一种配电网基于MCU的残压检测装置的制作方法

本技术涉及电力行业配电网自动化，特别涉及一种配电网基于mcu的残压检测装置。

背景技术：

1、随着配电网智能化的发展，在馈线自动化的测试中增加了残压闭锁合闸的要求，防止向故障测合闸，有助于提升配电网运行的稳定性。残压检测功能要求，在配电终端失电状态下，应能实现残压脉冲不小于40ms,残压值不低于30%un的残压脉冲识别与记忆，配电终端上电后，能将识别的残压脉冲参与故障处理逻辑计算。因为残压检测要求能够判别出30%un维持至少40ms的短时有压，依靠配电终端原有的电源系统，电源都还没有完全启动，配电终端无法正常上电，所以残压检测无法由配电终端来完成，需要进行专门的电路设计。现有的残压检测电路包括整流电路、检测电路和输出电路，三个部分组成，不需要mcu参与控制，由模拟电路实现功能。

2、现有的残压检测模块，输出电路一般采用磁保持继电器，通过短时有压将继电器置位，再通过rc组合电路做延时，电容充满电后对继电器复位，以保证长期有压的时候，即非残压情况下不会置位。当一次线路恢复正常，配电终端上电后，收到残压检测模块发出的告警信号，首先会对残压检测模块遥控复位，表示接收到了该侧曾将发生过短时有压的信息，在后续逻辑判断中会闭锁该方向的合闸。该方案可以很好的实现残压检测的功能，但是先存在着明显的缺陷。一方面，整个检测电路由分立元件搭建，由于器件的离散性，检测门槛、延时等参数会在一定范围内波动，一致性相对较差；另一方面，各个地区对残压检测的电压门槛和时间范围都开始做出不同的规定，那么就需要针对各地的需求逐一调整硬件参数，比较麻烦，可扩展行也严重受限。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种配电网基于mcu的残压检测装置，旨在解决现有的残压检测模块存在的问题。

2、本实用新型提供一种配电网基于mcu的残压检测装置，包括电源电路、有压检测电路、mcu控制电路和对外接口电路，所述残压检测装置从一次线路两侧进线pt分别接入电压uab和电压ubc，电压uab和电压ubc均同时连接到电源电路和有压检测电路，所述电源电路感应到电压uab或电压ubc时给mcu控制电路供电，所述有压检测电路对电压uab或电压ubc进行有压检测并将检测到的信号输出到mcu控制电路，所述对外接口电路与mcu控制电路连接，所述mcu控制电路通过对外接口电路发送残压告警信号、通讯信号及接收复归信号、通讯信号。

3、作为本实用新型的进一步改进，所述电源电路包括uab取电pt及整流电路、ubc取电pt及整流电路、电源管理芯片，所述uab取电pt及整流电路和ubc取电pt及整流电路分别接入电源管理芯片，所述uab取电pt及整流电路接入电压uab，当感应到电压uab时所述uab取电pt及整流电路向电源管理芯片输出直流电；所述ubc取电pt及整流电路接入电压ubc，当感应到电压ubc时所述ubc取电pt及整流电路向电源管理芯片输出直流电。

4、作为本实用新型的进一步改进，所述uab取电pt及整流电路、ubc取电pt及整流电路采用相同的取电整流电路，所述取电整流电路包括二次取电电压互感器、肖特基二极管阵列、电容和电感组成的整流电路、稳压二极管，所述二次取电电压互感器的输入端接入电压uab或电压ubc，所述二次取电电压互感器的输出端、肖特基二极管阵列、电容和电感组成的整流电路、稳压二极管依次连接，所述取电整流电路输入电压uab或电压ubc，所述取电整流电路输出直流电。

5、作为本实用新型的进一步改进，所述电源管理芯片包括电源芯片u1和电源芯片u2，所述电源芯片u1和电源芯片u2为ldo电源，所述电源芯片u1的输入端连接述取电整流电路的直流电输出端，所述电源芯片u1的输出端连接所述电源芯片u2的输入端，所述电源芯片u2的输出端输出工作电压。

6、作为本实用新型的进一步改进，所述有压检测电路包括uab检测电路、ubc检测电路，所述uab检测电路的输入端接入电压uab，所述uab检测电路的输出端连接mcu控制电路并输出对电压uab的检测情况；所述ubc检测电路的输入端接入电压ubc，所述ubc检测电路的输出端连接mcu控制电路并输出对电压ubc的检测情况。

7、作为本实用新型的进一步改进，所述有压检测电路具体包括稳压模块、串联电阻、光电耦合器，所述电压uab或电压ubc接入稳压模块的输入端，所述稳压模块的输出端、串联电阻、光电耦合器输入端依次连接，输入电压经所述光电耦合器隔离后输出高低电平。

8、作为本实用新型的进一步改进，所述mcu控制电路包括芯片u3，所述芯片u3的第7脚、第26脚分别对接有压检测电路并接收对电压uab、电压ubc的检测信号，所述芯片u3的第5脚、第6脚输出残压告警信号，所述芯片u3的第24脚发送通讯信号，所述芯片u3的第25脚接收通讯信号，所述芯片u3的第4脚接收复归信号。

9、作为本实用新型的进一步改进，所述对外接口电路包括复归电路，所述复归电路包括光电耦合器op3，所述光电耦合器op3的输入端连接配电终端，所述光电耦合器op3的输出端连接mcu控制电路并输出复归信号。

10、作为本实用新型的进一步改进，所述对外接口电路包括告警输出电路，所述告警输出电路包括光继电器、肖特基二极管阵列，所述光继电器的输入端连接mcu控制电路，所述光继电器的输出端连接肖特基二极管阵列并向配电终端输出告警信号。

11、作为本实用新型的进一步改进，所述对外接口电路包括通讯电路，所述通讯电路包括芯片u6，所述芯片u6分别连接mcu控制电路和上位机，所述mcu控制电路的uart信号通过u6转换成rs232与上位机通讯。

12、本实用新型的有益效果是：通过从一次线路pt取电，将低功耗mcu引入残压检测模块，保证在线路短时有压时，mcu可以正常启动并运行，完成残压检测判断，并且可以通过串口连接上位机，设定残压检测门槛、短时有压持续时间、长期有压判别时间等参数，无需调整硬件，就可以适配不同的检测参数要求。

技术特征：

1.一种配电网基于mcu的残压检测装置，其特征在于，包括电源电路、有压检测电路、mcu控制电路和对外接口电路，所述残压检测装置从一次线路两侧进线pt分别接入电压uab和电压ubc，电压uab和电压ubc均同时连接到电源电路和有压检测电路，所述电源电路感应到电压uab或电压ubc时给mcu控制电路供电，所述有压检测电路对电压uab或电压ubc进行有压检测并将检测到的信号输出到mcu控制电路，所述对外接口电路与mcu控制电路连接，所述mcu控制电路通过对外接口电路发送残压告警信号、通讯信号及接收复归信号、通讯信号。

2.根据权利要求1所述配电网基于mcu的残压检测装置，其特征在于，所述电源电路包括uab取电pt及整流电路、ubc取电pt及整流电路、电源管理芯片，所述uab取电pt及整流电路和ubc取电pt及整流电路分别接入电源管理芯片，所述uab取电pt及整流电路接入电压uab，当感应到电压uab时所述uab取电pt及整流电路向电源管理芯片输出直流电；所述ubc取电pt及整流电路接入电压ubc，当感应到电压ubc时所述ubc取电pt及整流电路向电源管理芯片输出直流电。

3.根据权利要求2所述配电网基于mcu的残压检测装置，其特征在于，所述uab取电pt及整流电路、ubc取电pt及整流电路采用相同的取电整流电路，所述取电整流电路包括二次取电电压互感器、肖特基二极管阵列、电容和电感组成的整流电路、稳压二极管，所述二次取电电压互感器的输入端接入电压uab或电压ubc，所述二次取电电压互感器的输出端、肖特基二极管阵列、电容和电感组成的整流电路、稳压二极管依次连接，所述取电整流电路输入电压uab或电压ubc，所述取电整流电路输出直流电。

4.根据权利要求3所述配电网基于mcu的残压检测装置，其特征在于，所述电源管理芯片包括电源芯片u1和电源芯片u2，所述电源芯片u1和电源芯片u2为ldo电源，所述电源芯片u1的输入端连接述取电整流电路的直流电输出端，所述电源芯片u1的输出端连接所述电源芯片u2的输入端，所述电源芯片u2的输出端输出工作电压。

5.根据权利要求1所述配电网基于mcu的残压检测装置，其特征在于，所述有压检测电路包括uab检测电路、ubc检测电路，所述uab检测电路的输入端接入电压uab，所述uab检测电路的输出端连接mcu控制电路并输出对电压uab的检测情况；所述ubc检测电路的输入端接入电压ubc，所述ubc检测电路的输出端连接mcu控制电路并输出对电压ubc的检测情况。

6.根据权利要求1所述配电网基于mcu的残压检测装置，其特征在于，所述有压检测电路具体包括稳压模块、串联电阻、光电耦合器，所述电压uab或电压ubc接入稳压模块的输入端，所述稳压模块的输出端、串联电阻、光电耦合器输入端依次连接，输入电压经所述光电耦合器隔离后输出高低电平。

7.根据权利要求1所述配电网基于mcu的残压检测装置，其特征在于，所述mcu控制电路包括芯片u3，所述芯片u3的第7脚、第26脚分别对接有压检测电路并接收对电压uab、电压ubc的检测信号，所述芯片u3的第5脚、第6脚输出残压告警信号，所述芯片u3的第24脚发送通讯信号，所述芯片u3的第25脚接收通讯信号，所述芯片u3的第4脚接收复归信号。

8.根据权利要求1所述配电网基于mcu的残压检测装置，其特征在于，所述对外接口电路包括复归电路，所述复归电路包括光电耦合器op3，所述光电耦合器op3的输入端连接配电终端，所述光电耦合器op3的输出端连接mcu控制电路并输出复归信号。

9.根据权利要求1所述配电网基于mcu的残压检测装置，其特征在于，所述对外接口电路包括告警输出电路，所述告警输出电路包括光继电器、肖特基二极管阵列，所述光继电器的输入端连接mcu控制电路，所述光继电器的输出端连接肖特基二极管阵列并向配电终端输出告警信号。

10.根据权利要求1所述配电网基于mcu的残压检测装置，其特征在于，所述对外接口电路包括通讯电路，所述通讯电路包括芯片u6，所述芯片u6分别连接mcu控制电路和上位机，所述mcu控制电路的uart信号通过u6转换成rs232与上位机通讯。

技术总结
本技术涉及电力行业配电网自动化技术领域，特别涉及一种配电网基于MCU的残压检测装置。其包括电源电路、有压检测电路、MCU控制电路和对外接口电路，残压检测装置从一次线路两侧进线PT分别接入电压UAB和电压UBC，电压UAB和电压UBC均同时连接到电源电路和有压检测电路，电源电路感应到电压UAB或电压UBC时给MCU控制电路供电，有压检测电路对电压UAB或电压UBC进行有压检测并将检测到的信号输出到MCU控制电路，对外接口电路与MCU控制电路连接，MCU控制电路通过对外接口电路发送残压告警信号、通讯信号及接收复归信号、通讯信号。本装置通过从一次线路PT取电，将低功耗MCU引入残压检测模块，保证在线路短时有压时，MCU可以正常启动并运行，完成残压检测判断。

技术研发人员：朱奇,阚翔
受保护的技术使用者：南京蓝园精瑞电气有限公司
技术研发日：20240123
技术公布日：2024/9/23