斷路器智能脫扣器的製作方法

2023-05-31 13:13:11 2

專利名稱：斷路器智能脫扣器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於斷路器技術領域，具體設計了斷路器智能脫扣器。
背景技術：
智能脫扣器是電力系統中新一代開關設備的智能監控單元，脫扣器是斷路器的核 心監測和控制單元，隨著電力電子技術、微電子技術、計算機技術和通信技術的飛速發展， 斷路器的保護裝置已由傳統的電磁式過流脫扣器發展成採用集成電路的電子式脫扣器，直 至目前出現了帶高性能微處理器的智能脫扣器。傳統的脫扣器主要缺點是保護特性不完整，用戶選擇餘地小，同時脫扣器脫扣之 後無法顯示故障問題所在，以致需要維修人員花費較長時間去檢查脫扣原因。新一代的帶有故障顯示功能的智能脫扣器採用了模塊化結構設計，集測量、監視、 控制、通信、保護等功能於一體，其功能主要有電流特性保護功能、電壓保護功能、電參數測 量功能和故障顯示功能。本實用新型智能脫扣器從實際生產應用的方面考慮，對其關鍵技術進行了深入研 究，經過電流互感器的變換和隔離，主迴路電流轉換為弱電流，採用先進的模擬電路和數字 電路，對該電流的採樣、處理、放大、濾波、模數轉換之後，中央處理單元將A/D轉換的值與 綜合設定的整定值進行比較，發出控制命令，使脫扣器準確脫扣，並在脫扣器脫扣之後快速 轉換切換開關使故障顯示部分顯示故障所在。
發明內容本實用新型的目的提供了一種有故障顯示功能的智能脫扣器，可以在脫扣器脫 扣之後快速轉換切換開關使故障顯示部分顯示故障所在。本實用新型的技術方案該新型智能脫扣器由檢測單元(101)、採樣濾波單元 (102)、中央處理單元(103)、脫扣執行單元(104)、整定值設定單元(105)、故障狀態顯示單 元(106)、串口通信單元(107)、主電源供電單元(108)、後備供電單元(109)、電源轉換單元 (110)組成，其特徵在於檢測單元(101)的輸出與採樣濾波單元(102)的輸入相連接，中 央處理單元(103)的輸出端與故障狀態顯示單元(106)、脫扣執行單元(104)的輸入端相連 接；中央處理單元(103)的輸入端與採樣濾波單元(102)、整定值設定單元(105)的輸出端 相連接；串口通信單元(107)與中央處理單元(103)輸入輸出相連接。所述的一種有故障顯示功能的智能脫扣器，其特徵在於所述電源轉換單元 (110)包括切換開關(1101)、切換開關(1102)、輸出監測和切換控制單元(1103)、輸出監測 和切換控制單元(1104)；切換開關(1101)的輸出與輸出監測和切換控制單元(1103)的輸入相連接，輸出 監測和切換控制單元(1103)的輸出與切換開關(1102)的輸入相連接，切換開關(1102)的 輸出與輸出監測和切換控制單元(1104)的輸入相連接，輸出監測和切換控制單元(1104) 的輸出與切換開關(1101)的輸入相連接。[0010]所述的一種有故障顯示功能的智能脫扣器，其特徵在於所述主電源供電單元 (108)是由電流互感器供電的。所述的一種有故障顯示功能的智能脫扣器，其特徵在於所述故障狀態顯示單元 (106)是由主電源供電單元(108)、和後備供電單元(109)互補供電的。在本實用新型的設 計中，智能脫扣器的電源是由兩種電源提供的電流互感器供電、後備電源供電。電路互感 器供電和後備供電的切換原則是，正常情況下，電流互感器供電給整個電路板，出現故障時 後備電源供電。所以本實用新型具有在後備電源支持下顯示脫扣故障的功能，使得在脫扣 器脫扣後能夠顯示是由於哪種原因造成的故障，這樣便於維護人員了解脫扣原因。本實用新型取得的有益效果是當脫扣線圈發生斷線後，後備電源開始供電，顯示 單元能夠顯示脫扣故障問題所在，這樣維修人員能夠迅速檢查脫扣原因，方便維修，避免了 以往脫口器脫扣之後需要維修人員費時費力查找原因的麻煩。

圖1智能脫扣器硬體結構框圖圖2智能脫扣器電源切換流程圖
具體實施方式
該智能脫扣器硬體結構接線框圖如圖1所示，其中，(101)為檢測單元、(102)為 採樣濾波單元、(103)為中央處理單元、(104)為脫扣執行單元、(105)為整定值設定單元、 (106)為故障狀態顯示單元、(107)為串口通信單元、(108)為主電源供電單元、(109)為後 備供電單元。(110)為電源轉換單元、(1101)為切換開關、(1102)為切換開關、(1103)為 輸出監測和切換控制單元、(1104)為輸出監測和切換控制單元。圖中檢測單元(101)的輸出與採樣濾波單元(102)的輸入相連接，中央處理單元 (103)的輸出端與故障狀態顯示單元(106)、脫扣執行單元(104)的輸入端相連接；中央處 理單元(103)的輸入端與採樣濾波單元(102)、整定值設定單元(105)的輸出端相連接；串 口通信單元(107)與中央處理單元(103)輸入輸出相連接。智能脫扣器通過檢測單元(101)的電流互感器將主線的電壓、電流信號轉換成模 擬電路可處理電平信號，採樣濾波單元(102)則對這些信號進行調理，轉換成中央處理單 元可處理的信號。經過中央處理單元A/D轉換之後，中央處理單元對這些數位訊號進行邏 輯運算和處理，將運算結果與整定值比較後輸出符合預定保護特性的邏輯電平信號，這些 信號經放大可直接驅動脫扣器的執行機構動作，對用電設備進行及時有效的保護。在工作過程中，實時掃描顯示模塊並和上位機通信，通過上位機可設定整定值以 及監控電流值，實時檢測脫扣線圈的好壞，一旦發現脫扣線圈斷線，則發出報警，通過串口 通信單元向上位機報告。在後備電源支持下顯示脫扣故障的功能，使得在脫扣器脫扣後，能夠顯示是由於 哪種故障造成了脫扣，這樣便於維護人員了解脫扣原因。該智能脫扣器電源切換原理框圖如圖2所示本實用新型設計的智能脫扣器的電 源有兩種，電流互感器供電，後備電源供電；前者是自供電，後者是輔助電源。本控制系統中 輸出監測和切換控制單元(1103)、輸出監測和切換控制單元(1104)來實現冗餘備份功能。
4正常狀態下，電流互感器供電，當電流互感器供電發生故障時，首先電流互感器供電部分的 輸出監測立刻可以監測到，同時進行切換控制，使後備電源供電部分的切換開關處於閉合 狀態，此時處於熱備份的後備供電單元立刻向設備供電，同時切斷故障單元的輸出，起到脫 扣後的故障顯示供電。當電流互感器供電恢復正常時，後備電源供電部分的輸出檢測監測 到之後，啟動切換開關，使電流互感器開始供電。
權利要求一種斷路器智能脫扣器，由檢測單元(101)、採樣濾波單元(102)、中央處理單元(103)、脫扣執行單元(104)、整定值設定單元(105)、故障狀態顯示單元(106)、串口通信單元(107)、主電源供電單元(108)、後備供電單元(109)、電源轉換單元(110)組成，其特徵在於檢測單元(101)的輸出與採樣濾波單元(102)的輸入相連接，中央處理單元(103)的輸出端與故障狀態顯示單元(106)、脫扣執行單元(104)的輸入端相連接；中央處理單元(103)的輸入端與採樣濾波單元(102)、整定值設定單元(105)的輸出端相連接；串口通信單元(107)與中央處理單元(103)輸入輸出相連接。
2.根據權利要求1所述的斷路器智能脫扣器，其特徵在於所述電源轉換單元(110) 包括切換開關(1101)、切換開關(1102)、輸出監測和切換控制單元(1103)、輸出監測和切 換控制單元(1104)；切換開關(1101)的輸出與輸出監測和切換控制單元(1103)的輸入相連接，輸出監測 和切換控制單元(1103)的輸出與切換開關(1102)的輸入相連接，切換開關(1102)的輸出 與輸出監測和切換控制單元(1104)的輸入相連接，輸出監測和切換控制單元(1104)的輸 出與切換開關(1101)的輸入相連接。
3.根據權利要求1所述的斷路器智能脫扣器，其特徵在於所述主電源供電單元(108) 是由電流互感器供電的。
4.根據權利要求1所述的斷路器智能脫扣器，其特徵在於所述故障狀態顯示單元 (106)是由主電源供電單元(108)、和後備供電單元(109)互補供電的。
專利摘要本實用新型提供了一種斷路器智能脫扣器，該智能脫扣器由檢測單元(101)、整流單元(101)、採樣濾波和放大處理單元(102)、中央處理單元(103)、脫扣執行單元(104)、整定值設定單元(105)、故障狀態顯示單元(106)、串口通信單元(107)、主電源供電單元(108)、後備供電單元(109)、電源轉換單元(110)組成，經過電流互感器的變換和隔離，主迴路電流轉換為弱電流，通過對該電流的整流、採樣、濾波、放大、模數轉換之後，中央處理單元將A/D轉換的值與綜合設定的整定值進行比較，發出控制命令，同時脫扣線圈發生斷線後，後備電源開始供電，顯示單元能夠顯示脫扣故障問題所在，方便維修。
文檔編號H02H3/28GK201690212SQ20102013442
公開日2010年12月29日 申請日期2010年3月18日 優先權日2010年3月18日
發明者張忠利, 翁元浩, 金永明 申請人:杭州日安電器有限公司