一种电流变化率的短路检测方法技术

本发明专利技术公开的一种电流变化率的短路检测方法，其特征在于：包括电源模块、采集模块、中央处理模块、数学模型库、人机界面，所述电源模块输出端、采集模块输出端、数学模型库输出端分别与中央处理模块输入端连接，中央处理模块与人机界面双向连接，通过高速处理的单片机对电网中电流的变化率做出快速收集处理，解决传统的过电流保护灵敏度低、动作时间长的问题。

A Short Circuit Detection Method for Current Change Rate

【技术实现步骤摘要】
一种电流变化率的短路检测方法
本专利技术涉及一种电流变化率的短路检测方法。
技术介绍
用电安全问题制约了生产力的快速发展，解决用电安全问题尤其是解决煤矿安全生产问题尤为突出。新材料、新器件不断推出，为研制新型电气设备，解决用电安全问题奠定了基础。但新设备的研制需要新技术的支持，从安全用电的发展趋势来看，也需要新的理论来解决目前存在的用电安全保护问题。本项目的主要内容就是要研究一种新的用电安全保护理论，弥补现有保护技术的不足。国内现有的技术对供电距离长，线路阻抗大的过电流故障还没有一种非常有效的检测与保护措施。研制一种受线路参数影响小、动作灵敏、可靠的过电流检测技术应用于生产实际，对提高供电的安全性是十分有必要的，尤其是煤矿井下安全生产有特殊要求，现有短路保护技术在性能上有很大局限性，现有技术已不能完全满足现代化矿井的安全生产要求，研究新的短路检测技术与安全保护技术，有非常重要的意义。国内外现有的短路保护检测技术，大致分为以下几种主要方式：(1)基于检测短路电流大小的过流保护，这种过流保护方式按照躲过电动机的最大启动电流的原则进行整定，在供电线路长时，线路末端短路时，短路电流很小，保护的灵敏度很难达到要求。(2)基于相敏原理的过流保护，现国内外研究较多，也比较成熟，虽然解决了保护灵敏度的问题，但此种技术只能保护三相短路，两相短路保护不动作。(3)基于载频原理的过流保护，国内在煤矿煤电钻综合保护装置中应用较多。但此种保护对线路参数(电缆截面积、长度和变压器阻抗等)要求严格，线路参数超出范围拒动，且可靠性差。例如公开号为CN107807585A的《一种电力设备监控系统》，该系统包括DC/DC自适应电源模块、环境数据采集模块、数据检测模块、中央控制模块、配电保护模块、过载保护模块、模块报警模块，该系统仍沿用传统方法对短路电流进行监控与操作，在结构上也较为复杂，模块处理速度较慢。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电流变化率的短路检测方法。本专利技术通过以下技术方案得以实现。本专利技术提供的一种电流变化率的短路检测方法，其特征在于：包括电源模块、采集模块、中央处理模块、数学模型库、人机界面，所述电源模块输出端、采集模块输出端、数学模型库输出端分别与中央处理模块输入端连接，中央处理模块与人机界面双向连接。所述电源模块为220V直流电源，其为中央处理模块中各电子设备提供相应电压。所述采集模块为89C52单片机与LPC2132芯片组成的模块，实时接收电网传来的电流，根据电流变化率的情况输出不同控制信号给中央处理模块。所述数学模型库存储了电路故障系统数学模型与其电流波形。所述中央处理模块接收采集模块传来的信号，从数学模型库中检索出对应的电路故障系统数学模型，将结果反馈到人机界面。所述中央处理模块可根据检索出的电路故障系统数学模型直接执行电网电路断电操作。所述中央处理模块具有故障记忆功能，可记忆最近五次故障信息。所述人机界面包括显示单元与操作平台，显示单元实时显示出中央处理模块反馈的电路故障信息，操作平台可对中央处理模块发出控制指令。本专利技术的有益效果在于：通过高速处理的单片机对电网中电流的变化率做出快速收集处理，解决传统的过电流保护灵敏度低、动作时间长的问题。附图说明图1是本专利技术的系统结构图。具体实施方式下面进一步描述本专利技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。本专利技术提供的一种电流变化率的短路检测方法，其特征在于：包括电源模块、采集模块、中央处理模块、数学模型库、人机界面，所述电源模块输出端、采集模块输出端、数学模型库输出端分别与中央处理模块输入端连接，中央处理模块与人机界面双向连接。所述电源模块为220V直流电源，其为中央处理模块中各电子设备提供相应电压，保证各设备正常工作。所述采集模块为89C52单片机与LPC2132芯片组成的模块，89C52单片机比传统的51单片机具有更灵活的CPU，能够与LPC2132控制芯片更灵活地链接，LPC2132是一款具有128位宽度的存储器接口和独特加速结构的芯片，能够将实时接收到的电流变化率信息在最大时钟速率下处理并输出不同控制信号给中央处理模块，。所述数学模型库存储了大量实验所得的电路故障系统数学模型与其电流波形。所述中央处理模块接收采集模块传来的信号，从数学模型库中检索出对应的电路故障系统数学模型，将结果反馈到人机界面，同时中央处理模块会根据对比结果判断是否直接执行切断电网电路的操作，在中央处理模块直接执行断电操作时，短路保护动作时间不超过5毫秒，有效距离可达300米以上；同时可以记录下最近五次的故障信息，包括故障时间、发生故障的电网区域、故障类型，并可以从人机界面查询。所述人机界面包括显示单元与操作平台，显示单元实时显示出中央处理模块反馈的电路故障信息，如峰值电流、电流变化率、电流短路时一段时间内的波形图等，操作人员可在操作平台可对中央处理模块发出控制指令，根据不同的电路故障情况做出相应的策略。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流变化率的短路检测方法，其特征在于：包括电源模块、采集模块、中央处理模块、数学模型库、人机界面，所述电源模块输出端、采集模块输出端、数学模型库输出端分别与中央处理模块输入端连接，中央处理模块与人机界面双向连接。

【技术特征摘要】
1.一种电流变化率的短路检测方法，其特征在于：包括电源模块、采集模块、中央处理模块、数学模型库、人机界面，所述电源模块输出端、采集模块输出端、数学模型库输出端分别与中央处理模块输入端连接，中央处理模块与人机界面双向连接。2.如权利要求1所述的一种电流变化率的短路检测方法，其特征在于：所述电源模块为220V直流电源，其为中央处理模块中各电子设备提供相应电压。3.如权利要求1所述的一种电流变化率的短路检测方法，其特征在于：所述采集模块为89C52单片机与LPC2132芯片组成的模块，实时接收电网传来的电流，根据电流变化率的情况输出不同控制信号给中央处理模块。4.如权利要求1所述的一种电流变化率的短路检测方法，其特征在于：所述数学模型库存储了电路故...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铁，
申请(专利权)人：南宁学院，
类型：发明
国别省市：广西,45