[发明专利]一种配电网零线断线保护器及其控制方法

说明书

本发明提出了一种配电网零线断线保护器及其控制方法，保护器包括数字信号处理器、电流采集电路和电压采集电路，电流采集电路和电压采集电路均与滤波电路相连接，滤波电路与A/D转换电路相连接，A/D转换电路与数字信号处理器相连接，数字信号处理器分别与存储器、通信接口、输入接口电路和输出接口电路相连接，输出接口电路分别与显示屏和断路器相连接，输入接口电路与输入设备相连接，通信接口与上位机相连接。控制方法可以实现对故障判断和断开断路器。本发明集三相电压显示、最多支持四组电流显示、频率显示、保护值设置、零线断线保护于一体，可以在150us内快速的检测出零线断线故障并在60ms内断开断路器。

技术领域

本发明属于电气线路安全保护的技术领域，尤其涉及一种配电网零线断线保护器及其控制方法。

背景技术

配电系统中普遍应用的断路器、熔断器等保护器件对线路过载、短路都有快速可靠的保护作用，但不能保护由零线断线引起的故障。

在三相四线供电系统中，当零线发生断线时，主要有下列危害：

1. 造成用电设备不能工作；

2. 零线一旦断线，采用保护接零的电气设备将失去保护作用，设备一旦漏电将会造成人身触电，即使设备不漏电，由于零线本身带有危险电压使设备外壳带电，同样会造成人身触电事故；

3. 造成三相电压不平衡，电压升高会损坏用电设备。

发明内容

针对零线断线会损坏用电设备，且造成设备漏电的技术问题，本发明提出一种配电网零线断线保护器及其控制方法，采用现代电子技术能快速的检测出零线断线故障和断开断路器，保证用电安全。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种配电网零线断线保护器，包括数字信号处理器、电流采集电路和电压采集电路，电流采集电路和电压采集电路均与滤波电路相连接，滤波电路与A/D转换电路相连接，A/D转换电路与数字信号处理器相连接，数字信号处理器分别与存储器、通信接口、输入接口电路和输出接口电路相连接，输出接口电路分别与显示屏和断路器相连接，输入接口电路与输入设备相连接，通信接口与上位机相连接。

所述输出接口电路通过继电器与断路器相连接，输入接口电路通过光电耦合隔离电路与输入设备相连接。

所述数字信号处理器为STM32F407ZET6型号的ARM控制芯片；存储器为flash存储器。

所述电流采集电路的数量设有四组，电流采集电路分别与三相四线供电系统各个输电线的一次电流互感器相连接。

所述电流采集电路包括二次电流互感器和第一运算放大器，二次电流互感器的两个输入端与输电线的一次电流互感器输出端相连接，两个输出端分别与第一运算放大器的同相输入端和反相输入端相连接，第一运算放大器的反相输入端通过电阻R1与第一运算放大器的输出端相连接，第一运算放大器的同相输入端接地。

所述电压采集电路包括取样电阻、电流变换器和第二运算放大器，取样电阻与电流变换器的输入端相连接，电流变换器的两个输出端分别与第二运算放大器的同相输入端和反相输入端相连接，第二运算放大器的反相输入端通过电阻R11与第二运算放大器的输出端相连接，第二运算放大器的同相输入端接地。

所述滤波电路通过钳位二极管与A/D转换电路相连接。

所述滤波电路包括RC滤波电路和加法器电路，电流采集电路和电压采集电路均与RC滤波电路相连接，RC滤波电路与加法器电路相连接，加法器电路与A/D转换电路相连接。