电力电网短路保护系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电力电网短路保护系统，包括电流采样模块和控制模块，所述电流采样模块包括电流传感器、芯片U1、芯片U2、芯片U3和二极管D1，控制模块包括继电器K和三极管VT，所述电流传感器分别连接芯片U1引脚2和芯片U1引脚3，芯片U1引脚1、引脚7和引脚8分别对应连接芯片U2引脚14、引脚13和引脚12，芯片U2引脚2、引脚3和引脚19分别对应连接芯片U3引脚12、引脚17和引脚5，芯片U3引脚10分别连接接地二极管D1负极和电阻R3。本发明专利技术电力电网短路保护系统，采集用半导体磁阻式电流传感器、单片机采用AT89C2051、芯片LM1893，有效对电流进行采样处理，并通过控制模块进行短路保护，系统结构简单，适用范围广。

Short circuit protection system for power grid

The invention discloses a power grid short-circuit protection system, including the current sampling module and control module, sampling module includes a current sensor, U1 chip, U2 chip, U3 chip and D1 the diode current control module comprises a relay K and a triode VT, the current sensor are respectively connected with pin 2 and U1 chip U1 chip chip U1 pin 3, pin 1, pin 7 and pin 8 are respectively connected with the chip U2 pin 14, pin 13 and pin 12 chip U2 pin 2, pin 3 and pin 19 are respectively connected with the chip U3 pin 12, pin 17 and pin 5, pin 10 U3 chip are respectively connected with grounding diode D1 negative resistance and R3. The invention of electric power grid short-circuit protection system for acquisition of semiconducting magnetoresistive current sensor, SCM AT89C2051, LM1893 chip, effective for the current sampling and processing, and short circuit protection by the control module, system has the advantages of simple structure, wide application range.

【技术实现步骤摘要】
电力电网短路保护系统
本专利技术涉及一种保护系统，具体是一种电力电网短路保护系统。
技术介绍
在现代生产过程的检测和控制中，电流参数的采集是最普遍最重要的项目之一，在一些数据采集系统中，测量现场距离较远且环境恶劣，计算机主控系统与测量装置、传感器远离，传统的方法是采用长距离的电费系统或通过无线电传输，但其成本较高或占用无线电频率资源。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电力电网短路保护系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种电力电网短路保护系统，包括电流采样模块和控制模块，所述电流采样模块包括电流传感器、芯片U1、芯片U2、芯片U3和二极管D1，控制模块包括继电器K和三极管VT，所述电流传感器分别连接芯片U1引脚2和芯片U1引脚3，芯片U1引脚1、引脚7和引脚8分别对应连接芯片U2引脚14、引脚13和引脚12，芯片U2引脚2、引脚3和引脚19分别对应连接芯片U3引脚12、引脚17和引脚5，芯片U3引脚10分别连接接地二极管D1负极和电阻R3，电阻R3另一端分别连接继电器K线圈和电源VCC，继电器K线圈另一端连接三极管VT集电极，三极管VT基极分别连接芯片U2引脚9和电阻R1，电阻R1另一端分别连接芯片U2引脚8、三极管VT发射极和接地电阻R2，所述芯片U1采用ADC0832，所述芯片U2采用单片机AT89C2051，所述芯片U3采用LM1893。作为本专利技术进一步的方案：所述二极管D1为稳压二极管。作为本专利技术再进一步的方案：所述电流传感器采用MRCS传感器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术电力电网短路保护系统，采集用半导体磁阻式电流传感器（MRCS）、单片机采用AT89C2051、芯片LM1893，有效对电流进行采样处理，并通过控制模块进行短路保护，系统结构简单，适用范围广。附图说明图1为电力电网短路保护系统的电路原理框图；图2为电力电网短路保护系统的电路图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1~2，本专利技术实施例中，一种电力电网短路保护系统，包括电流采样模块和控制模块，所述电流采样模块包括电流传感器、芯片U1、芯片U2、芯片U3和二极管D1，控制模块包括继电器K和三极管VT，所述电流传感器分别连接芯片U1引脚2和芯片U1引脚3，芯片U1引脚1、引脚7和引脚8分别对应连接芯片U2引脚14、引脚13和引脚12，芯片U2引脚2、引脚3和引脚19分别对应连接芯片U3引脚12、引脚17和引脚5，芯片U3引脚10分别连接接地二极管D1负极和电阻R3，电阻R3另一端分别连接继电器K线圈和电源VCC，继电器K线圈另一端连接三极管VT集电极，三极管VT基极分别连接芯片U2引脚9和电阻R1，电阻R1另一端分别连接芯片U2引脚8、三极管VT发射极和接地电阻R2，所述芯片U1采用ADC0832，所述芯片U2采用单片机AT89C2051，所述芯片U3采用LM1893；所述二极管D1为稳压二极管；所述电流传感器采用MRCS传感器。本专利技术的工作原理是：请参阅图1~2，单片机U2为控制单元，用单片机U2实现对电流信号的采集和短路控制，它使整个数据采集系统成为一个智能化的有机整体。单片机采用ATMEL的AT89C2051，它包含2KB内存、128B的内存、15根I/O口线、两个定时计数器和一个全双工的串行口。在设计中，用到了AT89C2051的T1定时器和串行口以及P1端口线。由于该单片机与MCS-51相兼容，因此在硬件电路设计和软件编程方面更加方便。数据采集单元主要由MRCS传感器和ADC0832组成。ADC0832是带有串行输入输出功能的8位逐次逼近式模/数转换器，其转换时间为80μs。它的两个模拟量输入通道是可编程的，可以由串行输入口DI的三位控制字指定通道，并选择单端输入和差分输入两种工作方式之一。MRCS将电流信号以电压信的形式提供给ADC0832。选择ADC0832的CH1为单端输入工作方式，CH0为不工作。DI端输入的控制字为“111”，可将DI固定接高电平。当单片机的P1.2口将ADC0832的CS脚置低电平时，在CLK的前三个脉冲上升沿，从DI端输入控制字“111”，在接下来的八个脉冲完成转换过程。按照逐次逼近式的机理，依先高位后低位的顺序，转换一位，存储一位。并在下降沿由DO端输出一位；在后续七个脉冲的下降沿又将存储好的转换结果按照先低位后高位的顺序从DO端输出。因此，一次完整的模/数转换过程完成，转换后的八位数据就从P1.0口读入到单片机中。从实际应用角度出发，系统在具体采集处理功能的基础上，必须要有通信接口，具备远程传输功能，实现电力线载波通信的关键问题是如何根据电力线的特性选择合适的MODEM芯片及设计可靠的接口电路。因为电力线上的用电设备种类繁多，对载波信号传输过程所产生的干扰大部分是低频调幅性干扰，所以电力MODEM芯片的调制方式应该采用抗脉冲干扰强的调频方式，同时应适当提升载波信号功率以加大传输距离，在本系统中选择FSK制式的LM1893。控制模块主要包括LM1893。AT89C2051通过串行口与LM1893通信，通信采用标准异步通信方式，并通过控制LM1893的收发状态完成数据传输。选用定时器1作为波特率发生器，串行口采用波特率可变工作方式1。该方式为标准异步通信，其通信格式为每帧10位。AT89C2051的P1.7口控制LM1893的5脚TX/RX，决定数据是发送还是接收。当为高电平时，LM1893处于发送状态。AT89C2051的串行输出口TXD与LM1893调制解调数据输入端17脚连接，由单片机采集的数据就从LM1893的17脚送入，经过FSK调制成150kHz的FSK载波信号，送10脚输出控制信号，控制继电器动作，以做到短路保护，使用大功率二极管D1和电阻R3组成限幅电路，起保护作用，它能避免系统受到诸如强雷电脉冲等瞬时过电压的干扰。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力电网短路保护系统，包括电流采样模块和控制模块，其特征在于，所述电流采样模块包括电流传感器、芯片U1、芯片U2、芯片U3和二极管D1，控制模块包括继电器K和三极管VT，所述电流传感器分别连接芯片U1引脚2和芯片U1引脚3，芯片U1引脚1、引脚7和引脚8分别对应连接芯片U2引脚14、引脚13和引脚12，芯片U2引脚2、引脚3和引脚19分别对应连接芯片U3引脚12、引脚17和引脚5，芯片U3引脚10分别连接接地二极管D1负极和电阻R3，电阻R3另一端分别连接继电器K线圈和电源VCC，继电器K线圈另一端连接三极管VT集电极，三极管VT基极分别连接芯片U2引脚9和电阻R1，电阻R1另一端分别连接芯片U2引脚8、三极管VT发射极和接地电阻R2，所述芯片U1采用ADC0832，所述芯片U2采用单片机AT89C2051，所述芯片U3采用LM1893。

【技术特征摘要】
1.一种电力电网短路保护系统，包括电流采样模块和控制模块，其特征在于，所述电流采样模块包括电流传感器、芯片U1、芯片U2、芯片U3和二极管D1，控制模块包括继电器K和三极管VT，所述电流传感器分别连接芯片U1引脚2和芯片U1引脚3，芯片U1引脚1、引脚7和引脚8分别对应连接芯片U2引脚14、引脚13和引脚12，芯片U2引脚2、引脚3和引脚19分别对应连接芯片U3引脚12、引脚17和引脚5，芯片U3引脚10分别连接接地二极管D1负极和电阻R3，电阻R3另一端分别连...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海岩，张海波，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11