浅析低压数字继电器的设计及实现

1 引言
　　
    在低压电力系统中，涉及测量、计量、继电保护等基本要求。传统的低压元件多采用机电式结构，这种结构的低压元件性能差，体积大，成本高，功能单一，不具备智能。低压数字继电器是根据我国对电力设备运行、保护和计算机监控要求设计的，适合我国工矿企业、民用建设等供配电的自动化装置，主要用于低压系统（0.4kV）的继电保护，具有很强的综合测量、显示功能，能直接显示三相电流、三相电压、功率因数、无功功率、有功功率、电度、频率等电量参数，能指示断路器的分闸、合闸和故障状态。通过操作按键可整定CT变比、直接显示进线的一次电流、一次电压；通过对各项保护参数的整定，可实现短路速断、过流报警、过压报警、欠压报警等保护功能。通过RS485通信接口，可以组成功能完善、经济实用的计算机电能管理网络系统。

2 原理
　　
    一次电压信号（AC 380V）直接接在本装置上，电压信号经电压互感器整理送入采集芯片CS5460A；一次电流信号（AC 5A）经CT接入本装置，电流信号经电流互感器整理也送入采集芯片CS5460A。然后，运用单片机实现电力参数的交流采样，从CS5460A中读出当前的电流、电压、电能等参量送显示。根据整定值和测量值控制输出触点的闭合，还可根据外部状态输入显示外部状态。
　　
3 硬件构成
　　
    3.1 以单片机为核心的硬件设计
　　
    本装置以单片机为核心，功能单元由主控板、采样电路、显示驱动电路、看门狗及掉电保护电路、RS485串行通信接口电路、电流电压互感器板、继电器板及外壳和接线端子及电源组成。内部各部件采用分层安装，散热好，抗干扰能力强。