、分別與三個(gè)光PT連接的三個(gè)高壓開關(guān)以及與三個(gè)光PT通過光纖連接的控制板，三相輸電線路上分別設(shè)有三個(gè)故障指示器，控制板上設(shè)有依次連接的控制三個(gè)高壓開關(guān)通斷的繼電器和控制繼電器動(dòng)作的CPU；光PT檢測(cè)到任一相輸電線路的電壓變化值超過了預(yù)設(shè)閥值，CPU控制繼電器執(zhí)行分別閉合三個(gè)高壓開關(guān)的動(dòng)作，故障相所對(duì)應(yīng)的輸電線路上產(chǎn)生脈沖電流信號(hào)，該相輸電線路對(duì)應(yīng)的故障指示器根據(jù)脈沖電流信號(hào)發(fā)出告警信號(hào)。該方案可靠性高且硬件成本低，同時(shí)滿足了輸電線路的安全需求；另外，提高了穩(wěn)定性和可靠性。
文檔編號(hào)G01R31/02GK103217631SQ201310131139
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
發(fā)明者鄭青松, 彭婭利, 鄭淼 申請(qǐng)人:航天科工深圳(集團(tuán))有限公司