一種斷路器保護參數自動整定方法
2023-04-23 04:49:11 1
專利名稱：一種斷路器保護參數自動整定方法
技術領域：
本發明涉及一種斷路器保護參數自動整定方法，屬於低壓電器技術領域。
背景技術：
在電力系統中，低壓斷路器是配電系統中非常重要的保護器件，用來對電動機、變壓器和電纜等設備進行保護，確保供電系統的安全性和可靠性。而隨著智能控制器的引入， 以及和微電子技術、傳感技術、控制通訊技術、電力電子技術等的結合，實現了斷路器的智能化，使斷路器具有多種保護、測量功能及通信功能等，適應了智能電網的發展要求。在實際應用中，智能斷路器的使用環境比較複雜，包括應用於高溫、高海拔及可變頻率等系統中。環境溫度、海拔高度及系統頻率等工作環境參數均會影響智能斷路器的允許持續工作電流。如一年四季溫度變化，特別是夏天溫度較高時，同一斷路器工作在相同電流下，此時的溫升會比冬季時高很多，較高的溫升會加速斷路器的老化，降低斷路器壽命。 當斷路器工作在系統頻率變化較大時或海拔較高時存在同樣的問題。因此，在實際使用時需考慮上述工作環境或工作條件對智能斷路器的影響，進行適當降容。所謂降容是指在選擇控制電器元件時，應選擇比實際電路中額定運行電流大的產品；或在控制電器元件選定後，應降低實際電路的額定運行電流。如對於允許持續工作電流為4000A的系統，在選擇斷路器時需進行降容處理，應選擇額定電流h為5000A、甚至6300A的斷路器。而斷路器的額定電流選定後，在斷路器正常運行時遇到上述工作環境或工作條件改變時，需通過智能控制器整定保護參數來使斷路器降容運行，如對於額定電流h為4000A的斷路器，其正常運行時長延時整定值為4000A，當工作環境改變或工作條件時，需降低長延時保護的電流整定值。目前，操作人員通常會使用手動調整智能控制器保護參數的方法。上述方法的缺點是手動降容比較煩瑣，需人工調整每臺斷路器的保護參數。另外，在環境溫度、系統頻率變化較頻繁的場合，人工無法及時的根據溫度、頻率的變化情況來調整保護參數，使斷路器處於超負荷運行狀態，加速斷路器老化及降低壽命。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於克服現有斷路器無法根據工作環境自動調整保護參數的不足，提供一種斷路器保護參數自動整定方法，可以根據斷路器工作環境自動整定保護參數。本發明採用以下技術方案
一種斷路器保護參數自動整定方法，所述斷路器包括智能控制器，智能控制器根據接收到的斷路器實際工作環境參數，按照預先設置於智能控制器中的程序對保護參數進行整定。優選地，該方法包括以下步驟
步驟1、智能控制器接收斷路器實際工作環境參數；
步驟2、智能控制器判斷斷路器實際工作環境參數是否超出預設的範圍，如是，則轉執
3行步驟3 ；如否，則轉執行步驟1 ；
步驟3、智能控制器發出報警信號，經過一段預設的時間後，如保護參數未得到調整，則轉執行步驟4 ；如在該段時間內，保護參數得到調整，則轉執行步驟1 ；
步驟4、智能控制器根據斷路器實際工作環境參數，按照預先設置於智能控制器中的程序對保護參數進行整定，然後轉執行步驟1。優選地，所述斷路器實際工作環境參數通過人工輸入得到；或者通過與所述智能控制器信號連接的工作環境檢測模塊實時檢測得到。優選地，所述工作環境參數包括以下各參數中的至少一項環境溫度、系統頻率、 海拔高度。優選地，所述保護參數包括以下參數中的至少一種過載長延時保護參數、短路短延時保護參數、短路瞬時保護參數、接地保護參數、負載監控保護參數。根據本發明的發明思路還可得到一種可自動整定保護參數的斷路器，所述斷路器包括智能控制器，所述智能控制器中預先設置有可根據接收到的斷路器實際工作環境參數對保護參數進行整定的程序。進一步地，所述斷路器還包括與所述智能控制器信號連接的工作環境檢測模塊， 用於對斷路器實際工作環境參數進行檢測並將數據傳輸給所述智能控制器。更進一步地，所述工作環境檢測模塊包括以下各功能單元中的至少一種 用於檢測環境溫度的溫度檢測單元；
用於檢測系統頻率的系統頻率檢測單元； 用於檢測斷路器所處海拔高度的海拔高度檢測單元。優選地，所述保護參數包括以下參數中的至少一種過載長延時保護參數、短路短延時保護參數、短路瞬時保護參數、接地保護參數、負載監控保護參數。本發明可根據斷路器實際工作環境參數自適應地對保護參數進行整定，且實際工作環境參數可通過手工輸入，也可通過工作環境檢測模塊實時檢測得到。增強了斷路器在不同環境條件下的使用靈活性，提高了系統安全性。
圖1為本發明的斷路器保護參數自動整定方法原理示意圖2為本發明的可自動整定保護參數的斷路器控制部分的結構示意圖； 圖3為本發明的斷路器保護參數自動整定方法流程示意圖； 圖4為本發明方法實施例一的流程示意圖； 圖5為本發明方法實施例二的流程示意圖； 圖6為本發明方法實施例三的流程示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明
本發明的斷路器保護參數自動整定方法原理如圖1所示，智能控制器將實際工作環境參數與預先設置於智能控制器中的當前保護參數設定值所對應的工作環境參數(數值或數值範圍)進行比較，如發現兩者不一致，則智能控制器根據實際工作環境參數，按照預設的程序自動對保護參數進行整定。其中實際工作環境參數可以是人工手動輸入，也可以是通過與所述智能控制器信號連接的工作環境檢測模塊實時檢測得到。圖2顯示了本發明的一種可自動整定保護參數的斷路器控制部分的結構，微處理器接收電壓採集電路、電流採集電路所採集到的系統電壓、電流信息，根據設定的保護參數控制脫扣電路，從而實現斷路器的保護功能；顯示電路用於顯示斷路器的電流、電壓等測量值、保護整定值、維護數據等。如圖所示，該斷路器還包括與微處理器信號連接的工作環境檢測模塊，可實時檢測環境溫度、系統頻率(斷路器所監控電網系統的頻率)、海拔高度等工作環境參數，並將檢測到的數據傳輸給微處理器。微處理器中預先設置有程序，可按照上述方法對斷路器保護參數進行自動整定。根據實際需要，所述斷路器保護參數可以是以下參數中的一種或幾種過載長延時保護參數、短路短延時保護參數、短路瞬時保護參數、接地保護參數、負載監控保護參數。圖3顯示了本發明可自動整定保護參數的斷路器的智能控制器控制流程，如圖所示，首先進行初始化；然後智能控制器通過人工輸入或工作環境檢測模塊對實際工作環境或工作條件進行採樣；將採樣值與當前保護參數設定值所對應的工作環境或工作條件進行比較，若兩者一致，則返回採樣實際工作環境或條件步驟；若兩者不一致，則執行自動調整保護參數後再返回採樣實際工作環境或條件步驟。本發明中所述的預設的程序，可以是工作環境參數與最適合的保護參數的對應表，也可以是以工作環境參數與保護參數的函數關係式。為使公眾能夠清楚本發明技術方案，下面分別以系統頻率、環境溫度、海拔高度這三種工作環境參數為例來進行說明。實施例一、
圖4顯示了根據系統頻率自動調整斷路器保護參數的方法流程圖，如圖所示，當斷路器所監測的電網系統頻率變化時，智能控制器將實際工作頻率與當前保護參數設定值所對應的系統頻率進行比較。若兩者不一致，當斷路器處於滿負荷或超負荷運行時，則發出報警信號，表示目前斷路器處於非安全工作狀態，需要調整保護參數。用戶可根據實際使用情況，手動設定降容係數，智能控制器根據該降容係數自動調整保護參數，或者用戶直接調整保護參數。在報警信號發出一段時間後如果用戶未作降容處理，則智能控制器會根據對應的工作頻率自動調整保護參數；若兩者範圍一致，則不會發出報警信號，並保持原有保護參數。例如該斷路器的額定電流^為4000A，實際工作電流為4000A，當前工作的系統頻率在廣60Hz內，斷路器無需進行降容處理，長延時電流保護參數為4000A;當系統頻率變為 6Γ80Ηζ時，智能控制器發出報警信號，提示用戶智能斷路器處於超負荷工作狀態，需要調整保護參數，進行降容處理。用戶可根據實際使用情況，手動將降容係數設定為90%，智能控制器根據該降容係數自動將長延時電流保護參數調整為4000A*90%=3600A，或者用戶直接將長延時電流保護參數調整為3600A。在報警信號發出一段時間後如果用戶未作降容處理，智能控制器根據當前系統頻率對應的降容係數90%將長延時電流保護參數自動調整為 4000A*90%=3600A。當實際工作電流為3500A時，系統頻率變為6廣80Hz時，因長延時電流保護參數4000A*90%=3600A >實際工作電流為3500A，智能控制器不發出報警信號，直接將長延時電流保護參數自動調整到3600A ；當工作系統頻率為8廣IOOHz時，4000A*85%=3400A <實際工作電流為3500A，智能控制器發出報警信號，提示用戶智能斷路器處於超負荷工作狀態，需要調整保護參數，進行降容處理。用戶可根據實際使用情況，手動將降容係數設定為85%，智能控制器根據該降容係數自動將長延時電流保護參數調整為4000A*85%=3400A， 或者用戶直接將長延時電流保護參數調整為3400A。在報警信號發出一段時間後如果用戶未作降容處理，直接將長延時電流保護參數自動調整到3400A。根據上述方法，智能斷路器在不同系統頻率時均可自動調整保護參數。例如可設定當系統頻率為10廣120Hz時，斷路器的降容係數為80% ；當系統頻率為12廣160Hz時，斷路器的降容係數為75% ；當系統頻率為16廣200Hz時，斷路器的降容係數為70%。實施例二、
圖5示出了一種根據環境溫度自動調整保護參數方法的流程圖。當斷路器工作的環境溫度變化時，智能控制器將實際環境溫度與當前保護參數設定值對應的環境溫度進行比較。若兩者不一致，當智能斷路器處於滿負荷或超負荷運行時，則發出報警信號，表示目前斷路器處於非安全工作狀態，需要調整保護參數。用戶可根據實際使用情況，手動設定降容係數，智能控制器根據該降容係數自動調整保護參數，或者用戶直接調整保護參數。在報警信號發出一段時間後如果用戶未作降容處理，則智能控制器會根據對應的環境溫度自動調整保護參數；若兩者範圍一致，則不會發出報警信號，並保持原有保護參數。如該斷路器的額定電流h為4000A，實際工作電流為4000A，斷路器無需進行降容處理，當前工作的環境溫度在40°C內，長延時電流保護參數為4000A，當環境溫度變為45°C時，智能控制器發出報警信號，提示用戶斷路器處於超負荷工作狀態，需要調整保護參數，進行降容處理。用戶可根據實際使用情況，手動將降容係數設定為95%，智能控制器根據該降容係數自動將長延時電流保護參數調整為4000A*95%=3800A，或者用戶直接將長延時電流保護參數調整為 3800A。在報警信號發出一段時間後如果用戶未作降容處理，智能控制器根據環境溫度對應的降容係數95%將長延時電流保護參數自動調整為4000A*95%=3800A。當實際工作電流為 3700A時，環境溫度變為45°C時，因長延時電流保護參數4000A*95%=3800A >實際工作電流為3700A，智能控制器不發出報警信號，直接將長延時電流保護參數自動調整到3800A ； 當環境溫度為50°C時，4000A*90%=3600A <實際工作電流為3700A，智能控制器發出報警信號，提示用戶斷路器處於超負荷工作狀態，需要調整保護參數，進行降容處理。用戶可根據實際使用情況，手動將降容係數設定為90%，智能控制器根據該降容係數自動將長延時電流保護參數調整為4000A*90%=3600A，或者用戶直接將長延時電流保護參數調整為3600A。在報警信號發出一段時間後如果用戶未作降容處理，直接將長延時電流保護參數自動調整到 3600A。按照上述方法，智能斷路器在不同環境溫度時均可自動調整保護參數。例如可設定當環境溫度為時，斷路器的降容係數為85%;當環境溫度為60°C時，斷路器的降容係數為 80%ο實施例三、
圖6示出了一種根據海拔高度自動調整保護參數方法的流程圖。當斷路器工作的海拔高度變化時，智能控制器將實際海拔高度與當前保護參數設定值對應的海拔高度進行比較。若兩者不一致，當智能斷路器處於滿負荷或超負荷運行時，則發出報警信號，表示目前斷路器處於非安全工作狀態，需要調整保護參數。用戶可根據實際使用情況，手動設定降容係數，智能控制器根據該降容係數自動調整保護參數，或者用戶直接調整保護參數。在報警信號發出一段時間後如果用戶未作降容處理，則智能控制器會根據對應的海拔高度自動調
6整保護參數；若兩者範圍一致，則不會發出報警信號，並保持原有保護參數。如該斷路器的額定電流h為4000A，實際工作電流為4000A，斷路器無需進行降容處理，當前工作的海拔高度在2000m內，長延時電流保護參數為4000A，當海拔高度變為3000m時，智能控制器發出報警信號，提示用戶斷路器處於超負荷工作狀態，需要調整保護參數，進行降容處理。用戶可根據實際使用情況，手動將降容係數設定為93%，智能控制器根據該降容係數自動將長延時電流保護參數調整為4000A*93%=3720A，或者用戶直接將長延時電流保護參數調整為 3720A。在報警信號發出一段時間後如果用戶未作降容處理，智能控制器根據海拔高度對應的降容係數93%將長延時電流保護參數自動調整為4000A*93%=3720A。當實際工作電流為 3600A時，海拔高度變為3000m時，因長延時電流保護參數4000A*93%=3720A >實際工作電流為3600A，智能控制器不發出報警信號，直接將長延時電流保護參數自動調整到3720A ； 當海拔高度為4000m時，4000A*88%=3520A <實際工作電流為3600A，智能控制器發出報警信號，提示用戶斷路器處於超負荷工作狀態，需要調整保護參數，進行降容處理。用戶可根據實際使用情況，手動將降容係數設定為88%，智能控制器根據該降容係數自動將長延時電流保護參數調整為4000A*88%=3520A，或者用戶直接將長延時電流保護參數調整為3520A。 在報警信號發出一段時間後如果用戶未作降容處理，直接將長延時電流保護參數自動調整到3520A。按照上述方法，智能斷路器在不同海拔高度時均可自動調整保護參數。例如當海拔高度為5000m時，斷路器的降容係數為82%。
權利要求
1.一種斷路器保護參數自動整定方法，所述斷路器包括智能控制器，其特徵在於，智能控制器根據接收到的斷路器實際工作環境參數，按照預先設置於智能控制器中的程序對保護參數進行整定。
2.如權利要求1所述斷路器保護參數自動整定方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟步驟1、智能控制器接收斷路器實際工作環境參數；步驟2、智能控制器判斷斷路器實際工作環境參數是否超出預設的範圍，如是，則轉執行步驟3 ；如否，則轉執行步驟1 ；步驟3、智能控制器發出報警信號，經過一段預設的時間後，如保護參數未得到調整，則轉執行步驟4 ；如在該段時間內，保護參數得到調整，則轉執行步驟1 ；步驟4、智能控制器根據斷路器實際工作環境參數，按照預先設置於智能控制器中的程序對保護參數進行整定，然後轉執行步驟1。
3.如權利要求1或2所述斷路器保護參數自動整定方法，其特徵在於，所述斷路器實際工作環境參數通過人工輸入得到。
4.如權利要求1或2所述斷路器保護參數自動整定方法，其特徵在於，所述斷路器實際工作環境參數通過與所述智能控制器信號連接的工作環境檢測模塊實時檢測得到。
5.如權利要求1或2所述斷路器保護參數自動整定方法，其特徵在於，所述工作環境參數包括以下各參數中的至少一項環境溫度、系統頻率、海拔高度。
6.如權利要求1或2所述斷路器保護參數自動整定方法，其特徵在於，所述保護參數包括以下參數中的至少一種過載長延時保護參數、短路短延時保護參數、短路瞬時保護參數、接地保護參數、負載監控保護參數。
7.一種可自動整定保護參數的斷路器，所述斷路器包括智能控制器，其特徵在於，所述智能控制器中預先設置有可根據接收到的斷路器實際工作環境參數對保護參數進行整定的程序。
8.如權利要求7所述可自動整定保護參數的斷路器，其特徵在於，所述斷路器還包括與所述智能控制器信號連接的工作環境檢測模塊，用於對斷路器實際工作環境參數進行檢測並將數據傳輸給所述智能控制器。
9.如權利要求8所述可自動整定保護參數的斷路器，其特徵在於，所述工作環境檢測模塊包括以下各功能單元中的至少一種用於檢測環境溫度的溫度檢測單元；用於檢測系統頻率的系統頻率檢測單元；用於檢測斷路器所處海拔高度的海拔高度檢測單元。
10.如權利要求7所述可自動整定保護參數的斷路器，其特徵在於，所述保護參數包括以下參數中的至少一種過載長延時保護參數、短路短延時保護參數、短路瞬時保護參數、 接地保護參數、負載監控保護參數。 全文摘要
本發明公開了一種斷路器保護參數自動整定方法，屬於低壓電器技術領域。本發明方法中，智能控制器根據接收到的斷路器實際工作環境參數，按照預先設置於智能控制器中的程序對保護參數進行整定；所述實際工作環境參數通過人工輸入或者通過與所述智能控制器信號連接的工作環境檢測模塊實時檢測得到。本發明還公開了一種可自動調整保護參數的斷路器。本發明克服了現有智能斷路器無法根據工作環境自動調整保護參數的不足，增強了斷路器在不同環境條件下的使用靈活性，提高了系統安全性。
文檔編號H01H71/74GK102427005SQ201110265218
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月8日 優先權日2011年9月8日
發明者葉文杰, 周龍明, 殷建強, 潘振克, 金建達 申請人:常熟開關製造有限公司(原常熟開關廠)