智能監測斷路器的製作方法
2024-02-12 10:08:15
專利名稱：智能監測斷路器的製作方法
技術領域：
本發明涉及供電領域低壓配電櫃中的一種裝置，尤其涉及一種智能監測斷路器。
背景技術：
在電力系統為保護供電線路及電源設備免受過載、欠電壓、短路、單相接地等故障的危害，在低壓配電櫃中設置一種主開關，用於控制和保護額定電流630A～6300A的低壓配電網絡。現有的主開關較先進的是智能型萬能式斷路器具有智能化保護功能，選擇性保護精確，能提高供電可靠性，同時帶有開放式通訊接口，可與上位計算機連接，進行遙控、遙調等。它的智能控制器具有過載長延時反時限、短延時反時限、定時限、瞬時功能；同時還具有整定電流顯示、動作電流顯示、各線電壓顯示等顯示功能，過載報警功能，過熱自檢、微機自診斷等自檢功能。雖然智能型萬能式斷路器具有了控制和保護低壓配電網絡的功能，但缺少監測功能，如果對線路要進行在線監測和諧波分析，那麼還需要增加許多監測儀器和儀表，這不但要擴大低壓配電櫃的體積，而且更會大大增加成本及安裝的複雜性。現在低壓配電網絡中，隨著電力電子技術的迅速發展，非線性負截大量投入使用，產生幅值較高的諧波電流，諧波問題在電力系統中已日趨嚴重，對電力系統和用電設備已產生了嚴重危害和影響。
技術方案本發明的目的針對現有智能型萬能式斷路器僅有相關的控制和保護功能，而缺少監測功能的不足，尤其是在非線性負載大量投入使用，電力系統中幅值較高的諧波電流已嚴重危害和影響系統和用電設備安全運行的情況下，提供一種既具有相關控制和保護功能，又可對諧波進行長期有效的測量、監控和抑制的智能監測斷路器。
本發明的目的是通過下述技術方案解決的一種智能監測斷路器，包括殼體，殼體內設置的斷路器，對應各相線的電流傳感器，與各電流傳感器連接的電流信號處理電路，數據採集電路，脫扣裝置，顯示器和設置的可與上位計算機連接的通信接口，其特徵在於數據採集電路的輸入端連接設置的電壓信號處理電路，電壓信號處理電路的輸入端連接設置在各相線的電壓傳感器，數據採集電路的輸出接入DSP及單片機系統，DSP及單片機系統的相關接口與設置的錄波數據存儲電路連接；數據採集電路選用TMS320f206；顯示器採用LCD液晶顯示器。
本發明將電網監測、諧波分析、故障錄波與智能斷路器有機融於一體，選用TMS320f206作為採集系統的核心，對傳統的傅立葉變換算法進行改進，重點解決分數諧波的測量問題，以DSP為核心，採用高速數據採集技術，對6個通道進行同步採樣，每周將採集128點，然後通過FFT運算表示電能質量的各參數2-31次諧波電壓含有率、2-31次諧波電流含有率、電壓總諧波畸變率、電流總諧波畸變率、基波電壓，基波電流、電壓真有效值、電流真有效值、有功功率、無功功率、視在功率、功率因素、電網頻率以及有(無)功電能等，各參數可通過LCD液晶顯示器以數據和波形的形式實時顯示，錄波波形可在線回放，也可通過通信接口上傳到上位計算機。本發明對分析諧波對電力系統的影響及電網諧波治理、確保電力系統的安全運行十分重要，具有良好的社會效益和經濟效益。
圖1為本發明監測、控制系統結構框中，1～3為電壓傳感器，4～6為電流傳感器，7為電壓信號處理電路，8為電流信號處理電路，9為數據採集電路，10為DSP及單片機系統，11為LCD顯示器，12為脫扣裝置，13為錄波數據存儲，14為通信接口，15為外接的上位計算機。
具體實施例方式
本發明殼體內設置有智能斷路器、智能斷路器具有過載長延時、短路短延時、短路瞬時和接地故障延時保護功能，過載長延時保護整定範圍為1.05～1.3倍的額定電流，時間調整範圍為15s～480s；短路短延時保護整定範圍為1.3～10倍額定電流，其時間調整範圍為0.1s～0.4s。短路瞬時保護在大於10倍額定電流，接地保護功能的整定範圍在0.2～0.8倍的額定電流，接地延時故障時間整定範圍為0.1s～0.4s；殼體內還設置有電流信號處理電路8，電流信號處理電路8的輸入端有接入各相線的電流傳感器4～6，設置有電壓信號處理電路7，其輸入端有接入各相線的電壓傳感器1～3，電壓信號處理電路7、電流信號處理電路8的輸出分別接入數據採集電路9，數據採集電路9採用TMS320f206，數據採集電路9的輸出接入DSP及單片機系統10，其各相關接口可與LCD顯示器11、脫扣裝置12、錄波數據存儲電路13連接，設置通信接口14與上位計算機15相接；設置故障錄波作用在於當電網中的諧波嚴重超標或過載、短路導致斷路器脫扣時，故障錄波功能將記錄當時電網運行參數及前後一段時間的各項波形，採用專家預測模型，可記錄下故障前後2S(100周)各相電壓、電流線電壓，零序電流波形及相關參數。
權利要求
1.一種智能監測斷路器，包括殼體，殼體內設置的斷路器，對應各相線的電流傳感器，與各電流傳感器連接的電流信號處理電路，數據採集電路，脫扣裝置，顯示器和設置的可與上位計算機連接的通信接口，其特徵在於數據採集電路的輸入端連接設置的電壓信號處理電路，電壓信號處理電路的輸入端連接設置在各相線的電壓傳感器，數據採集電路的輸出接入DSP及單片機系統，DSP及單片機系統的相關接口與設置的錄波數據存儲電路連接。
2.根據權利要求1所述的智能監測斷路器，其特徵在於數據採集電路選用TMS320f206。
3.根據權利要求1所述的智能監測斷路器，其特徵在於顯示器採用LCD液晶顯示器。
全文摘要
本發明涉及供電領域低壓配電櫃中的一種智能監測斷路器，其主要特點在於將電網監測、諧波分析、故障錄波與智能斷路器有機融於一體，選用TMS320f206作為採集系統的核心，重點解決分數諧波的測量問題，以DSP為核心，採用高速數據採集技術，對6個通道進行同步採樣，本發明對分析諧波對電力系統的影響及電網諧波治理，確保電力系統的安全運行十分重要，具有良好的社會效益和經濟效益。
文檔編號H02H3/00GK1485964SQ02138329
公開日2004年3月31日 申請日期2002年9月25日 優先權日2002年9月25日
發明者施榮連, 韓斌, 王士同, 孫忠, 蔣貽濂, 高鵬, 王阿娣, 張紅, 沈勇, 王愛青, 蘇勇 申請人:江蘇揚州三力電器集團西菱電器有限公司, 江蘇揚州三力電器集團西菱電器有限公