本發(fā)明涉及變電站技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種智能光伏預(yù)裝式變電站高壓母線保護(hù)裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

變電站，改變電壓的場所。為了把發(fā)電廠發(fā)出來的電能輸送到較遠(yuǎn)的地方，必須把電壓升高，變?yōu)楦邏弘姡接脩舾浇侔葱枰央妷航档?，這種升降電壓的工作靠變電站來完成。變電站的主要設(shè)備是開關(guān)和變壓器。按規(guī)模大小不同，小的稱為變電所。變電站大于變電所。變電所：一般是電壓等級(jí)在110kv以下的降壓變電站；變電站：包括各種電壓等級(jí)的"升壓、降壓"變電站。變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它通過其變壓器將各級(jí)電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。變電站在特定的環(huán)境中；是將ac-dc-ac轉(zhuǎn)換過程。像海底輸電電纜以及遠(yuǎn)距離的輸送中。有些采用高壓直流輸變電形式。直流輸電克服交流輸電的容抗損耗。具有節(jié)能效應(yīng)。變電站的主要設(shè)備和連接方式，按其功能不同而有差異智能光伏預(yù)裝式變電站目前將站用小容量變壓器，通過隔離開關(guān)、經(jīng)普通高壓熔斷器接入高壓母線的接線方法。當(dāng)母線電壓過大時(shí)，會(huì)造成大面積停電事故。

所以，如何設(shè)計(jì)一種智能光伏預(yù)裝式變電站高壓母線保護(hù)裝置及其使用方法，成為我們當(dāng)前要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種智能光伏預(yù)裝式變電站高壓母線保護(hù)裝置及其使用方法，采用了主判據(jù)（短波紫外光探測）加輔助判據(jù)（進(jìn)線電流）的新原理，能夠迅速準(zhǔn)確的判斷母線故障并切斷故障；克服了外界光線對(duì)故障判斷的影響，達(dá)到精確動(dòng)作的目的增強(qiáng)了抗干擾能力，提高其可靠性和安全性，整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡潔，安裝使用維護(hù)方便；使用簡單，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種智能光伏預(yù)裝式變電站高壓母線保護(hù)裝置，包括檢測傳感器、擴(kuò)展控制單元和母線保護(hù)主單元、母線弧光監(jiān)測器、第一熔斷器和第二熔斷器，所述檢測傳感器安裝在所述母線弧光監(jiān)測器的一側(cè)，所述檢測傳感器通過所述擴(kuò)展控制單元與所述母線保護(hù)主單元連接，所述母線保護(hù)主單元包括：單片機(jī)、短波紫外光信號(hào)輸入單元、ad采樣單元、輸出控制單元、通訊單元、人機(jī)界面單元和電源電路單元，所述單片機(jī)分別與所述短波紫外光信號(hào)輸入單元、所述ad采樣單元、所述輸出控制單元、所述通訊單元和所述人機(jī)界面單元相連，所述電源電路單元電性連接所述母線保護(hù)主單元供電，所述母線保護(hù)主單元通過所述短波紫外光信號(hào)輸入單元與所述擴(kuò)展控制單元電性連接，所述所述ad采樣單元與采集母線電流信號(hào)的所述信號(hào)采集單元相連，所述輸出控制單元的輸出端與所述第一熔斷器和所述第二熔斷器相互串聯(lián)電性連接，所述第一熔斷器和所述第二熔斷器相互串聯(lián)，所述第一熔斷器與電器元件串聯(lián)，所述第二熔斷器通過隔離開關(guān)串聯(lián)接入高壓母線，所述第一熔斷器與第二熔斷器之間設(shè)有隔板。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述第一熔斷器為高壓熔斷器，所述第二熔斷器為高壓限流熔斷器，且所述第一熔斷器與第二熔斷器均安裝在同一柜體空間內(nèi)所述電器元件為電壓互感器或變壓器。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述人機(jī)界面單元包括有液晶屏、指示燈和操作按鍵，所述液晶屏安裝在前面板的中上部，液晶屏的右側(cè)設(shè)置有指示燈，液晶屏的下方設(shè)置有操作按鍵。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述檢測傳感器包括有短波紫外光檢測傳感器件、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)放大電路和電流信號(hào)輸出電路，短波紫外光檢測傳感器件依次串接光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器和信號(hào)放大電路后與電流信號(hào)輸出電路相連，電流信號(hào)輸出電路與所述擴(kuò)展控制單元相連。

一種智能光伏預(yù)裝式變電站高壓母線保護(hù)裝置使用方法，包括如下步驟：

（1）單片機(jī)獲得采樣的數(shù)字信號(hào)后，進(jìn)行數(shù)字濾波和算法運(yùn)算獲得模擬量的幅值信息，分別經(jīng)保護(hù)軟件模塊的邏輯判斷、顯示處理、報(bào)告存儲(chǔ)、錄波等環(huán)節(jié)，當(dāng)電流滿足保護(hù)動(dòng)作條件且短波紫外光也同時(shí)動(dòng)作后向出口回路發(fā)出跳閘、信號(hào)等命令；由于單片機(jī)內(nèi)部無存放程序的空間，保護(hù)程序是存放在快速閃存flash中，單片機(jī)通過總線來讀取程序令并執(zhí)行，主程序在軟件中是一個(gè)管理者，負(fù)責(zé)將不同功能的模塊組織在一起，主程序中的初始化主要是整個(gè)系統(tǒng)為正常工作做好準(zhǔn)備；

（2）cpu初始化和對(duì)必要的參數(shù)設(shè)置默認(rèn)值；初始化完成后主程序進(jìn)入工作狀態(tài)，液晶屏上顯示相關(guān)的菜單，首先判斷是否需要進(jìn)行定值整定工作，如果需要?jiǎng)t轉(zhuǎn)入定值整定模塊，否則繼續(xù)向下執(zhí)行；在采集開關(guān)量和檢測鍵盤環(huán)節(jié)中，如果檢測到開關(guān)量變位或有按鍵被按下，則由主程序發(fā)出信息并轉(zhuǎn)入信息處理模塊進(jìn)行處理，信息處理的結(jié)果再傳送到顯示打印模塊進(jìn)行顯示、打印，否則程序繼續(xù)向下執(zhí)行信號(hào)采集與計(jì)算模塊，邏輯判斷模塊根據(jù)電壓電流的計(jì)算值和其他有關(guān)條件判斷是否需要?jiǎng)幼?，?dāng)邏輯判斷模塊產(chǎn)生動(dòng)作指令后，通過檢測裝置出口繼電器是否動(dòng)作，以及檢測被測量設(shè)備的狀態(tài)來判斷動(dòng)作指令是否得到正確執(zhí)行，如果正確執(zhí)行則轉(zhuǎn)入下一次循環(huán)，否則將此異常信息傳送到信息處理模塊進(jìn)行處理，即判斷為高壓；

（3）出現(xiàn)異常時(shí)單片機(jī)發(fā)出出口命令的同時(shí)，必須發(fā)出解除閉鎖信號(hào)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)第一熔斷器和第二熔斷器，發(fā)出跳閘命令，進(jìn)而便于對(duì)母線進(jìn)行保護(hù)。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述第一熔斷器和第二熔斷器的工作電壓為24v。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述cpu經(jīng)總線讀取信號(hào)的“0”或“1”狀態(tài)，以判別外部接點(diǎn)的開閉情況。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：采用了主判據(jù)（短波紫外光探測）加輔助判據(jù)（進(jìn)線電流）的新原理，能夠迅速準(zhǔn)確的判斷母線故障并切斷故障；克服了外界光線對(duì)故障判斷的影響，達(dá)到精確動(dòng)作的目的增強(qiáng)了抗干擾能力，提高其可靠性和安全性，整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡潔，安裝使用維護(hù)方便；使用簡單。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的人機(jī)界面單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、檢測傳感器；2、擴(kuò)展控制單元；3、母線保護(hù)主單元；4、母線弧光監(jiān)測器；5、第一熔斷器；6、第二熔斷器；7、單片機(jī)；8、短波紫外光信號(hào)輸入單元；9、ad采樣單元；10、輸出控制單元；11、通訊單元；12、人機(jī)界面單元；13、電源電路單元；14、隔離開關(guān)；15、高壓母線；16、電器元件。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1-2，本發(fā)明提供根據(jù)上述技術(shù)方案，一種智能光伏預(yù)裝式變電站高壓母線保護(hù)裝置，包括檢測傳感器1、擴(kuò)展控制單元2和母線保護(hù)主單元3、母線弧光監(jiān)測器4、第一熔斷器5和第二熔斷器6，檢測傳感器1安裝在母線弧光監(jiān)測器4的一側(cè)，檢測傳感器1通過擴(kuò)展控制單元2與母線保護(hù)主單元3連接，母線保護(hù)主單元3包括：單片機(jī)7、短波紫外光信號(hào)輸入單元8、ad采樣單元9、輸出控制單元10、通訊單元11、人機(jī)界面單元12和電源電路單元13，單片機(jī)7分別與短波紫外光信號(hào)輸入單元8、ad采樣單元9、輸出控制單元10、通訊單元11和人機(jī)界面單元12相連，電源電路單元13電性連接母線保護(hù)主單元3供電，母線保護(hù)主單元3通過短波紫外光信號(hào)輸入單元8與擴(kuò)展控制單元2電性連接，ad采樣單元9與采集母線電流信號(hào)的信號(hào)采集單元11相連，輸出控制單元10的輸出端與第一熔斷器5和第二熔斷器6電性連接，第一熔斷器5和第二熔斷器6相互串聯(lián)，第一熔斷器5與電器元件16串聯(lián)，第二熔斷器6通過隔離開關(guān)14串聯(lián)接入高壓母線15，第一熔斷器1與第二熔斷器2之間設(shè)有隔板。

根據(jù)上述技術(shù)方案，第一熔斷器5為高壓熔斷器，第二熔斷器6為高壓限流熔斷器，且第一熔斷器1與第二熔斷器2均安裝在同一柜體空間內(nèi)電器元件16為電壓互感器或變壓器。

根據(jù)上述技術(shù)方案，人機(jī)界面單元9包括有液晶屏、指示燈和操作按鍵，液晶屏安裝在前面板的中上部，液晶屏的右側(cè)設(shè)置有指示燈，液晶屏的下方設(shè)置有操作按鍵。

根據(jù)上述技術(shù)方案，檢測傳感器1包括有短波紫外光檢測傳感器件、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)放大電路和電流信號(hào)輸出電路，短波紫外光檢測傳感器件依次串接光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器和信號(hào)放大電路后與電流信號(hào)輸出電路相連，電流信號(hào)輸出電路與擴(kuò)展控制單元2相連。

一種智能光伏預(yù)裝式變電站高壓母線保護(hù)裝置使用方法，包括如下步驟：

（1）單片機(jī)獲得采樣的數(shù)字信號(hào)后，進(jìn)行數(shù)字濾波和算法運(yùn)算獲得模擬量的幅值信息，分別經(jīng)保護(hù)軟件模塊的邏輯判斷、顯示處理、報(bào)告存儲(chǔ)、錄波等環(huán)節(jié)，當(dāng)電流滿足保護(hù)動(dòng)作條件且短波紫外光也同時(shí)動(dòng)作后向出口回路發(fā)出跳閘、信號(hào)等命令；由于單片機(jī)內(nèi)部無存放程序的空間，保護(hù)程序是存放在快速閃存flash中，單片機(jī)通過總線來讀取程序令并執(zhí)行，主程序在軟件中是一個(gè)管理者，負(fù)責(zé)將不同功能的模塊組織在一起，主程序中的初始化主要是整個(gè)系統(tǒng)為正常工作做好準(zhǔn)備；

（2）cpu初始化和對(duì)必要的參數(shù)設(shè)置默認(rèn)值；初始化完成后主程序進(jìn)入工作狀態(tài)，液晶屏上顯示相關(guān)的菜單，首先判斷是否需要進(jìn)行定值整定工作，如果需要?jiǎng)t轉(zhuǎn)入定值整定模塊，否則繼續(xù)向下執(zhí)行；在采集開關(guān)量和檢測鍵盤環(huán)節(jié)中，如果檢測到開關(guān)量變位或有按鍵被按下，則由主程序發(fā)出信息并轉(zhuǎn)入信息處理模塊進(jìn)行處理，信息處理的結(jié)果再傳送到顯示打印模塊進(jìn)行顯示、打印，否則程序繼續(xù)向下執(zhí)行信號(hào)采集與計(jì)算模塊，邏輯判斷模塊根據(jù)電壓電流的計(jì)算值和其他有關(guān)條件判斷是否需要?jiǎng)幼?，?dāng)邏輯判斷模塊產(chǎn)生動(dòng)作指令后，通過檢測裝置出口繼電器是否動(dòng)作，以及檢測被測量設(shè)備的狀態(tài)來判斷動(dòng)作指令是否得到正確執(zhí)行，如果正確執(zhí)行則轉(zhuǎn)入下一次循環(huán)，否則將此異常信息傳送到信息處理模塊進(jìn)行處理，即判斷為高壓；

（3）出現(xiàn)異常時(shí)單片機(jī)發(fā)出出口命令的同時(shí)，必須發(fā)出解除閉鎖信號(hào)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)第一熔斷器和第二熔斷器，發(fā)出跳閘命令，進(jìn)而便于對(duì)母線進(jìn)行保護(hù)。

根據(jù)上述技術(shù)方案，第一熔斷器和第二熔斷器的工作電壓為24v。

根據(jù)上述技術(shù)方案，cpu經(jīng)總線讀取信號(hào)的“0”或“1”狀態(tài)，以判別外部接點(diǎn)的開閉情況。

基于上述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，采用了主判據(jù)（短波紫外光探測）加輔助判據(jù)（進(jìn)線電流）的新原理，能夠迅速準(zhǔn)確的判斷母線故障并切斷故障；克服了外界光線對(duì)故障判斷的影響，達(dá)到精確動(dòng)作的目的增強(qiáng)了抗干擾能力，提高其可靠性和安全性，整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡潔，安裝使用維護(hù)方便；使用簡單。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。