一體式保護斷路器的製造方法
2023-04-23 02:06:11
一體式保護斷路器的製造方法
【專利摘要】本實用新型一體式保護斷路器，與外圍輸出模塊通信連接，包括電流電壓採集模塊、取樣模塊、放大整形模塊、邏輯控制模塊以及電源模塊，所述電流電壓採集模塊、取樣模塊、放大整形模塊、邏輯控制模塊以及外圍輸出模塊順次通信連接，所述電源模塊分別為電流電壓採集模塊、取樣模塊、放大整形模塊、邏輯控制模塊以及外圍輸出模塊供電。有益效果為：該保護斷路器具有測量精度準、脫扣時間易控制、定值易設定、安全性高等特點。減小了配電箱的體積，降低配電保護設備的成本。
【專利說明】一體式保護斷路器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及線路保護產品，尤其涉及一體式保護斷路器。
【背景技術】
[0002]目前，線路保護產品已在電力系統中遍及，但絕大多數線路保護控制器是用來控制開關，來實現最終的保護目標。在實際過程中由於控制器與線路開關的線路連接故障時有發生，導致了線路保護的誤動、拒動等現象普遍發生，同時在線路設計和施工中也增加了成本。
[0003]國內早期的漏電保護器是一種脈衝型漏電保護繼電器，漏電流的突然變化量達到整定值，保護器控制跳閘切斷供電，它的主要缺點是存在動作死區，而且當有漏電較大的設備退出運行時，會引起漏電流突變，從而引起誤動作，現在己被淘汰。另外一種是鑑相鑑幅型漏電保護器，動作死區較小，缺點是易受到電磁場的幹擾，產生誤動作，特別是電網中有變頻設備運行時，誤動作較多，正在逐步退出運行。而且大多數的漏電保護器產品採用模擬電子器件實現，產品的一致性較差，不便於生產和調試，整機性能指標低，功能單一，已經不能適應社會經濟發展的要求。最近幾年，漏電保護器的生產廠家紛紛採用微控制器，對漏電流進行檢測和控制，較大的提高了性能指標，功能也得到極大的增強。這類剩餘電流繼電器的不足之處在於對剩餘電流檢測的誤差過大，對不同等級剩餘電流的脫扣時間難於嚴格控制。產品對檢測的突變剩餘電流信號脈衝比較器基準電位是固定值、輸出的脈衝信號時限短和對檢測的網絡突變剩餘電流信號無時限監控而造成頻繁跳閘、誤跳閘和同步跳閘現象，降低了農村低壓電網安全可靠性。
【發明內容】
[0004]本實用新型目的在於克服以上現有技術之不足，提供整機性能好、便於生產調試的一種模塊化的一體式保護斷路器，具體有以下技術方案實現:
[0005]所述一體式保護斷路器，與外圍輸出模塊通信連接，包括電流電壓採集模塊、取樣模塊、放大整形模塊、邏輯控制模塊以及電源模塊，所述電流電壓採集模塊、取樣模塊、放大整形模塊、邏輯控制模塊順次通信連接，所述電源模塊分別為電流電壓採集模塊、取樣模塊、放大整形模塊、邏輯控制模塊供電。
[0006]所述一體式保護斷路器的進一步設計在於，所述電流電壓採集模塊包括零序電流互感器、線路電流互感器以及三相獨立變壓器，所述零序電流互感器、線路電流互感器以及三相獨立變壓器分別與取樣模塊通信連接。
[0007]所述一體式保護斷路器的進一步設計在於，所述電源模塊包括整流電路、開關三極體以及場效應管，所述整流電路通過所述開關三極體與所述場效應管連接，所述場效應管與所述邏輯控制模塊連接。
[0008]所述一體式保護斷路器的進一步設計在於，所述整流電路由三個整流橋支路並接組成，三個整流橋支路的信號輸出的負端分別與邏輯控制模塊的採樣信號輸入端連接，信號輸出端的正端通過所述開關三極體與所述場效應管連接。
[0009]所述一體式保護斷路器的進一步設計在於，所述開關三極體的基極通過穩壓二極體與儲能電容連接至整流電路的輸出端。
[0010]所述一體式保護斷路器的進一步設計在於，所述邏輯控制模塊包括微處理器，時鐘晶片以及存儲晶片，所述時鐘晶片、存儲晶片分別與微處理器通信連接，所述經放大整形後的信號分別接入微處理器的對應埠。
[0011]所述一體式保護斷路器的進一步設計在於，所述外圍輸出模塊包括顯示電路、通訊電路、鍵盤電路以及脫扣控制迴路，所述顯示電路、通訊電路、鍵盤電路以及脫扣控制迴路分別與邏輯控制模塊通信連接。
[0012]本實用新型的優點為:
[0013]本實用新型的一體式保護斷路器，採用模塊化的設計，從而提高整機性能指標，使其具有測量精度高、脫扣時間易控制、定值易設定、安全性高等特點，同時易於生產調試，並具有線路中電流或電壓的多種保護功能。其中的電源模塊電路構造出模擬三相線路不平衡特性，使被保護線路中發生零線斷線故障時能夠準確判斷，而無需在經過邏輯控制電路計算，提高了線路故障判斷的準確率和及時性。此外電路設計簡潔，減小了配電箱的體積，降低配電保護設備的成本。因此，本發明的斷路器特別適合我國農村電網中的推廣使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為一體式保護斷路器的模塊示意圖。
[0015]圖2為電源模塊的電路圖。
[0016]圖3為微處理器的電路圖。
[0017]圖4為時鐘晶片電路的電路圖。
[0018]圖5為三相獨立變壓器的電路圖。
[0019]圖6為非同步採樣的波形圖。
[0020]其中，1-零序電流互感器，2-三相獨立變壓器，3-線路電流互感器，4-電源電路，5-取樣模塊，6-放大整形模塊，7-邏輯控制模塊，8-顯示電路，9-鍵盤電路，10-通訊電路，11-脫扣控制迴路。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明方案進行詳細說明。
[0022]如圖1，本實施例提供的一體式保護斷路器，工作於電力系統中400V電壓等級剩餘電流的保護系統中。該保護斷路器與外圍輸出模塊通信連接，包括電流電壓採集模塊、取樣模塊、放大整形模塊、邏輯控制模塊和電源模塊。其中:
[0023]電流電壓採集模塊用於分別採集剩餘電流信號、線路工作電流信號以及電壓信號並將信號分別對應地轉換為零序電流二次信號、工作電流二次信號以及工作電壓信號，再將轉換後的各信號輸出。
[0024]取樣模塊用於接收自電流、電壓採集模塊輸出的零序電流二次信號、工作電流二次信號以及工作電壓信號，並將接收到的各信號轉換為交流電平信號後輸出。
[0025]放大整形模塊用於接收自取樣模塊輸出的交流電平信號，並對交流電平信號進行整形放大處理，分別得到顯示信號、通訊信號、驅動信號以及按鍵輸入信號，並通過放大整形模塊的信號輸出端將經放大整形後的信號輸出。
[0026]邏輯控制模塊用於接收到自放大整形模塊輸出的信號，並將信號轉化成數位訊號，最終輸出至外圍輸出模塊。
[0027]電源模塊用於接收自電流、電壓採集模塊輸出的信號作為控制信號，分別為取樣模塊、放大整形模塊、邏輯控制模塊以及外圍輸出模塊供電。
[0028]進一步的，斷路器中的電流電壓採集模塊包括零序電流互感器、線路電流互感器和三相獨立變壓器。其中:零序電流互感器用於將剩餘電流信號通過該互感器的二次交流信號輸出端接入取樣模塊中的剩餘電流信號輸入端；線路電流互感器用於將線路工作電流信號通過二次交流信號輸出端，接入取樣模塊中的線路工作電流信號輸入端；三相獨立變壓器用於將線路中電壓信號轉換為二次信號並接入取樣模塊中的工作電壓信號輸入端。如圖5所示的三相獨立變壓器的電路由三個變壓器Tl、T2、T3分別與三個整流橋電路連接形成的支路並接組成，其中變壓器的輸出端分別與整流橋電路的對應輸入端連接。
[0029]為了使電流電壓採集模塊所採集的信號儘可能無失真反映被測信號，故採用非同步採樣法，即採用固定的採樣間隔，選取合適的採樣點數，使採樣周期與信號周期的差值小於一個採樣間隔。但是非同步採樣法測量的結果和實際值將存在誤差，再將該誤差通過軟體補償，如圖6所示。
[0030]誤差補償的過程分析如下。設周期性信號f(t)的周期為T，裝置剩餘電流採樣周期為T』，實際的值為Ftl，測量的誤差為Λ F，則:
[0031]
【權利要求】
1.一體式保護斷路器，與外圍輸出模塊通信連接，其特徵在於包括電流電壓採集模塊、取樣模塊、放大整形模塊、邏輯控制模塊以及電源模塊，所述電流電壓採集模塊、取樣模塊、放大整形模塊、邏輯控制模塊以及外圍輸出模塊順次通信連接，所述電源模塊分別為電流電壓採集模塊、取樣模塊、放大整形模塊、邏輯控制模塊以及外圍輸出模塊供電。
2.根據權利要求1所述的一體式保護斷路器，其特徵在於所述電流電壓採集模塊包括零序電流互感器、線路電流互感器以及三相獨立變壓器，所述零序電流互感器、線路電流互感器以及三相獨立變壓器分別與取樣模塊通信連接。
3.根據權利要求2所述的一體式保護斷路器，其特徵在於所述電源模塊包括整流電路、開關三極體以及場效應管，所述整流電路通過所述開關三極體與所述場效應管連接，所述場效應管與所述邏輯控制模塊連接。
4.根據權利要求3所述的一體式保護斷路器，其特徵在於所述整流電路由三個整流橋支路並接組成，三個整流橋支路的信號輸出的負端分別與邏輯控制模塊的採樣信號輸入端連接，信號輸出端的正端通過所述開關三極體與所述場效應管連接。
5.根據權利要求3所述的一體式保護斷路器，其特徵在於所述開關三極體的基極通過穩壓二極體與儲能電容連接至整流電路的輸出端。
6.根據權利要求1所述的一體式保護斷路器，其特徵在於所述邏輯控制模塊包括微處理器，時鐘晶片以及存儲晶片，所述時鐘晶片、存儲晶片分別與微處理器通信連接，所述經放大整形後的信號分別接入微處理器的對應埠。
7.根據權利要求1所述的一體式保護斷路器，其特徵在於所述外圍輸出模塊包括顯示電路、通訊電路、鍵盤電路以及脫扣控制迴路，所述顯示電路、通訊電路、鍵盤電路以及脫扣控制迴路分別與邏輯控制模塊通信連接。
【文檔編號】H02H7/26GK203491685SQ201320631907
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年10月14日 優先權日:2013年10月14日
【發明者】張志晨, 戴寧 申請人:南京康尼科技實業有限公司