一种高性能智能漏电继电器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及继电保护装置领域，尤其涉及一种高性能智能漏电继电器。
【背景技术】
[0002]当前市面上的漏电继电器多为数字式保护继电器，由其中零序电流互感器电路检测到不均衡电流，送入主机进行放大后，检测漏电流是否超过整定值，并把结果送入执行机构来执行。这种继电器必须用到外部控制回路，并不能自行处理信号，所以在智能性与实用性方面还有待提闻。
[0003]申请为200920136093.9的实用新型专利涉及一种剩余电流动作保护继电器，包括有型号为PIC16F73的单片机、型号为24LC02的存储芯片、型号分别为MC74HC164的集成电路芯片、型号为7805的稳压芯片，以及多个运算放大器等电子器件。本实用新型采用A/D转换的高性能单片机，将电网漏电波形高速A/D转换为数字信号后再实时分析处理以自动区分触电及漏电，完全彻底消除了传统产品触电时的不灵敏相及死区，本实用新型适用于低压电网220V/380V配电系统，是其不可缺少的保护装置。
[0004]申请为200610075096.3的实用新型专利涉及一种智能化综合漏电继电器，包括信号传感器单元和控制处理单元，其特征在于:信号传感器单元由负荷电流互感器、零序电流互感器构成，负荷电流互感器分别穿过电力线路的A相、B相、C相线，信号传感器单元与由单片机电路、显示电路、控制继电器构成的控制处理单元连接。本发明提出一种多功能的智能化综合漏电继电器，解决目前剩余电流保护继电器的缺点。。
[0005]然而，这些漏电继电器一方面，在功能与智能化上，仍有进步空间，完全可以实现自诊断、故障记录、数据通信等多种功能，另一方面，Pic单片机的F系列不仅抗干扰能力不如同类型的C系列，性价比方面也远不如单片机AVR系列，并非核心CPU部件的最佳选择。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种高性能智能漏电继电器，具有自诊断、故障记录、数据通信等多种智能操作功能，为故障分析提供便利，且具有较高的可靠度及性价比。
[0007]为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是:一种高性能智能漏电继电器，包括电源模块和依次连接的采样模块、信号处理模块、CPU模块、显示存储模块与报警模块，所述电源模块分别与信号处理模块和CPU模块连接；所述CPU模块包括单片机、模数转换芯片及数据寄存单元，所述单片机采用AVR系列。
[0008]所述采样模块包括零序电流互感器，所述互感器的铁芯磁性材料采用坡莫合金。
[0009]所述信号处理模块包括一组有源低通滤波器。
[0010]所述显示存储模块包括数码显示单元、串行通信接口、人机接口单元和存储器。
[0011]所述报警模块包括报警指示灯与远传报警信号发送装置，所述发送装置包括GSM发送模块。
[0012]本实用新型继电器的硬件结构可以表现为:CPU中采用了 AVR单片机芯片，漏电信号的检测由零序电流互感器来完成，它可将检测到的被保护线路的漏电电流转换成毫伏级的交流电压信号，再通过信号整流、放大和滤波得到一个直流电压，配合相应的控制电路来驱动执行回路，以实现切断保护线路供电电源的控制目的。
[0013]本实用新型的有益效果在于:CPU模块的核心组件采用AVR系列单片机，对漏电继电器这类广泛运用的电气元件而言，其性价比要远高于普通的PIC系列，其显著的特点为高性能、高速度、低功耗；它取消机器周期，以时钟周期为指令周期，实行流水作业;AVR单片机指令以字为单位，且大部分指令都为单周期指令；而单周期既可执行本指令功能，同时完成下一条指令的读取，通常时钟频率用4?8MHz，故最短指令执行时间为250?125ns ；寻址方式简单，只有寄存器间接寻址、立即数寻址、直接寻址和位寻址4种寻址方式，比较容易理解与掌握，所以，在工业设备控制方面，AVR的造价虽然仅与51系列单片机相当，但其应用性能，如抗干扰性能却可以和PIC单片机的F系列媲美，尤为适用于要求对剩余电流做精密判断的场合。
[0014]采样模块包括零序电流互感器，本装置的电流互感器采用高性能的坡莫合金作为铁芯的磁性材料，特点是在弱磁场下有较高的导磁率，这一特性超过普通硅铁铁芯甚至铁氧体磁芯，以确保电流互感器输出在一定的范围内具有良好的线性。
[0015]影响系统可靠性的因素主要是线路工频奇数倍谐波电流，故信号处理模块采用一组有源低通滤波器，该滤波器主要滤去奇次谐波交流分量，然后进行交直流变换处理，以确保漏电继电器的正确动作。
[0016]CPU作为继电器的核心部件，包括单片机、模数转换芯片及数据寄存单元，是整个系统的中央处理单元，系统的取指、判断、执行都由它完成，模数转换芯片是对采样后经过信号处理的电流信号进行数字化转换，以适应单片机的处理需要；数据寄存单元主要是指FLASHR0M,用来存储封装在单片机中的子程序代码，在运行过程中不能更改。
[0017]显示存储模块包括数码显示单元、串行通信接口、人机接口单元和存储器，数码显示单元用来显示线路漏电流和系统跳闸的延时时间，主要由数码驱动电路和LED数显构成，串行通信接口是采用MAX頂公司的MAX422扩展出串行通信口，实现数据传输功能；人机接口电路主要完成保护整定值及系统延时跳闸时间的设定，是依托单片机而连接扩展的控制面板，可以实现对CPU组件数据寄存器的数据整定，存储器采用带电可擦可编程只读存储器EEPR0M，用来保存用户数据，运行过程中可以改变，可以实现自行记录的作用，并可以通过端口对外进行数据传输。
[0018]报警模块包括报警指示灯与远传报警信号发送装置，指示灯可以在发生漏电状态时提醒就地人员注意，发送装置包括GSM发送模块，可以通过无线发送信号至中控基站或工作人员的手持终端，起到综合保护的效果。
[0019]本实用新型的漏电继电器构成一个实时数据采集系统，可将采集的数据进行实时分析、运算和处理，获得各种不同的保护特性，易于修改，选择性和配合性好。集测量、监控和保护于一身，可通过通信接口