本發(fā)明涉及一種供電線路控制保護(hù)裝置，具體涉及一種智能保護(hù)控制器。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，耗電量年增長(zhǎng)率超過(guò)5%，社會(huì)對(duì)整個(gè)供電線路的要求和壓力日益增長(zhǎng)。用電用戶對(duì)于供電線路的穩(wěn)定性和安全性的要求日益提高。因此對(duì)于供電線路的安全控制裝置的要求也越來(lái)越高。

目前市場(chǎng)上也有各種供電線路控制保護(hù)裝置也有很多種，包括智能的、多功能的，但是這些保護(hù)裝置都有一定的局限性，相對(duì)功能單一。特別是在斷電的情況下不能啟動(dòng)運(yùn)行；而且這些裝置大多只能采用直流供電，功能非常局限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種智能保護(hù)控制器，它具有自動(dòng)切除單相接地故障、自動(dòng)斷開(kāi)故障電流、隔離相間短路故障、重合閘判斷永久故障、快速定位故障點(diǎn)、遙控分合閘、遠(yuǎn)程控制分合閘等多重功能，以及實(shí)現(xiàn)過(guò)流過(guò)負(fù)荷情況下的自動(dòng)分閘，以達(dá)到保護(hù)線路安全，故障發(fā)生時(shí)不影響正常線路上用戶用電和迅速恢復(fù)正常供電等效果。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案是：它包含控制芯片CPU1、電源電路2、備用電池3、GPRS通信模塊4、時(shí)鐘電路5、繼電器驅(qū)動(dòng)電路6、光耦7、信號(hào)采集模塊8、運(yùn)放電路9、人機(jī)界面裝置10、鍵盤11、LED指示燈12、485/232接口13、無(wú)線遙控控制裝置14，電源電路2的直流電源端通過(guò)充電電路3-1與備用電池3連接，電源電路2的電源輸出端與控制芯片CPU1的電源輸入端連接，GPRS通信模塊4的信號(hào)輸入端與控制芯片CPU1的GPRS信號(hào)輸入端相連接，時(shí)鐘電路5與控制芯片CPU1的時(shí)鐘信號(hào)輸入端相連接，信號(hào)采集模塊8通過(guò)光耦7與控制芯片CPU1的信號(hào)輸入端相連接，運(yùn)放電路9的的輸出端與控制芯片CPU1的運(yùn)放信號(hào)輸入端連接，人機(jī)界面10、鍵盤11、LED指示燈12、485/232接口13、無(wú)線遙控控制裝置14均與控制芯片CPU1連接。

本發(fā)明中集分界開(kāi)關(guān)控制、微機(jī)保護(hù)測(cè)控、遠(yuǎn)程通信、故障跳閘判斷和故障記憶和跳閘閉鎖功能等于一體，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切除單相接地故障、自動(dòng)斷開(kāi)故障電流、隔離相間短路故障、重合閘判斷永久故障、快速定位故障點(diǎn)、遙控分合閘、遠(yuǎn)程控制分合閘等多重功能，以及實(shí)現(xiàn)過(guò)流過(guò)負(fù)荷情況下的自動(dòng)分閘，以達(dá)到保護(hù)線路安全，故障發(fā)生時(shí)不影響正常線路上用戶用電和迅速恢復(fù)正常供電等效果。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中電源電路2的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中主電源電路2-1的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明中充電電路3-1的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明中時(shí)鐘電路5的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明中繼電器驅(qū)動(dòng)電路6的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明中信號(hào)采集模塊8的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明中運(yùn)放電路9的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：控制芯片CPU1、電源電路2、主電源電路2-1、備用電池3、GPRS通信模塊4、時(shí)鐘電路5、繼電器驅(qū)動(dòng)電路6、光耦7、信號(hào)采集模塊8、運(yùn)放電路9、人機(jī)界面裝置10、鍵盤11、LED指示燈12、485/232接口13、無(wú)線遙控控制裝置14。

具體實(shí)施方式

參看圖1-圖8所示，本具體實(shí)施方式采用的技術(shù)方案是：它包含控制芯片CPU1、電源電路2、主電源電路2-1、備用電池3、GPRS通信模塊4、時(shí)鐘電路5、繼電器驅(qū)動(dòng)電路6、光耦7、信號(hào)采集模塊8、運(yùn)放電路9、人機(jī)界面10、鍵盤11、LED指示燈12、485/232接口13、無(wú)線遙控裝置14，電源電路2的直流電源端與備用電池3連接，電源電路2的電源輸出端與控制芯片CPU1的電源輸入端連接，GPRS通信模塊4的信號(hào)輸入端與控制芯片CPU1的GPRS信號(hào)輸入端相連接，時(shí)鐘電路5與控制芯片CPU1的時(shí)鐘信號(hào)輸入端相連接，信號(hào)采集模塊8通過(guò)光耦7與控制芯片CPU1的信號(hào)輸入端相連接，運(yùn)放電路9的的輸出端與控制芯片CPU1的運(yùn)放信號(hào)輸入端連接，人機(jī)界面10、鍵盤11、LED指示燈12、485/232接口13、無(wú)線遙控裝置14均與控制芯片CPU1連接。

參看圖2，所述的電源電路2包含7905、7906兩路整流芯片、兩路整流橋?qū)崿F(xiàn)輸出DC+12V、DC+6V和DC-6V，從而實(shí)現(xiàn)直流電流輸出。電路2-2主要部分為L(zhǎng)M2596-5.0電源芯片，DC+12V輸入，DC+5V輸出。本具體實(shí)施方式采用AC或DC220V電壓供電，備用電池3進(jìn)行補(bǔ)充供電的方式，區(qū)別于目前市場(chǎng)上同類產(chǎn)品只能使用直流電源供電。

參看圖3，所述的主電源電路2-1主要為L(zhǎng)M2596-5.0電源芯片，DC+12V輸入，DC+5V輸出。本具體實(shí)施方式采用AC或DC220V電壓供電，備用電池3進(jìn)行補(bǔ)充供電的方式，區(qū)別于目前市場(chǎng)上同類產(chǎn)品只能使用直流電源供電。

參看圖4，所述的充電電路3-1包含電壓模塊AP5056、穩(wěn)壓芯片U1、插接頭J1、數(shù)個(gè)電阻R、二極管D、數(shù)個(gè)三極管Q，可以給芯片供電并提供多路直流供電。圖3所形成的充電電路電壓穩(wěn)定可調(diào)。充電電路工作方式為：當(dāng)充電芯片上電后若檢測(cè)到電池電壓低于2.9V進(jìn)入涓流充電模式，充電電流為設(shè)定值的1/10；若檢測(cè)到電池電壓高于2.9V且遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于浮動(dòng)電壓進(jìn)入快速充電模式，充電電流為設(shè)定值；若檢測(cè)到電池電壓在浮動(dòng)電壓范圍內(nèi)，進(jìn)入浮充模式，充電電流隨電池電壓上升而減小；若檢測(cè)電池電壓高于充電終止電壓進(jìn)入飽和模式，停止充電（充電終止電流為設(shè)定值的1/10，電池漏電流降到2uA以下）。當(dāng)電池電壓降低到3.99V，可重新自動(dòng)充電。有了此設(shè)計(jì)，使裝置在失去主電源供電的情況下仍然能利用電池的電量在一定時(shí)間內(nèi)繼續(xù)查看繼電器狀態(tài)、保護(hù)參數(shù)值等數(shù)據(jù)。同時(shí)，經(jīng)過(guò)電源電路產(chǎn)生的12v和5v電壓可以滿足電路板的芯片、液晶顯示屏、繼電器等其它元器件的供電。

參看圖5，所述的時(shí)鐘電路4包含晶振Y1、DS1302芯片、數(shù)個(gè)電阻。它采用DS1302芯片為主的獨(dú)立的時(shí)鐘模塊，誤差不超過(guò)0.5s。高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.0V～5.5V。并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)（動(dòng)作時(shí)間、操作時(shí)間、過(guò)流保護(hù)跳閘以及速斷跳閘等時(shí)間）的記錄，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄。這種記錄對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)測(cè)控系統(tǒng)結(jié)果的分析及對(duì)異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的原因的查找具有重要意義。

參看圖6，所述的繼電器驅(qū)動(dòng)電路6包含繼電器JDQ1、JDQ2、JDQ3、數(shù)個(gè)三極管Q。當(dāng)使用者通過(guò)鍵盤按鍵或者無(wú)線遙控控制裝置操作分合閘、電流超過(guò)設(shè)定保護(hù)值或線路出現(xiàn)故障時(shí)，控制芯片CPU1會(huì)控制三極管的導(dǎo)通或截止，以達(dá)到對(duì)相應(yīng)的分、合閘繼電器的控制。繼電器JDQ1、JDQ2、JDQ3動(dòng)作通過(guò)接線的線路驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路的切斷或接通。

參看圖7，所述的信號(hào)采集模塊8包含數(shù)組電阻R、數(shù)個(gè)二極管M、數(shù)組光電耦合U、數(shù)個(gè)電容C，通過(guò)光電耦合U形成信號(hào)采集電路，利用光電耦合確保信號(hào)的穩(wěn)定。光耦隔離電路的作用是使被隔離的兩部分電路之間沒(méi)有電的直接連接，在這里的應(yīng)用主要是隔離低壓的控制電路與外部高壓電路，增加安全性，減小電路干擾，減化電路設(shè)計(jì)。開(kāi)關(guān)位置信號(hào)（220v）、開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)以及儲(chǔ)能狀態(tài)信號(hào)采集后，經(jīng)過(guò)串聯(lián)電阻分壓，再經(jīng)過(guò)光耦隔離電路，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)、弱電分離后，送入控制芯片CPU1中實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)位置信號(hào)的安全控制、處理，同時(shí)使開(kāi)關(guān)位置狀態(tài)、開(kāi)關(guān)動(dòng)作狀態(tài)和儲(chǔ)能狀態(tài)在顯示屏的位置狀態(tài)功能欄和led指示燈中體現(xiàn)出來(lái)。

參看圖8，所述的運(yùn)放電路9包含數(shù)個(gè)電阻R、放大器U、電容C、二極管Z，通過(guò)相應(yīng)的電路形成運(yùn)放放大電路。具體實(shí)現(xiàn)方式為：A相、B相、C相、N相電流（即Ia、Ib、Ic、In）接入錳銅輸入端，將電流信號(hào)變成電壓信號(hào)并傳輸至控制芯片CPU1的A/D轉(zhuǎn)換管腳。經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換將電壓信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)供控制芯片CPU1運(yùn)算并與所存的保護(hù)信號(hào)值進(jìn)行比較，判定是否啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。

人機(jī)界面、鍵盤、led指示燈、485/232接口和無(wú)線遙控是直接面向使用者的操作和指示功能。人機(jī)界面由2.0寸顯示屏和控制按鍵組成，顯示屏由電路中的5v電源供電，通過(guò)uart口和控制芯片CPU1實(shí)現(xiàn)通信，根據(jù)控制芯片CPU1發(fā)送的相關(guān)指令可向使用者顯示裝置的具體狀態(tài)，并在操作時(shí)顯示操作界面、警告等，使操作更加簡(jiǎn)單。如下表所示，鍵盤除選擇功能外，按照屏幕提示按左右鍵，還可對(duì)保護(hù)開(kāi)關(guān)分合閘進(jìn)行手動(dòng)操作。

LED顯示燈對(duì)裝置的遙控信號(hào)、運(yùn)行狀態(tài)、分合位狀態(tài)、保護(hù)狀態(tài)、儲(chǔ)能情況、操作動(dòng)作、控制回路、費(fèi)控告警、GPRS信號(hào)、自檢故障及四路com口通信狀態(tài)做出標(biāo)示，在控制芯片CPU1收到相關(guān)信號(hào)反饋后控制點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)的led燈，可以快速、直接地讀取裝置的狀態(tài)或故障等。485/232接口直接和單片機(jī)uart口連接，通過(guò)485和232芯片實(shí)現(xiàn)TTL和相應(yīng)信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換使單片機(jī)可以通過(guò)com口進(jìn)行通信，可以實(shí)現(xiàn)使用者利用電腦等設(shè)備對(duì)裝置進(jìn)行調(diào)試的功能，也可作為擴(kuò)展功能。無(wú)線遙控裝置。無(wú)線遙控裝置使用2272/2262控制芯片，頻率為315M。遙控器上有四個(gè)按鍵，分別對(duì)應(yīng)接收板上的四個(gè)數(shù)據(jù)位輸出腳D0、D1、D2、D3。按下按鍵發(fā)射信號(hào)，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)位就會(huì)送到單片機(jī)相應(yīng)的IO口上，由單片機(jī)向繼電器發(fā)送低電平，完成遙控器對(duì)分合閘的控制。遙控器工作方式為點(diǎn)動(dòng)，即按下有信號(hào)，松手沒(méi)信號(hào)。本裝置所配備遙控器不具備專一性，故在使用時(shí)需對(duì)終端編號(hào)，利用遙控器的C、A、D三個(gè)按鍵輸入相應(yīng)終端號(hào)再A、C進(jìn)行分閘、合閘操作，實(shí)現(xiàn)一個(gè)遙控器可精準(zhǔn)控制多臺(tái)裝置。遙控有效距離為十米。

本發(fā)明中集分界開(kāi)關(guān)控制、微機(jī)保護(hù)測(cè)控、遠(yuǎn)程通信、故障跳閘判斷和故障記憶和跳閘閉鎖功能等于一體，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切除單相接地故障、自動(dòng)斷開(kāi)故障電流、隔離相間短路故障、重合閘判斷永久故障、快速定位故障點(diǎn)、遙控分合閘、遠(yuǎn)程控制分合閘等多重功能，以及實(shí)現(xiàn)過(guò)流過(guò)負(fù)荷情況下的自動(dòng)分閘，以達(dá)到保護(hù)線路安全，故障發(fā)生時(shí)不影響正常線路上用戶用電和迅速恢復(fù)正常供電等效果。

以上所述，僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其它修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。