一種可自復(fù)位及遠(yuǎn)程復(fù)位的電氣保護(hù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及低壓電器制造領(lǐng)域，特別涉及一種可自復(fù)位及遠(yuǎn)程復(fù)位的電氣保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)電氣保護(hù)裝置一般為空氣開關(guān)和熔斷器，可在配電系統(tǒng)中作接通、分段和承載額定電流，并能在用電設(shè)備發(fā)生過載、短路的情況下對電路和用電設(shè)備進(jìn)行可靠保護(hù)。
[0003]但是空氣開關(guān)和熔斷器存在以下缺陷:一、檢測時間長，動作延時長，不能及時、有效保護(hù)用電設(shè)備和電路；二、一般采用金屬觸點，通過機械動作來控制觸點的開閉實現(xiàn)對電路的通斷控制，在大電流或頻繁通斷的情況下，觸點容易出現(xiàn)火花，有造成火災(zāi)的危險，且金屬觸點壽命不長；三、發(fā)生電氣保護(hù)作用后，需要現(xiàn)場手動復(fù)位合閘或者更換熔斷器(保險絲)，維護(hù)時間長，同時增加人員維護(hù)的成本；四、設(shè)備故障和動作等信息未有記錄，不利于事故原因調(diào)查。
[0004]因此，有必要設(shè)計一種新的電氣保護(hù)裝置來滿足人們的需求。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種可自復(fù)位及遠(yuǎn)程復(fù)位的電氣保護(hù)裝置。
[0006]本實用新型的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]—種可自復(fù)位及遠(yuǎn)程復(fù)位的電氣保護(hù)裝置，包括前置保護(hù)模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、CPU處理模塊、繼電保護(hù)模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和通信接口模塊，所述的前置保護(hù)模塊并聯(lián)接在220V用電線路上，使所述的電氣保護(hù)裝置與用電設(shè)備成并聯(lián)關(guān)系；前置保護(hù)模塊后接電源轉(zhuǎn)換模塊，電源轉(zhuǎn)換模塊后面分別連接CPU處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和通信接口模塊；CPU處理模塊直接控制繼電保護(hù)模塊，繼電保護(hù)模塊通過繼電器串聯(lián)接在220V用電線路上，使繼電保護(hù)模塊與用電設(shè)備成串聯(lián)關(guān)系。
[0008]所述的前置保護(hù)模塊，為用電設(shè)備兩端并聯(lián)的電容器，或者為用電設(shè)備兩端串聯(lián)的電感器，或者為電容、電感器組成的復(fù)式濾波電路。
[0009]所述的電源轉(zhuǎn)換模塊，將市電交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的3.6V或5V的直流電，一方面提供做電氣保護(hù)裝置內(nèi)部供電，另一方面提供給CPU處理模塊進(jìn)行電氣故障分析。
[0010]所述的電源轉(zhuǎn)換模塊，為橋式整流穩(wěn)壓電路，或者為電流與電壓互感器，或者為專用的開關(guān)電源芯片配合外圍電路，將市電交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的3.6V或5V的直流電，一方面提供做保護(hù)裝置內(nèi)部供電，另一方面提供給CPU處理模塊進(jìn)行電參數(shù)分析，如:電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素、有功電能、無功電能等。
[0011]所述的CPU處理模塊，它通過內(nèi)置的算法，對開關(guān)電源提供來的直流電信號進(jìn)行分析和監(jiān)測，及時和有效判斷出線路是否出現(xiàn)短路、過流、過壓、漏電等故障，并決定相應(yīng)的動作，同時檢測各種電參數(shù):電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素、有功電能、無功電能等。
[0012]所述的數(shù)據(jù)存儲模塊，對電氣保護(hù)裝置的所有狀態(tài)和時間進(jìn)行存儲，包括電參數(shù)和運行狀態(tài)，電參數(shù)包括電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素、有功電能、無功電能，運行狀態(tài)通訊故障狀態(tài)、線路故障狀態(tài)。方便事故后對事故原因的調(diào)查。
[0013]所述的通信接口模塊，實現(xiàn)保護(hù)裝置與上位機的信息交互，一方面上位機可向保護(hù)裝置發(fā)出控制指令，控制繼電保護(hù)模塊上的繼電器閉合或斷開，實現(xiàn)遠(yuǎn)程對電路的通斷控制；另一方面上位機讀取數(shù)據(jù)存儲模塊中的數(shù)據(jù)，或通過通信接口模塊載入新的運行程序。
[0014]所述的繼電保護(hù)模塊，主要為磁保持繼電器，不動作時，不消耗功率；由CPU處理模塊直接提供磁保持繼電器的動作信號，CPU處理模塊會控制繼電器的觸點在控制指令發(fā)出的第一個電壓過零點時進(jìn)行動作。以正常市電50HZ來計算，過零點出現(xiàn)的周期為0.01秒，所以故障響應(yīng)的時間小于10ms，能夠在最短時間內(nèi)切斷線路，對線路和用電設(shè)備起到及時和有效的保護(hù)；由于觸點在電壓過零點處進(jìn)行動作，不產(chǎn)生電氣火花，避免電氣火災(zāi)的危險，同時提高觸點的使用壽命。
[0015]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果:
[0016]1、本實用新型用弱電的思路解決過去強電的思路難以解決技術(shù)問題，用物聯(lián)網(wǎng)的思路解決過去操作與維護(hù)的管理問題。
[0017]2、技術(shù)問題上，本實用新型通過對電子電路的改進(jìn)，通過嵌入式系統(tǒng)來分析和管理整個電氣保護(hù)裝置，電氣保護(hù)裝置內(nèi)部根據(jù)不同的功能需求，將電流劃分成三個不同電壓級別的回路，同時在電壓過零點時才驅(qū)動繼電器的通斷，使設(shè)備的可靠性、可恢復(fù)性和使用壽命都大大提高，而以往的電氣保護(hù)裝置的保護(hù)原理為“犧牲自己，保護(hù)他人”，電氣故障時雖然能夠保護(hù)用電設(shè)備，但自身都會造成損壞。
[0018]3、管理問題上，由于本實用新型將繼電保護(hù)電流回路與設(shè)備供電回路進(jìn)行區(qū)分，兩者不存在直接的關(guān)系，所以當(dāng)電氣故障時，繼電保護(hù)模塊斷開并不影響保護(hù)裝置本身的正常運行。當(dāng)電氣故障解除后，保護(hù)裝置通過判斷，可自動閉合繼電器，即自行恢復(fù)電路的通電。
[0019]4、本實用新型通過設(shè)置通信模塊，使保護(hù)裝置可以聯(lián)網(wǎng)，通過物聯(lián)網(wǎng)，可實時將電參數(shù)和運行狀態(tài)上傳至上位機，同時，上位機可實時向保護(hù)裝置發(fā)出控制信號，對保護(hù)裝置進(jìn)行恢復(fù)與操作，極大地減少日常管理工作，而以往的電氣保護(hù)裝置往往在電氣故障后需要較多的時間和人力進(jìn)行維護(hù)。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型所述的一種可自復(fù)位及遠(yuǎn)程復(fù)位的電氣保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為圖1所述裝置的電流流向示意圖；
[0022]圖3為圖1所述裝置的信號流向示意圖；
[0023]圖4為圖1所述裝置的電參數(shù)檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為圖1所述裝置的自復(fù)位與遠(yuǎn)程復(fù)位實現(xiàn)過程邏輯示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0026]從附圖1可知:一種可自復(fù)位及遠(yuǎn)程復(fù)位的電氣保護(hù)裝置至少包括前置保護(hù)模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、CPU處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、通信接口模塊和繼電保護(hù)模塊。各模塊的主要功能與構(gòu)成如下。
[0027]1)前置保護(hù)模塊在220V±20%的范圍內(nèi)，對220V交流電進(jìn)行初步的濾波，可以濾除大部分尖波或脈沖波。對前置保護(hù)模塊的構(gòu)成，可于負(fù)載兩端并聯(lián)電容器或與負(fù)載串聯(lián)電感器，或由電容、電感組成而成的各種復(fù)式濾波電路。
[0028]2)電源轉(zhuǎn)換模塊可將市電交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的3.6V或5V的直流電，一方面提供做保護(hù)裝置內(nèi)部供電，包括另一方面提供給CPU處理模塊進(jìn)行電氣故障分析。電源轉(zhuǎn)換模塊的構(gòu)成，可選擇常用的橋式整流穩(wěn)壓電路，也可選擇電流與電壓互感器構(gòu)成，或選擇專用的開關(guān)電源芯片配合外圍電路構(gòu)成。
[0029]3)CPU處理模塊為電氣保護(hù)裝置的核心部分，它通過內(nèi)置的算法，對開關(guān)電源提供來的直流電信號進(jìn)行分析和監(jiān)測，可及時和有效判斷出線路是否出現(xiàn)短路、過流、過壓、漏電等故障，并決定相應(yīng)的動作，同時可以檢測各種電參數(shù):電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素、有功電能、無功電能等。
[0030]4)數(shù)據(jù)存儲模塊可以對電氣保護(hù)裝置的所有狀態(tài)和時間進(jìn)行存儲，包括電參數(shù)和運行狀態(tài)，電參數(shù)包括電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素、有功電能、無功電能等，運行狀態(tài)通訊故障狀態(tài)、線路故障狀態(tài)等，方便事故后對事故原因的調(diào)查。
[0031]5)通信接口模塊是為了實現(xiàn)保護(hù)裝置與上位機的信息交互，一方面上位機可向保護(hù)裝置發(fā)出控制指令，控制保護(hù)裝置上的繼電器閉合或斷開，實現(xiàn)遠(yuǎn)程對電路的通斷控制；另一方面上位機讀取控制裝置上的存儲模塊中的數(shù)據(jù)，或通過通信模塊載入新的運行程序。
[0032]6)繼電保護(hù)模塊主要為磁保持繼電器，不動作時，不消耗功率。由CPU處理模塊直接提供繼電器的動作信號，CPU處理模塊會控制繼電器的觸點在控制指令發(fā)出的第一個電壓過零點時進(jìn)行動作。以正常市電50HZ來計算，過零點出現(xiàn)的周期為0.0