一种含分布式电源配电网的断路器控制器，其特征在于它是由MCU主控芯片、模拟量采集调理模块、开关量处理模块、通信模块、人机界面模块、电源模块和驱动系统构成；其工作方法包括信号采集、信息交换、遥调操作、控制断路器动作；其优越性在于：①结构简单，软件易懂；②实时监测，实现四遥功能；③隔离故障，保证电网的安全运行；④避免增助作用，保护范围增大；⑤功率方向判断功能，防止了由分布式电源反向给故障点供电导致保护失去选择性的缺点；⑥具有广阔的市场应用前景和工程应用价值。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】-种含分布式电源配电网的断路器控制器及其工作方法 (-)
： 本专利技术属于电力系统智能配电网领域，设及一种基于=段式电流法配合通信系统 的断路器控制器，W实现对含分布式电源配电网的保护，尤其是一种含分布式电源配电网 的断路器控制器及其工作方法。 (二）
技术介绍
： 随着经济的高速发展，电力已经渗透了每行每业。电力用户对电能的要求也是 愈来愈髙。近些年来的几次大范围停电事故使人们越来越清楚的认识到集中式大电网存 在的弊端；同时，世界各国都面临着能源紧缺问题；另外，环境问题也愈来愈受到各国的重 视。具有清洁、可靠、经济等优点的分布式电源快速发展起来，与集中式大电网形成互补关 系。分布式电源和集中式大电网结合起来的供电方式，需将分布式电源接入到配电网中，运 样，将对配电网继电保护产生一定的影响，为了更好地使分布式电源融入配电网，发挥分布 式电源的最大价值，最大限度的提高供电质量，必须要研究适用于含分布式电源的配电网 的断路器控制器，提出合理的解决方案来处理分布式电源接入给配电网保护带来的影响问 题；寻找高可靠性、高灵敏度的继电保护原理势在必行。因此，研究含分布式电源配电网的 断路器控制器具有积极意义。 电力系统中，通常采用电流保护配合重合闽实现对配电网继电保护。第一，S段 式电流保护分为无时限电流速断保护、带时限电流速断保护和定时限过电流保护。无时限 电流速断保护简称速断保护，是反应电流增大而无延时动作的电流保护；带时限电流速断 保护，又称为过流II段保护，按躲过下一级线路速断保护；定时限过电流保护，又称为过流 III段保护，按躲过本线路最大负荷电流整定动作整定值，保护本级线路和下一级线路的全 长，可同时作为本线路的近后备保护和相邻线路的远后备保护，整定其动作整定值，保护本 线路全长。第二，大量运行数据表明，电力系统中多数故障都是瞬时性故障，继电保护动作 后，故障点恢复绝缘，故障自行消除，此时重新合上断路器，往往能够恢复正常供电，减少停 电时间。因此，电力系统中往往安装AAR(自动重合闽装置），替代人工手动合闽，减少停电 时间，提高供电稳定性。 分布式电源的接入使传统配电网由单电源供电系统变成了多电源供电系统，与传 统配电网相比，故障时，故障电流的大小和方向都会改变，导致传统继电保护方式的保护范 围W及各保护间的配合受到影响。分布式电源接入对传统继电保护的影响可分为W下两 种：对电流保护的影响和对重合闹的影响。 阳〇化]鉴于分布式电源的接入对配电网=段式电流保护产生的影响，本专利技术利用自适应 =段式电流保护加功率方向判断配合通信系统，实现对含分布式电源配电网的保护。自适 应=段式电流保护能根据系统运行状态实时更新保护整定值，避免了当分布式电源接入点 下游或相邻馈线发生短路故障时，由于分布式电源的作用，导致的保护范围增大，失去选择 性的缺点；当分布式电源上游发生故障时，由于保护添加了功率方向判断功能，防止了由分 布式电源反向给故障点供电导致保护失去选择性的缺点；由于添加了通信系统，控制器之 间能相互通信，能很好地实现对分布式电源接入点上游的故障进行保护，从故障点两端切 除故障，由分布式电源独立给负载供电，充分发挥分布式电源的优势，同时也将停电范围减 到最小，保证了电网的安全，稳定运行。因此，本专利技术提出了一种基于=段式电流法配合通 信系统的断路器控制器。 (H)
技术实现思路
： 本专利技术的目的在于设计了一种基于=段式电流法配合通信系统的断路器控制器， 该控制器结构简单，控制方便，一方面能实时的监测电网的电压、电流等参数，并将运些参 数上传SCADA，实现四遥；另一方面，当含分布式电源的配电网发生故障时，控制器能准确 的判断故障区域并控制相应的断路器跳闹，隔离故障，保证非故障区域正常运行。 本专利技术的技术方案：一种含分布式电源配电网的断路器控制器，其特征在于它是 由MCU(MicroControl化it--微控制单元）主控忍片、模拟量采集调理模块、开关量处理 模块、通信模块、人机界面模块、电源模块和驱动系统构成；其中，所述模拟量采集模块采集 电网的电压、电流等参数传输给主控忍片，其输出端与主控忍片呈单向连接；所述开关量处 理模块采集断路器合闽、跳阐等开关量参数传输给主控忍片，其输出端与主控忍片呈单向 连接；所述电源模块对控制区进行供电，其与主控忍片呈单向连接；所述通信模块可W实 现各控制器间的配合，W及将数据上传到监控中屯、，实现远程监控，其与主控忍片呈双向连 接；所述人机界面模块与主控忍片之间呈双向连接，可供工作人员随时查看电网参数和运 行状态，并通过按键对控制器做出相关的调整和控制；所述驱动系统的输入端与MCU呈单 向连接，其输出端与断路器连接。 所述MCU主控制忍片是美国德州仪器公司所生产的DSPTMS320F2812忍片。 所述模拟量采集调理模块由电压采集调理电路、电流采集调理电路和DSP忍片构 成；其中电压采样调理电路通过霍尔电压互感器采集电网电压信号，其输出端与调理电路 连接然后通过调理电路将采集到的交流信号转换为直流信号，最后通过一个限幅电路将信 号传输给DSP忍片；所述电流采样调理电路通过霍尔电流互感器实时地采集电网电流信 号，其输出端与调理电路连接然后通过调理电路将采集到的交流信号转换为直流信号，最 后通过一个限幅电路将信号传输给DSP忍片，其输出端与MCU主控制忍片的输入端连接。 所述DSP忍片采用MAX6103抓R-T忍片。 所述开关量处理模块由一个限流电阻、一个稳压二极管、一个吸收电路、一个滤波 电路、施密特触发器、光禪TLP785和组成；其中，所述限流电阻的的输入端通过遥信输入 接受采集到的开关信号，其输出端与稳压二极管连接，所述稳压二极管的输出端与吸收电 路连接将信号传输给吸收电路；所述滤波电路的输入端与遥信公共端连接，接受采集到的 信号，其输出端与滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与吸收电路的输入端连 接；所述吸收电路的输出端与光禪TLP785的输入端连接，将所得到的采集信号传送给光禪 TLP785 ;所述光禪TLP785的输出端与施密特触发器的输入端连接，所述施密特触发器的输 出端与MCU连接，将所得的信号整理成理想矩形波输入到MCU中；当输入为高电平时，信号 通过限流电阻和稳压二极管使光禪TLP785导通，光禪TLP785输出的低电平通过施密特触 发器后转换成高电平，并且输入到DSP中，从而MCU检测到开关量的输入。 所述人机界面模块包括液晶显示屏模块、L邸模块和操作按键模块，液晶显示屏采 用金鹏电子有限公司的C系列中文图形两用液晶显示模块0CMJ4X8C-8,其通过自身所含的ST7920控制器与MCU连接；所述L邸模块采用发光二极管；所述操作按键模块即为一般装 置即可。 所述通信模块包括W太网通信模块和无线通信模块，其中W太网通信模块由W太 网控制忍片、隔离变压器和电平转换模块组成，W太网控制忍片的输出端与隔离变压器的 一端连接，隔离变压器的另一端与电平转换模块的输入端连接，电平转换模块的输出端与 MCU连接；所述无线通信模块与MCU主控忍片直接相连。所述电源模块由输入EMC巧Iectro Ma即etic compatibility--电磁兼容本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含分布式电源配电网的断路器控制器，其特征在于它是由MCU主控芯片、模拟量采集调理模块、开关量处理模块、通信模块、人机界面模块、电源模块和驱动系统构成；其中，所述模拟量采集模块采集电网的电压、电流等参数传输给主控芯片，其输出端与主控芯片呈单向连接；所述开关量处理模块釆集断路器合闸、跳阐等开关量参数传输给主控芯片，其输出端与主控芯片呈单向连接；所述电源模块对控制区进行供电，其与主控芯片呈单向连接；所述通信模块可以实现各控制器间的配合，以及将数据上传到监控中心，实现远程监控，其与主控芯片呈双向连接；所述人机界面模块与主控芯片之间呈双向连接，可供工作人员随时查看电网参数和运行状态，并通过按键对控制器做出相关的调整和控制；所述驱动系统的输入端与MCU呈单向连接，其输出端与断路器连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马步云，苏长江，史学伟，岳巍澎，臧鹏，王婧，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网新源张家口风光储示范电站有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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