[发明专利]一种基于线性光耦的微机保护装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于线性光耦的微机保护装置及方法，该装置包括自适应电源单元，其用于将外部所接入的电源转换为微机保护装置的工作电压；开入测量单元，其用于将开入元件两端的电压转换为线性光耦可线性测量的数据；母线电压采集单元，其用于将母线直流电源电压转换为线性光耦可线性测量的数据；背板总线，所述自适应电源单元、开入测量单元以及母线电压采集的输出端均连接至所述背板总线。本装置通过利用线性光耦代替非线性光耦，有效提高了开入元件的抗干扰性。取消了稳压管、三极管、非线性光耦等非线性元件，使其电阻恒定，便于和直流系统的绝缘监测配合。

技术领域

本发明涉及电力技术，具体涉及一种基于线性光耦的微机保护及方法。

背景技术

目前，现有的现微机保护开入板需要跟随直流电源的电压而采取不同的模块，因此需要生产多个版本的装置，通用性不强。同时，现微机保护的开入元件为了达到动作电压大于55％UN，小于70％Un，设计较为复杂，且经常由于非线性元件的漂移特性使得不能准确动作。此外，现微机保护的开入元件使用非线性元件，使得其内阻在不同的电压下呈现不同，且远大于绝缘监测装置的灵敏度，导致其无法和绝缘监测装置配合，如在开入元件外部电缆接地时，由于等效接地电阻太大，从而导致绝缘监测无法选线告警，出现母线对地电压偏移而长期无法找出故障点

开入元件：对于开关量的采集，为了提高设备的抗干扰性能，一般有如下要求：1、一般都需要将外部电路和微机控制、保护设备隔离。2、由于直流系统为高阻平衡接地系统，正常运行时，其母线对地电压为50％UN，如果直流系统一点接地时，在接地瞬间，开入元件两端的电压等于直流系统母线负极对地电压，因此当开入元件动作电压低于50％Un时，该开入元件就可能误动。为了防止其误动，现一般要求其动作电压大于55％UN，小于70％Un。牵涉到直流跳闸的回路，甚至还要求其动作功率大于5W。

现有的开入元件包括有：1、继电器；2、稳压管：为了达到动作电压大于55％UN，小于70％Un，早期的微机保护一般采用稳压管。但利用稳压管制作的开入光耦元件内阻较小，功率较大，发热严重。稳压管开入原理如图1所示。3、三极管：现绝大多数厂家采用三极管代替稳压管。但三极管的设计复杂，配合不当，可能导致开入元件失效，三极管的开入电路图如图2所示。

由于继电器、稳压管以及三极管都是非线性元件，非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的，这类光耦适合于开关信号的传输，不适合于传输模拟量。常用的4N系列光耦属于非线性光耦。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于线性光耦的微机保护及方法，以提高微机保护开入板的通用性、便于和绝缘监测装置相配合。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于线性光耦的微机保护装置，包括：

自适应电源单元，其用于将外部所接入的电源转换为微机保护装置的工作电压；

开入测量单元，其用于将开入元件两端的电压转换为线性光耦可线性测量的数据；

母线电压采集单元，其用于将母线直流电源电压转换为线性光耦可线性测量的数据，，使开入测量单元能适用于不同的额定电压；

背板总线，所述自适应电源单元、开入测量单元以及母线电压采集的输出端均连接至所述背板总线。

所述开入测量单元设置有n个，每个所述开入测量单元单独工作；其中，n正整数。

n个所述的开入测量单元以及母线电压采集单元的输出端均连接至开入板总线，所述开入板总线和所述背板总线相连接。

所述开入测量单元和母线电压采集单元包括依次串接的线性电阻分压模块、线性光耦采样模块以及数模采样模块；其中，

所述线性电阻分压模块用于将流经线性光耦采样模块的电流调整到线性光耦的线性区；