电气防火限流式保护器及故障电流检测方法技术

技术编号:14053695 阅读:104 留言:0更新日期:2016-11-26 03:09
本发明专利技术提出一种电气防火限流式保护器及故障电流检测方法。该电气防火限流式保护器包括电流互感器、电流采样电路、电压过零比较电路、声光报警、RS485通讯电路、电源模块和功率开关(IGBT)。该保护器和故障电流检测方法通过预测故障电流峰值,提前判断出故障类型,从而在短路电流峰值达到之前就已限流控制,使短路故障发生处不产生电弧,并且对线路上的电气设备起到保护作用,同时有效避免火灾发生导致经济损失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电气火灾限流式保护装置及故障电流检测方法。
技术介绍
传统上使用断路器作为电气防火限流保护,在短路故障发生时,该断路器切断时间长,电气设备受到冲击大,严重情况下会引起线路上电线温度高或燃烧起火,引发电气火灾。目前,现有固态开关已解决以上问题,其切断时间快,不产生电弧,但该装置都是在故障电流达到一定的阀值才进行限流保护,其已对电气设备造成一定的程度的影响,不能提前预测电气火灾的发生,以最大限度减少电气设备破坏。
技术实现思路
为克服上述缺陷,在很大程度上避免短路电流对电气设备的冲击,同时避免因短路而引起的火灾发生,提出如下专利技术:一种电气防火限流式保护器,包括电流互感器、电源电路、电流采集电路、功率开关、微处理器、电压过零比较电路、声光报警电路和RS485接口,其中,电源电路用于为所述保护器提供电源,电流互感器与电流采集电路连接,检测线路上的电流;电压过零比较电路用于检测线路电压;功率开关与配电系统的火线和零线连接,用于控制电路开断;电源电路、电流采集电路、功率开关、电压过零比较电路、声光报警电路和RS485电路都与微处理器连接。一种电气防火限流式保护器预测故障电流的方法,主要包括以下步骤:第一步,检测配电系统电流大小,设定突变阀值,计算当前采样电流与前一个采样电流的差值,记为第一次计算出的差值,如果所计算的差值超出突变阀值,则继续采集当前采样电流值后面若干个电流采样值,并依次计算两相邻采样电流值的差值,获得若干个电流差值,然后将其分别与第一次计算出的差值进行极性比较,如果极性相同,并且所述若干个电流差值的平均值大于或等于第一次计算出的差值,则确定为电流突变,认为线路上的电流异常;第二步,当确定为发生电流异常后,再继续对配电系统的电流进行采样,计算出两相邻采样电流的差值,并与突变阈值进行比较,当差值小于突变阀值时,或者与第一步中第一次计算出的差值极性不同,则最后一个电流采样点为突变稳定点,利用该突变稳定点的电流值和相位,以及电流正弦函数预测异常电流峰值;第三步,设定异常电流的阀值,与第二步预测的异常电流峰值比较,如果异常电流峰值大于异常电流的阀值,则判断为短路故障,对线路上电流快速限流,并发出声光报警。附图说明图1为根据本专利技术的电气防火限流式保护器的硬件框图。图2 为根据本专利技术的电气防火限流式保护器程序流程图。具体实施方式如图1所示为电气防火限流式保护器的硬件框图,该保护器包括电流互感器、电源电路、电流采集电路、功率开关、微处理器、电压过零比较电路、声光报警电路和RS485接口。其中该保护器的进线端连接配电系统的火线和零线,一方面为电气防火限流式保护器提供电源,另一方面为负载提供电源,通过功率开关(IGBT器件)引出该保护器的出线端,出线端连接负载。上述电源电路的连接配电系统的火线和零线,为微处理器提供电源。配电系统火线穿过电流互感器,由电流互感器感应出电流接入到电流采集电路。由电压过零比较电路检测出交流电过零点,标记交流电的起始位置,进而可以确定出故障电流的相位信息,用于故障电流峰值预测计算。由于采用预测故障电流峰值,提前判断出线路故障类型,在短路电流还没达到对电气设备产生影响前,微处理器控制功率开关(IGBT)对线路上电流限流,并发出声光报警,极大程度上避免了短路电流对电气设备的冲击,同时线路上没有拉弧,不会因短路而引起的火灾发生。该保护器与计算机通过RS485接口连接,实现远程设置和集中显示,并快速指示出故障位置、分析出故障类型,便于用户及时了解配电系统故障状态,从而有效避免火灾发生。如图2所示为电气防火限流式保护器的程序流程图,实现对电气火灾预测,提前进行限流保护。其包括以下步骤:第一步,电流突变识别。检测配电系统电流大小,设定突变阀值,计算出当前采样电流与前一个采样电流的差值,记为第一次计算出的差值,如果所计算的差值超出突变阀值,则继续采集当前采样电流值后面若干个电流采样值,并依次计算两相邻采样电流值的差值,然后与第一次计算出的差值进行极性比较,极性相反,认为干扰信号,需按照第一步重新开始判断;如果极性相同,并且所述若干个电流差值的平均值大于或等于第一次计算出的差值,则确定定为电流突变,认为线路上的电流异常。第二步,当确定为发生电流异常后,继续对配电系统的电流进行采样,并计算两相邻采样电流的差值,与突变阈值进行比较,当差值小于突变阀值,或者与第一步中第一次计算出的差值极性不同,则认为已找到电流异常过程中最后那个电流采样点,即突变稳定点。确定突变稳定点后,利用该突变稳定点的电流值和相位,以及电流正弦函数I=IMsin(ωt+φ)预测异常电流峰值。第三步,确定异常电流的故障类型。设定异常电流的阀值,与第二步预测的异常电流峰值比较,如果异常电流峰值大于异常电流阀值,判断为短路故障,则由微处理器发出控制命令,由功率开关(IGBT)对线路上电流快速限流,并发出声光报警。本文档来自技高网...
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【技术保护点】
一种电气防火限流式保护器,包括电流互感器、电源电路、电流采集电路、功率开关、微处理器、电压过零比较电路、声光报警电路和RS485接口,其中,电源电路用于为所述保护器提供电源,电流互感器与电流采集电路连接,检测线路上的电流;电压过零比较电路用于检测线路电压;功率开关与配电系统的火线和零线连接,用于控制电路开断;电源电路、电流采集电路、功率开关、电压过零比较电路、声光报警电路和RS485电路都与微处理器连接。

【技术特征摘要】
1.一种电气防火限流式保护器,包括电流互感器、电源电路、电流采集电路、功率开关、微处理器、电压过零比较电路、声光报警电路和RS485接口,其中,电源电路用于为所述保护器提供电源,电流互感器与电流采集电路连接,检测线路上的电流;电压过零比较电路用于检测线路电压;功率开关与配电系统的火线和零线连接,用于控制电路开断;电源电路、电流采集电路、功率开关、电压过零比较电路、声光报警电路和RS485电路都与微处理器连接。2.一种电气防火限流式保护器预测故障电流的方法,主要包括以下步骤:第一步,检测配电系统电流大小,设定突变阀值,计算当前采样电流与前一个采样电流的差值,记为第一次计算出的差值,如果所计算的差值超出突变阀值,则继续采集当前采样电流值后面若干个电流...

【专利技术属性】
技术研发人员:曾凯姚少军
申请(专利权)人:珠海派诺科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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