一种用于弧光保护的主控单元制造技术

一种用于弧光保护的主控单元，包括若干路紫外弧光探头、若干个电流互感器，紫外弧光探头的输出端与一光电转换电路的输入端连接，光电转换电路获取紫外弧光探头所探测到的弧光强度，将光信号转换成电压模拟信号，电流互感器的输出端与一电流采集电路的输入端连接；还包括光耦、常规继电器、快速继电器、信号继电器，还包括FPGA控制器，各模块与FPGA控制器连接。本发明专利技术将弧光保护的核心操作在FPGA控制器中实现，并采用流水线方式，大大降低跳闸响应时间。

A main control unit for arc protection

A master control unit for arc protection, including several UV arc probe, a plurality of current transformer, the output end of the UV arc probe and a photoelectric conversion circuit connected with the input end of the photoelectric conversion circuit to obtain the arc intensity, UV arc probe detected by the optical signals are converted into analog voltage signal the output of the current transformer, and a current collecting circuit is connected with the input terminal; including conventional optocoupler, relay, relay, fast signal relay, also includes a FPGA controller, the FPGA controller is connected with the module. The invention realizes the core operation of the arc light protection in the FPGA controller, and adopts the pipeline mode to greatly reduce the trip response time.

【技术实现步骤摘要】
一种用于弧光保护的主控单元
本专利技术涉及一种用于弧光保护的主控单元。
技术介绍
电力系统的进线电源开关柜中由于各种的短路原因可引起弧光，弧光会以300m/s的速度爆发，摧毁途中的任何物质。只要系统中不断电，弧光就会一直存在。弧光短路所释放的巨大能量所产生的各种电弧效应，会对附近的工作人员造成严重的伤害。因此需要对进线电源电流信息及弧光进行监测并进行有效控制，目前还没有对电源电流信息及弧光进行有效监测并进行对应控制措施的主控单元。
技术实现思路
鉴于目前还没有对电源电流信息及弧光进行有效监测并进行对应控制措施的主控单元，本专利技术提供一种用于弧光保护的主控单元。本专利技术解决其技术问题的技术方案是：一种用于弧光保护的主控单元，包括若干路紫外弧光探头、若干个电流互感器，所述的紫外弧光探头的输出端与一光电转换电路的输入端连接，所述的光电转换电路获取所述紫外弧光探头所探测到的弧光强度，将光信号转换成电压模拟信号，所述电流互感器的输出端与一电流采集电路的输入端连接；还包括FPGA控制器，该FPGA控制器包括AD转换模块，所述光电转换电路的输出端连接所述AD转换模块的输入端，AD转换模块从而将电压模拟信号转换成电压数字信号；所述电流采集电路的输出端连接所述AD转换模块的输入端，AD转换模块将电流模拟信号转换成电流数字信号；所述的FPGA控制器还包括FFT电流谐波变换模块、弧光判断模块、过流判断模块，所述AD转换模块的输出端分别连接所述的FFT电流谐波变换模块、弧光判断模块、过流判断模块；所述的FFT电流谐波变换模块根据AD转换模块采集的电流值进行FFT变换，获取电流的谐波分布；所述的弧光判断模块根据AD转换模块采集的电压信号进行弧光有无判断，与设定弧光阈值进行比较，获取该路紫外弧光探头是否监测到弧光的结果；所述的过流判断模块根据AD转换模块采集的电流值进行电流有效值计算，与设定过流阈值进行比较，得出该路电流是否过流的结果；所述的FPGA控制器还包括一电流弧光状态寄存器、写电流弧光寄存器，所述弧光判断模块的输出端与所述的电流弧光状态寄存器连接，将该路紫外弧光探头是否监测到弧光的结果写入电流弧光状态寄存器中；所述过流判断模块的输出端与所述的电流弧光状态寄存器连接，将该路电流是否过流的结果写入电流弧光状态寄存器中；所述的AD转换模块的输出端与所述的写电流弧光寄存器连接，将AD转换模块中发送来的电流、弧光状态，写入对应地址的电流弧光状态寄存器中；所述的FPGA控制器还包括响应跳闸连动逻辑判定矩阵、继电器状态寄存器，该应跳闸连动逻辑判定矩阵的输入端连接所述的电流弧光状态寄存器，该应跳闸连动逻辑判定矩阵的输出端连接所述的继电器状态寄存器，所述的响应跳闸连动逻辑判定矩阵读取电流弧光状态寄存器中的值，通过逻辑控制关系，输出控制结果，写入继电器状态寄存器中；所述的FPGA控制器还包括读状态寄存器、CAN通信模块，所述的读状态寄存器的输入端与所述的继电器状态寄存器连接，所述读状态寄存器的输出端与所述的CAN通信模块连接，所述的读状态寄存器将继电器状态寄存器中的值进行实时读取，通过CAN通信模块发送至对应的子单元；所述写电流弧光寄存器的输出端与所述CAN通信模块的输入端连接，从写电流弧光寄存器上接收所有的电流、弧光状态值；还包括微处理器，所述的FPGA控制器还包括与微处理器通信模块，与微处理器通信模块的输入端跟电流弧光状态寄存器、继电器状态寄存器、FFT电流谐波变换模块连接，与微处理器通信模块的输出端跟所述的微处理器连接；所述的微处理器与显示器连接，与微处理器通信模块将电流弧光状态寄存器、继电器状态寄存器值发送给微处理器，并通过显示器进行显示，与微处理器通信模块将电流谐波变换结果实时发送给微处理器，并通过显示器进行显示；还包括ICE61850通信转接板，该ICE61850通信转接板与所述的微处理器连接，通过ICE61850通信转接板与站内监控系统通信；还包括光耦、常规继电器、快速继电器、信号继电器，所述的光耦的输入端与所述的继电器状态寄存器连接，所述光耦的输出端分别与所述的常规继电器、快速继电器、信号继电器连接；还包括CAN收发器模块、CAN转光纤模块，CAN收发器模块连接所述的CAN通信模块，将系统的通信转换成CAN总线通信方式，所述的CAN转光纤模块与所述的CAN收发器连接，将CAN总线通信转换成为光纤通信。进一步，所述的微处理器还与指示灯连接。进一步，所述的微处理器还与按键连接。进一步，所述的紫外弧光探头为GaN基紫外光探测器。本专利技术的有益效果在于：将弧光保护的核心操作在FPGA控制器中实现，并采用流水线方式，大大降低跳闸响应时间。附图说明图1是本专利技术的原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。参照图1，一种用于弧光保护的主控单元，包括若干路紫外弧光探头1、若干个电流互感器2，所述的紫外弧光探头1的输出端与一光电转换电路3的输入端连接，所述的光电转换电路3获取所述紫外弧光探头1所探测到的弧光强度，将光信号转换成电压模拟信号，所述电流互感器2的输出端与一电流采集电路4的输入端连接。还包括FPGA控制器5，该FPGA控制器包括AD转换模块6，所述光电转换电路3的输出端连接所述AD转换模块6的输入端，AD转换模块6从而将电压模拟信号转换成电压数字信号；所述电流采集电路4的输出端连接所述AD转换模块6的输入端，AD转换模块6将电流模拟信号转换成电流数字信号；所述的FPGA控制器还包括FFT电流谐波变换模块7、弧光判断模块8、过流判断模块9，所述AD转换模块6的输出端分别连接所述的FFT电流谐波变换模块7、弧光判断模块8、过流判断模块9；所述的FFT电流谐波变换模7块根据AD转换模块6采集的电流值进行FFT变换（傅里叶变换），获取电流的谐波分布；所述的弧光判断模块8根据AD转换模块6采集的电压信号进行弧光有无判断，与设定弧光阈值进行比较，获取该路紫外弧光探头是否监测到弧光的结果；所述的过流判断模块9根据AD转换模块6采集的电流值进行电流有效值计算，与设定过流阈值进行比较，得出该路电流是否过流的结果；所述的FPGA控制器还包括一电流弧光状态寄存器10、写电流弧光寄存器11，所述弧光判断模块8的输出端与所述的电流弧光状态寄存器10连接，将该路紫外弧光探头是否监测到弧光的结果写入电流弧光状态寄存器10中；所述过流判断模块9的输出端与所述的电流弧光状态寄存器10连接，将该路电流是否过流的结果写入电流弧光状态寄存器10中；所述AD转换模块6的输出端与所述的写电流弧光寄存器11连接，将AD转换模块6中发送来的电流、弧光状态，写入对应地址的电流弧光状态寄存器10中；所述的FPGA控制器还包括响应跳闸连动逻辑判定矩阵12、继电器状态寄存器13，该应跳闸连动逻辑判定矩阵12的输入端连接所述的电流弧光状态寄存器10，该应跳闸连动逻辑判定矩阵12的输出端连接所述的继电器状态寄存器13，所述的响应跳闸连动逻辑判定矩阵12读取电流弧光状态寄存器10中的值，通过逻辑控制关系，输出控制结果，写入继电器状态寄存器13中；所述的FPGA控制器还包括读状态寄存器14、CAN通信模块15，所述的读状态寄存器14的输入端与所述的继电器状态寄存器13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于弧光保护的主控单元，包括若干路紫外弧光探头、若干个电流互感器，其特征在于：所述的紫外弧光探头的输出端与一光电转换电路的输入端连接，所述的光电转换电路获取所述紫外弧光探头所探测到的弧光强度，将光信号转换成电压模拟信号，所述电流互感器的输出端与一电流采集电路的输入端连接；还包括FPGA控制器，该FPGA控制器包括AD转换模块，所述光电转换电路的输出端连接所述AD转换模块的输入端，AD转换模块从而将电压模拟信号转换成电压数字信号；所述电流采集电路的输出端连接所述AD转换模块的输入端，AD转换模块将电流模拟信号转换成电流数字信号；所述的FPGA控制器还包括FFT电流谐波变换模块、弧光判断模块、过流判断模块，所述AD转换模块的输出端分别连接所述的FFT电流谐波变换模块、弧光判断模块、过流判断模块；所述的FFT电流谐波变换模块根据AD转换模块采集的电流值进行FFT变换，获取电流的谐波分布；所述的弧光判断模块根据AD转换模块采集的电压信号进行弧光有无判断，与设定弧光阈值进行比较，获取该路紫外弧光探头是否监测到弧光的结果；所述的过流判断模块根据AD转换模块采集的电流值进行电流有效值计算，与设定过流阈值进行比较，得出该路电流是否过流的结果；所述的FPGA控制器还包括一电流弧光状态寄存器、写电流弧光寄存器，所述弧光判断模块的输出端与所述的电流弧光状态寄存器连接，将该路紫外弧光探头是否监测到弧光的结果写入电流弧光状态寄存器中；所述过流判断模块的输出端与所述的电流弧光状态寄存器连接，将该路电流是否过流的结果写入电流弧光状态寄存器中；所述的AD转换模块的输出端与所述的写电流弧光寄存器连接，将AD转换模块中发送来的电流、弧光状态，写入对应地址的电流弧光状态寄存器中；所述的FPGA控制器还包括响应跳闸连动逻辑判定矩阵、继电器状态寄存器，该应跳闸连动逻辑判定矩阵的输入端连接所述的电流弧光状态寄存器，该应跳闸连动逻辑判定矩阵的输出端连接所述的继电器状态寄存器，所述的响应跳闸连动逻辑判定矩阵读取电流弧光状态寄存器中的值，通过逻辑控制关系，输出控制结果，写入继电器状态寄存器中；所述的FPGA控制器还包括读状态寄存器、CAN通信模块，所述的读状态寄存器的输入端与所述的继电器状态寄存器连接，所述读状态寄存器的输出端与所述的CAN通信模块连接，所述的读状态寄存器将继电器状态寄存器中的值进行实时读取，通过CAN通信模块发送至对应的子单元；所述写电流弧光寄存器的输出端与所述CAN通信模块的输入端连接，从写电流弧光寄存器上接收所有的电流、弧光状态值；还包括微处理器，所述的FPGA控制器还包括与微处理器通信模块，与微处理器通信模块的输入端跟电流弧光状态寄存器、继电器状态寄存器、FFT电流谐波变换模块连接，与微处理器通信模块的输出端跟所述的微处理器连接；所述的微处理器与显示器连接，与微处理器通信模块将电流弧光状态寄存器、继电器状态寄存器值发送给微处理器，并通过显示器进行显示，与微处理器通信模块将电流谐波变换结果实时发送给微处理器，并通过显示器进行显示；还包括ICE61850通信转接板，该ICE61850通信转接板与所述的微处理器连接，通过ICE61850通信转接板与站内监控系统通信；还包括光耦、常规继电器、快速继电器、信号继电器，所述的光耦的输入端与所述的继电器状态寄存器连接，所述光耦的输出端分别与所述的常规继电器、快速继电器、信号继电器连接；还包括CAN收发器模块、CAN转光纤模块，CAN收发器模块连接所述的CAN通信模块，将系统的通信转换成CAN总线通信方式，所述的CAN转光纤模块与所述的CAN收发器连接，将CAN总线通信转换成为光纤通信。...

【技术特征摘要】
1.一种用于弧光保护的主控单元，包括若干路紫外弧光探头、若干个电流互感器，其特征在于：所述的紫外弧光探头的输出端与一光电转换电路的输入端连接，所述的光电转换电路获取所述紫外弧光探头所探测到的弧光强度，将光信号转换成电压模拟信号，所述电流互感器的输出端与一电流采集电路的输入端连接；还包括FPGA控制器，该FPGA控制器包括AD转换模块，所述光电转换电路的输出端连接所述AD转换模块的输入端，AD转换模块从而将电压模拟信号转换成电压数字信号；所述电流采集电路的输出端连接所述AD转换模块的输入端，AD转换模块将电流模拟信号转换成电流数字信号；所述的FPGA控制器还包括FFT电流谐波变换模块、弧光判断模块、过流判断模块，所述AD转换模块的输出端分别连接所述的FFT电流谐波变换模块、弧光判断模块、过流判断模块；所述的FFT电流谐波变换模块根据AD转换模块采集的电流值进行FFT变换，获取电流的谐波分布；所述的弧光判断模块根据AD转换模块采集的电压信号进行弧光有无判断，与设定弧光阈值进行比较，获取该路紫外弧光探头是否监测到弧光的结果；所述的过流判断模块根据AD转换模块采集的电流值进行电流有效值计算，与设定过流阈值进行比较，得出该路电流是否过流的结果；所述的FPGA控制器还包括一电流弧光状态寄存器、写电流弧光寄存器，所述弧光判断模块的输出端与所述的电流弧光状态寄存器连接，将该路紫外弧光探头是否监测到弧光的结果写入电流弧光状态寄存器中；所述过流判断模块的输出端与所述的电流弧光状态寄存器连接，将该路电流是否过流的结果写入电流弧光状态寄存器中；所述的AD转换模块的输出端与所述的写电流弧光寄存器连接，将AD转换模块中发送来的电流、弧光状态，写入对应地址的电流弧光状态寄存器中；所述的FPGA控制器还包括响应跳闸连动逻辑判定矩阵、继电器状态寄存器，该应跳闸连动逻辑判定矩阵的输入端连接所述的电流弧光状态寄存器，该应跳闸连动逻辑判定矩阵的输出端连接所述的继电器状态寄存器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚金肖，李鑫，高敏，沈迎，
申请(专利权)人：宁波华创锐科智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33