基本信息
- 项目名称：
- 三相电源异常实时保护装置
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品为三相电源异常实时防护装置，是基于通信基站和各类机房的三相电源保护所研制开发的一个数字和模拟相结合的多功能设备保护器。主要分为六个部分：主控部分、MCU控制单元、电压超限检测模块、欠压断相检测模块、电源模块和网络扩展接口，能够有效的保护三相交流电源供电的设备
- 详细介绍：
- 随着计电子科学与技术的发展，大型三相电源设备的保护日益重要，但是目前已有的三相电源器存在各种不足。由感应雷、电网波动等，引起的三相电源欠压或者过压造成的损害，直接危害了经济发展和生命财产安全。本作品为三相电源异常实时防护装置，是基于通信基站 和各类机房的三相电源保护所研制开发的一个数字和模拟相结合的多功能设备保护器。主要分为六个部分：主控部分、MCU控制单元、电压超限检测模块、欠压断相检测模块、电源模块和网络扩展接口。本作品对传统的某些技术进行补充和改进，创新点突出，其一，保护范围可动态调节，适用与不同的场合，如通信基站，设计为500V-3000V防二次感应雷击；其二，三相交流电源与备用电源之间的带负荷可靠切换技术；其三，保护装置可利用已有的动力环境监控网络和主设备监控网络实现了一下功能。本作品方案思路严密，已成功研发出一部分实验样品用于通信基站测试检测，效果显著，有良好的推广前景。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一、研究目的，越来越多的大型电子电器设备被运用到通讯、交通、电力、能源系统等各行各业中，它们功能强大而且工作精密，但是它们本身也有一些致命的弱点，如供电问题，本项目致力于全面解决三相电源设备安全运行的关键性难题。 二，基本思路，想要对三相电源异常实时保护，就必须解决一下三个问题：第一，如何快速检测三相电源异常。第二，在电源出现异常（超压、欠压、断相）时，如何迅速切断三相电源，切换到备用电池供电。第三，三相电源输出正常后，如何切换成三相电源供电。为此设计了三相电源实时保护装置 三，创新点，创新一、保护范围可动态调节，适用与不同的场合。如通信基站，设计为500V-3000V防二次感应雷击。创新二、三相交流电源与备用电源之间的带负荷可靠切换技术。创新三、保护装置可利用已有的动力环境监控网络和主设备监控网络实现了一下功能 四，主要技术指标指标名称 标准要求 测试结果 受控负载电压波动范围 240-465V 235-460V 断相检测控制电压 A\B\C相任意相发生断路，本系统切断受控负载电源 符合要求 执行保护状态最快响应时间 ≤30ms 23.6ms 结束保护状态最快响应时间 ≤30ms 24.9ms 静态工作电流 ≤50mA 46mA 液晶显示 实时输出各相正常电压； 异常时显示异常电压类型及幅值，并有光控报警 符合要求
科学性、先进性
- 第一，本项目针对某些技术进行补充和改进。通过大量的资料检索发现，在目前的防雷领域中，一般都是防护的3000V以上雷击电压，而对500V到3000V的二次雷击电压却缺乏相应的防护。其二，一般的过压防护器的超限电压是不可外调的。本装置可以根据不同的场合设置合理的电压超限阈值。第二，在欠压和断相方面，市场上的欠压保护器的保护针对性不明确，而且只能保护较小的使用三相电源的设备，比如家用电器、小型设备，不能用于通信基站、医院银行以及计算机网络机房中的大型设备。第三，一般的过压、欠压保护设备，都只能断开，不能自动恢复。而能够自动恢复的装置，都是使用的延时恢复，电路恢复不及时。而本装置具有实时检测，及时恢复三相电源供电的功能。说明：国际标准IEC61312-1、-2、-3、-4和国家标准YD5098-2005防雷标准，目前通信基站为防止雷击感应电压而设计的三级分层式防雷和防浪涌技术规范都把底限值设计为3000V以上。上海挥朝传动设备有限公司生产的GMR系列多功能电源保护器
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- ■模型 ■图纸 □磁盘 ■现场演示 ■图片 ■录像 ■样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 八、技术特点和优势 1、保护范围可动态调节，适用与不同的场合。如通信基站，设计为500V-3000V防二次感应雷击。 2、三相交流电源与备用电源之间的带负荷可靠切换技术。 3、保护装置可利用已有的动力环境监控网络和主设备监控网络实现了一下功能： 1）在网络监控中心远程对本装置实行开关机控制。 2）本装置的运行状态、异常参数可上传至网络管理中心。 九、适用范围及推广前景 本项目已成功研发出一部分实验样品用于通信基站测试检测，近一年的试运行表明：通信基站的故障降低了95%左右（电信运营商统计 数据表明：通信基站平均每年的维护费用在10000元左右） 。本项目的成果还可在400A以下的县级中央通信机房、铁路、石油、电力等领域，主要针对计算机网络机房、银行机房等大型机房。
同类课题研究水平概述
- 从广泛的电源过压欠压保护来看，目前在国内外的市场上，已经有各种各样的防雷器、过欠压保护器、电源断相保护器等等。 因为在防雷方面的研究由来已久，所以在防雷方面，不管是应用于大型机房，还是小型家用，产品都有很多。比如Airdun（艾尔盾）的60KA三相电源防雷器AD/H385-B60，符合国家GB18802.1-2002/IEC61643-1：1998标准和YD/T1235.2-2002产品设计及测试标准。但是，通过大量的资料检索发现，在目前的防雷领域中，一般都只是对3000V以上的雷击电压进行防护，而对500V到3000V的雷击电压却缺乏相应的防护措施。而一般的欠过压防护器的超限电压是不可外调的。针对这两块，目前的技术都比较少。而本项目则要补充并且改进。 在欠压和断相方面，上海挥朝传动设备有限公司生产的GMR系列多功能电源保护器（又称三相电源监视器、相序保护器、过欠压保护器等），主要用于额定电压460V以下，工业三相220V、380V、440V、460V等电压级别的各种故障检测，对三相输入电源的电压过高、电压过低、缺相、逆相(相序)、三相电压不平衡等提供继电保护。还有深圳益民电子有限公司、苏州圣元电器等公司生产的过欠压保护器，都适合用在中小型电器的保护上。这些欠过压保护器的保护针对性不明确，并没有一个针对性的使用范围，而且只能保护较小的使用三相电源的设备，比如家用电器、小型设备，不能用于通信基站、医院银行以及计算机网络机房中的大型设备。 一般的过欠压保护设备，都只能断开，不能自动恢复。而能够自动恢复的装置，都是使用的延时恢复，电路恢复不及时。而且，在备用电源长久使用以致老化以后，使用时间会缩短，如果依然使用同一个延时，则无法在延时的时间内给设备提供充足的电力。本项目所要设计的，则是能够实时监控电源电压是否恢复正常，以便及时恢复控制部分正常工作的保护装置。
