一种实验短路与故障的识别与保护系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种实验短路与故障的识别与保护系统及其使用方法，该系统包括采样单元、信号放大及滤波单元、数据转换单元、控制器和驱动单元；通过采集单元采集实验电路中的电流，并将电流信号传递至信号放大及滤波单元内，对电流信号进行处理，继而将处理后的电流信号传输至数据转换单元内，将电流信号转变为数字信号，并传输至控制器内；根据触摸屏上预先所设定的参数对数字信号进行分析和计算，获得输出信号，并传输至驱动单元；本系统在使用过程中，通过预先设定参数来识别实验中的电流，区别实验正常电流和故障电流；同时，本系统在使用中采用多种判定方式来判定实验故障与否，可运用于不同的实验情况。可运用于不同的实验情况。可运用于不同的实验情况。

【技术实现步骤摘要】
一种实验短路与故障的识别与保护系统及其使用方法


[0001]本专利技术涉及电力系统
，特别涉及一种实验短路与故障的识别与保护系统的使用方法。

技术介绍

[0002]实验室的供电是关系到实验安全与人员安全的重要大事，相比于工厂供电和家用供电系统，电气实验室的供电系统具有很大的不同，其不同点在于实验室正常的实验过程就是其他供电系统的故障情况。因此，由于实验室供电系统与工厂及家用供电系统的不同，实验室的供电系统的保护与普通工厂和民用供电的保护，两者也是不同的，工厂供电系统以及家用供电系统的保护方式不能适用于实验室供电保护。
[0003]在电气实验室中，所进行的实验为短路实验，正常的实验短路电流是可以人为控制的，而故障短路电流是不受控制的，两者之间的矛盾关系一直都无法解决。
[0004]因此，设计一种能够自动识别实验室正常实验电流与故障电流并且能够保护电路将故障控制在故障发生初始状态的实验保护系统非常有必要。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中一般的电路保护系统不适用于实验室电路的技术问题，本专利技术的目的是通过设计一种实验短路与故障的识别与保护系统及其使用方法，通过设定实验的参数，对整个实验过程中的正常电流和故障电流进行识别，当检测到的实验电流没有位于所设定的阈值区间时，会触发系统的驱动单元启动系统保护，并将实验状态控制在故障发生的初始状态，从而有效提高电路的安全与稳定性。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]一种实验短路与故障的识别与保护系统，所述系统包括采样单元，所述采样单元包括复数个高精度电流采集器；信号放大及滤波单元，所述信号放大及滤波单元包括复数个高精度电流积分器；所述高精度电流积分器与所述高精度电流采集器相连；数据转换单元，所述数据转换单元包括复数个高精度模数转换器；所述高精度模数转换器连接在所述高精度电流积分器上；控制器，所述控制器与所述高精度模数转换器相连，并通过电路与触摸屏以及样品状态反馈单元连通；驱动单元，所述驱动单元与所述控制器相连，用于保护电路；其中，所述高精度电流采集器采集实验电路中的电流信号，将电流信号传递至所述高精度电流积分器内，通过所述高精度电流积分器对电流信号进行放大和滤波处理，并将处理后的电流信号传输至所述高精度模数转换器内；所述高精度模数转换器将电流信号转变为数字信号，传输至所述控制器内；根据所述触摸屏上所设定的输入参数对数字信号进行分析和计算，获得输出信号，并将输出信号传输至所述驱动单元。
[0008]进一步地，所述触摸屏上的输入参数包括变压器类型、实验电流范围、实验端口、实验方式、电流阈值和保护时间。
[0009]进一步地，所述变压器类型包括1#变压器和2#变压器；变压器的使用方式包括单
独使用所述1#变压器、单独使用所述2#变压器、所述1#变压器和所述2#变压器配合成套使用。
[0010]进一步地，所述实验端口包括大电流短路端口，所述大电流短路端口的实验方式包括大电流O短路或耐受实验和CO实验；小电流短路端口，所述小电流短路端口的实验方式包括小电流短路实验和长周期带电实验。
[0011]进一步地，所述小电流短路实验包括小电流O短路或耐受实验和CO实验。
[0012]进一步地，所述电流阈值的输入方式包括自动输入方式和手动输入方式。
[0013]进一步地，所述电流阈值包括保护电流阈值、开路保护电流阈值。
[0014]进一步地，所述实验电流范围包括100A以下、100A～1KA、1KA～5KA、5KA～10KA和10KA以上；选定实验电流后，系统自动将数据库中的对应比例参数电流填入选择框内；所述选择框包括有载保护电流框和无载保护电流框。
[0015]进一步地，所述保护时间的设定小于200ms。
[0016]一种基于权利要求1～9所述系统的使用方法，所述使用方法的步骤包括：
[0017]S1、开启系统；
[0018]S2、设定实验的输入数据；
[0019]S2.1、选择实验端口,包括大电流电路端口和小电流电路端口；
[0020]S2.2、选择变压器类型，激活被选变压器或变压器组合所对应的电流设置参数框，激活数据库自动匹配参数按键；
[0021]S2.3、选择实验电流范围；
[0022]S2.4、选择输入方式；选择完毕实验电流范围后，系统自动生成电流阈值；若选择自动输入电流阈值，则通过系统的数据库对电流阈值进行自动赋值；若选择手动输入电流阈值，则由工作人员输入电流阈值；
[0023]S2.5、实验确认；通过选择所述触摸屏中的保护投退按键，确认系统投入运行；
[0024]S2.6、选择实验方式；
[0025]S2.7、设定保护时间；系统的保护时间设定为小于200ms；
[0026]S3、开始实验；
[0027]S3.1、选择高精度电流采集器，获得实验室电路的电流信号；
[0028]S3.2、将电流信号传输至对应的高精度电流积分器上，对所获的电流信号进行放大以及过滤；
[0029]S3.3、经过高精度电流积分器处理过的电流信号传输至高精度模数转换器内，将电流信号转换为数字信号；
[0030]S3.4、将数字信号传输至控制器内，根据设定的输入参数对数字信号进行分析和计算；
[0031]S3.4.1、检查电路是否处于闭合状态，若是，则进入闭合回路实验阶段；若否，则进入开路实验阶段；
[0032]闭合回路实验阶段：检验电流是否超过保护电流阈值，若否，则继续循环检验电流是否超过保护电流阈值，若是，则进入下一步；
[0033]开路实验阶段：检验电流是否超过开路电流阈值；若否，则继续检验电流是否超过开路电流阈值；若是，则进入下一步；
[0034]S3.4.2、检验电路的电流超限是否超过滤波时间；若否，则继续检验电流超限是否超过滤波时间；若是，则进入下一步；
[0035]S3.4.3、检验时间是否超过设定的时间阈值；若否，则实验结束；若是，则通过所述控制器输出信号；
[0036]S4、将输出信号传输至所述驱动单元，开启系统保护和警告单元。
[0037]上述技术方案带来的技术效果：
[0038]1、本技术方案中通过采用模数转换器的方式将电流采集器所采集到的电流信号转变为数字信号，方便控制器对数字信号进行分析和计算，并且通过预先在本系统的数据库中设置实验所需要的参数，对所获得的参数进行识别，从而区分实验进行中的故障电流和正常电流，以确保实验的正常进行。
[0039]2、本技术方案中设置了多个电流采集器，通过电流采集器获得实验中的实时电流，以确保系统对整个实验的全局监控，保证实验进行的稳定和安全性；并且，为了保证所获得的电流信号能够准确转换为数字信号，为每一个电流采集器都配备了一个模数转换器，保证了实验的精确性。
[0040]3、本技术方案中所设计的系统中预先设置了多种实验所需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实验短路与故障的识别与保护系统，其特征在于，所述系统包括采样单元(1)，所述采样单元(1)包括复数个高精度电流采集器；信号放大及滤波单元(2)，所述信号放大及滤波单元(2)包括复数个高精度电流积分器；所述高精度电流积分器与所述高精度电流采集器相连；数据转换单元(3)，所述数据转换单元(3)包括复数个高精度模数转换器；所述高精度模数转换器连接在所述高精度电流积分器上；控制器(4)，所述控制器(4)与所述高精度模数转换器相连，并通过电路与触摸屏(6)以及样品状态反馈单元(41)连通；驱动单元(5)，所述驱动单元(5)与所述控制器(4)相连，用于保护电路；其中，所述高精度电流采集器采集实验电路中的电流信号，将电流信号传递至所述高精度电流积分器内，通过所述高精度电流积分器对电流信号进行放大和滤波处理，并将处理后的电流信号传输至所述高精度模数转换器内；所述高精度模数转换器将电流信号转变为数字信号，传输至所述控制器(4)内；根据所述触摸屏上所设定的输入参数对数字信号进行分析和计算，获得输出信号，并将输出信号传输至所述驱动单元。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述触摸屏上的输入参数包括变压器类型、实验电流范围、实验端口、实验方式、电流阈值和保护时间。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述变压器类型包括1#变压器和2#变压器；变压器的使用方式包括单独使用所述1#变压器、单独使用所述2#变压器、所述1#变压器和所述2#变压器配合成套使用。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述实验端口包括大电流短路端口，所述大电流短路端口的实验方式包括大电流O短路或耐受实验和CO实验；小电流短路端口，所述小电流短路端口的实验方式包括小电流短路实验和长周期带电实验。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述小电流短路实验包括小电流0短路或耐受实验和CO实验。6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电流阈值的输入方式包括自动输入方式和手动输入方式。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电流阈值包括保护电流阈值、开路保护电流阈值。8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述实验电流范围包括100A以下、100A～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆智勇，楼英超，吕森强，赵艳宏，徐亮，毛鹏峰，胡卫中，赵仁滨，丁玉林，焦晨光，唐亚露，章羿，
申请(专利权)人：中检质技检验检测科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：