一種智能斷路器控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種智能斷路器控制系統(tǒng)，包括微處理單元、信號(hào)檢測(cè)采集單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元、執(zhí)行輸出單元、人機(jī)對(duì)話單元、電源，所述微處理單元主要由高性能的自帶A/D轉(zhuǎn)換、看門狗監(jiān)視器、I2C串行總線和高速輸入輸出通道、通訊接口和單片機(jī)及其外圍電子電路組成；所述信號(hào)檢測(cè)采集單元設(shè)置電流互感器、電壓互感器；所述執(zhí)行輸出單元設(shè)置一個(gè)帶永久磁鐵的磁通變換器。本發(fā)明完全突破了傳統(tǒng)斷路器的許多不足，集保護(hù)、測(cè)量、監(jiān)控于一體，除了具備過(guò)載、過(guò)流、速斷、漏電、接地等常規(guī)控制、保護(hù)、報(bào)警、整定功能外，同時(shí)還具備人機(jī)對(duì)話顯示、存儲(chǔ)、記憶、邏輯分析、判斷和選擇以及網(wǎng)絡(luò)通信等功能。
【專利說(shuō)明】一種智能斷路器控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及斷路器領(lǐng)域，特別涉及一種智能斷路器控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]低壓斷路器作為電力供配電系統(tǒng)中廣泛使用的主要控制電器，除了要能正常分合相關(guān)系統(tǒng)額定電流外，還要在相關(guān)系統(tǒng)故障時(shí)能快速有選擇性地可靠分?jǐn)嘞嚓P(guān)系統(tǒng)短路故障電流，且不能出現(xiàn)越級(jí)跳閘或拒動(dòng)現(xiàn)象。
[0003]特別是隨著電力系統(tǒng)控制方式數(shù)字化進(jìn)程的發(fā)展應(yīng)用以及電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用，對(duì)系統(tǒng)可視化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、實(shí)時(shí)化、精確化的要求越來(lái)越高，相應(yīng)地對(duì)應(yīng)用面積廣、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作較頻繁、故障率高的低壓斷路器也就提出了更高的要求，傳統(tǒng)斷路器根本無(wú)法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的需要。智能化技術(shù)的應(yīng)用于是成了低壓斷路器的一個(gè)重要發(fā)展應(yīng)用方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種不僅集保護(hù)、測(cè)量、監(jiān)控于一體，而且具備人機(jī)對(duì)話顯示、存儲(chǔ)、記憶、邏輯分析、判斷和選擇以及網(wǎng)絡(luò)通信等功能的智能斷路器控制系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:一種智能斷路器控制系統(tǒng)，包括微處理單元、信號(hào)檢測(cè)采集單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元、執(zhí)行輸出單元、人機(jī)對(duì)話單元、電源，所述信號(hào)檢測(cè)采集單元采集保護(hù)信號(hào)和測(cè)量信號(hào)，按預(yù)先設(shè)計(jì)好的保護(hù)特性要求，經(jīng)微處理器單元處理后，作出相應(yīng)的故障判斷處理，發(fā)出一定寬度的跳閘脈沖(負(fù)方波脈沖)送到執(zhí)行輸出單元，所述開(kāi)關(guān)量的輸入單元主要是斷路器的輔助接點(diǎn)狀態(tài)，經(jīng)過(guò)光電隔離可以很方便地輸入CPU中，以此判斷斷路器的狀態(tài)。所述執(zhí)行輸出單元的執(zhí)行元件為一個(gè)帶永久磁鐵的磁通變換器，斷路器正常工作時(shí)永久磁鐵使動(dòng)靜鐵芯保持吸合，斷路器故障時(shí)，磁通變換器的線圈產(chǎn)生反向磁場(chǎng)，抵消永久磁通，動(dòng)鐵芯釋放產(chǎn)生的機(jī)械能量推動(dòng)斷路器的脫扣器使斷路器分?jǐn)唷?br> [0006]所述微處理單元主要由高性能的自帶A/D轉(zhuǎn)換、看門狗監(jiān)視器、I2C串行總線和高速輸入輸出通道、通訊接口和單片機(jī)及其外圍電子電路組成；所述信號(hào)檢測(cè)采集單元設(shè)置電流互感器、電壓互感器；所述執(zhí)行輸出單元設(shè)置一個(gè)帶永久磁鐵的磁通變換器；
[0007]所述人機(jī)對(duì)話單元設(shè)置通信接口、鍵盤顯示器、打印電路；
[0008]所述電源采用雙電源供電方式，一路電源為自生電源，由速飽和鐵芯電流互感器從主電路感應(yīng)獲得電源，另一路電源為輔助電源，以“或”的方式由外部提供。
[0009]所述智能斷路器控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括主程序和中斷程序；所述主程序包括故障處理、鍵盤處理、顯示處理、通信處理；所述中斷程序包括定時(shí)器中斷、鍵盤中斷、通訊中斷；
[0010]所述智能斷路器控制系統(tǒng)設(shè)置過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)、短路瞬時(shí)和接地四段保護(hù)功能。[0011]工作原理:各交流量分別經(jīng)信號(hào)輸入回路、低通濾波器送到CPU控制的多路開(kāi)關(guān)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后，由DB數(shù)據(jù)總線送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)。CPU通過(guò)調(diào)用程序存儲(chǔ)器(EPROM)中的程序?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果與存放在電可擦存儲(chǔ)器(E2PROM)中的整定值進(jìn)行比較，作出相應(yīng)的故障判斷處理。再通過(guò)輸入輸出端口(I/O)將處理信號(hào)送到相應(yīng)外設(shè)(信號(hào)與出口)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，或執(zhí)行跳閘。微處理單元除了要完成整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量、保護(hù)、邏輯等功能外，還具有自我故障診斷和監(jiān)察的能力，當(dāng)斷路器本身發(fā)生故障或環(huán)境溫度超過(guò)允許范圍時(shí)，能發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)顯示或報(bào)警，同時(shí)重新起動(dòng)。自診斷的項(xiàng)目主要有EPROM出錯(cuò)、A/D轉(zhuǎn)換出錯(cuò)、環(huán)境超溫、CT斷線、跳閘線圈斷線、斷路器拒動(dòng)及觸頭維護(hù)。信號(hào)檢測(cè)采集單元將保護(hù)信號(hào)和測(cè)量信號(hào)分別取自不同類型的電流互感器和電壓互感器；開(kāi)關(guān)量的輸入主要是斷路器的輔助接點(diǎn)狀態(tài)，經(jīng)過(guò)光電隔離可以很方便地輸入CPU中，以此判斷斷路器的狀態(tài)。執(zhí)行元件為一個(gè)帶永久磁鐵的磁通變換器，其特點(diǎn)是體積小，功耗低，脫扣力，正常工作時(shí)永久磁鐵使動(dòng)靜鐵芯保持吸合，來(lái)自互感器的過(guò)載、短路、接地等故障信號(hào)，按預(yù)先設(shè)計(jì)好的保護(hù)特性要求，經(jīng)微處理器單元處理后，發(fā)出一定寬度的跳閘脈沖(負(fù)方波脈沖)送到磁通變換器的線圈，產(chǎn)生反向磁場(chǎng)，抵消永久磁通，動(dòng)鐵芯釋放產(chǎn)生的機(jī)械能量推動(dòng)斷路器的脫扣器使斷路器分?jǐn)唷?br> [0012]有益效果:本發(fā)明綜合了電子技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及其軟件技術(shù)等，采用模塊化結(jié)構(gòu)，完全突破了傳統(tǒng)斷路器的許多不足，集保護(hù)、測(cè)量、監(jiān)控于一體，除了具備過(guò)載、過(guò)流、速斷、漏電、接地等常規(guī)控制、保護(hù)、報(bào)警、整定功能外，同時(shí)還具備人機(jī)對(duì)話顯示、存儲(chǔ)、記憶、邏輯分析、判斷和選擇以及網(wǎng)絡(luò)通信等功能。能夠?qū)崟r(shí)地顯示溫度、電流、電壓、功率因數(shù)、有功、無(wú)功等各種特征參數(shù)并進(jìn)行故障參數(shù)、類型的儲(chǔ)存，具有自診斷能力，從而為運(yùn)行維護(hù)人員進(jìn)行相應(yīng)的信息查詢和故障判斷處理提供現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行資料，為系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。通過(guò)其所具備的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)可以使多臺(tái)智能化斷路器實(shí)現(xiàn)與中央控制計(jì)算機(jī)雙向通訊，構(gòu)成智能化的供配電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“四遙”功能，為無(wú)人化站所和實(shí)現(xiàn)區(qū)域聯(lián)鎖、遠(yuǎn)方監(jiān)控、運(yùn)方調(diào)整等創(chuàng)造必要的設(shè)備技術(shù)保障。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明原理結(jié)構(gòu)框圖
[0014]其中，1-微處理單元2-信號(hào)檢測(cè)采集單元3-開(kāi)關(guān)量輸入單元4-執(zhí)行輸出單元5-人機(jī)對(duì)話單元6-電源
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，一種智能斷路器控制系統(tǒng)，包括微處理單元1、信號(hào)檢測(cè)采集單元2、開(kāi)關(guān)量輸入單元3、執(zhí)行輸出單元4、人機(jī)對(duì)話單元5、電源6 ;所述信號(hào)檢測(cè)采集單元2采集保護(hù)信號(hào)和測(cè)量信號(hào)，按預(yù)先設(shè)計(jì)好的保護(hù)特性要求，經(jīng)微處理器單元I處理后，作出相應(yīng)的故障判斷處理，發(fā)出一定寬度的跳閘脈沖(負(fù)方波脈沖)送到執(zhí)行輸出單元4，所述開(kāi)關(guān)量的輸入單元4主要是斷路器的輔助接點(diǎn)狀態(tài)，經(jīng)過(guò)光電隔離可以很方便地輸入CPU中，以此判斷斷路器的狀態(tài)。所述執(zhí)行輸出單元4的執(zhí)行元件為一個(gè)帶永久磁鐵的磁通變換器，斷路器正常工作時(shí)永久磁鐵使動(dòng)靜鐵芯保持吸合，斷路器故障時(shí)，磁通變換器的線圈產(chǎn)生反向磁場(chǎng)，抵消永久磁通，動(dòng)鐵芯釋放產(chǎn)生的機(jī)械能量推動(dòng)斷路器的脫扣器使斷路器分?jǐn)唷?br> [0016]所述微處理單元I主要由高性能的自帶A/D轉(zhuǎn)換、看門狗監(jiān)視器、I2C串行總線和高速輸入輸出通道、通訊接口和單片機(jī)及其外圍電子電路組成；
[0017]所述信號(hào)檢測(cè)采集單元2設(shè)置電流互感器、電壓互感器；
[0018]所述人機(jī)對(duì)話單元5設(shè)置通信接口、鍵盤顯示器、打印電路；
[0019]所述電源6采用雙電源供電方式，一路電源為自生電源，由速飽和鐵芯電流互感器從主電路感應(yīng)獲得電源，另一路電源為輔助電源，以“或”的方式由外部提供。
[0020]所述智能斷路器控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括主程序和中斷程序；所述主程序包括故障處理、鍵盤處理、顯示處理、通信處理；所述中斷程序包括定時(shí)器中斷、鍵盤中斷、通訊中斷；
[0021]所述智能斷路器控制系統(tǒng)設(shè)置過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)、短路瞬時(shí)和接地四段保護(hù)功能。
【權(quán)利要求】
1.一種智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于，包括微處理單元、信號(hào)檢測(cè)采集單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元、執(zhí)行輸出單元、人機(jī)對(duì)話單元、電源，所述信號(hào)檢測(cè)采集單元采集保護(hù)信號(hào)和測(cè)量信號(hào)，按預(yù)先設(shè)計(jì)好的保護(hù)特性要求，經(jīng)微處理器單元處理后，作出相應(yīng)的故障判斷處理，發(fā)出一定寬度的跳閘脈沖送到執(zhí)行輸出單元，所述開(kāi)關(guān)量的輸入單元主要是斷路器的輔助接點(diǎn)狀態(tài)，經(jīng)過(guò)光電隔離可以很方便地輸入CPU中，以此判斷斷路器的狀態(tài)。所述執(zhí)行輸出單元的執(zhí)行元件為一個(gè)帶永久磁鐵的磁通變換器，斷路器正常工作時(shí)永久磁鐵使動(dòng)靜鐵芯保持吸合，斷路器故障時(shí)，磁通變換器的線圈產(chǎn)生反向磁場(chǎng)，抵消永久磁通，動(dòng)鐵芯釋放產(chǎn)生的機(jī)械能量推動(dòng)斷路器的脫扣器使斷路器分?jǐn)唷?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理單元主要由高性能的自帶A/D轉(zhuǎn)換、看門狗監(jiān)視器、I2C串行總線和高速輸入輸出通道、通訊接口和單片機(jī)及其外圍電子電路組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)檢測(cè)采集單元設(shè)置電流互感器、電壓互感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行輸出單元設(shè)置一個(gè)帶永久磁鐵的磁通變換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述人機(jī)對(duì)話單元設(shè)置通信接口、鍵盤顯示器、打印電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電源采用雙電源供電方式，一路電源為自生電源，由速飽和鐵芯電流互感器從主電路感應(yīng)獲得電源，另一路電源為輔助電源，以“或”的方式由外部提供。
【文檔編號(hào)】H02H7/26GK103560496SQ201310552111
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】雍少銀 申請(qǐng)人:寧夏天地經(jīng)緯電力設(shè)備工程有限公司