CN101777752B - 智能低压电网综合保护器 - Google Patents

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Abstract

一种智能低压电网综合保护器，它包括塑料外壳断路器、电源电路、漏电模拟电路、漏电检测电路、漏电放大电路、过欠压取样比较电路、过电流取样比较电路、分闸动作值参数调整设置电路、单片机U4、液晶显示电路、动作状态报警电路、485通讯接口、电动分合闸控制电路。它不但具有接地故障、漏电跟踪、过载、短路、过压、欠压、缺相、断零保护等功能，而且还具有漏电动作值和动作时间多档位可调、过压和欠压动作值多档位可调、过电流动作值多档位可调等综合功能，还具有电压、电流、漏电等数据显示以及故障报警功能，还具有遥测、遥讯、遥控等低压电网的网络系统化管理功能。

Description

智能低压电网综合保护器
一、所属技术领域
本发明涉及一种低压电器领域中的智能综合保护器，尤其是一种漏电动作值和过欠压动作值以及过电流动作值多档位可以调整设定的智能低压电网综合保护器。
二、背景技术
本申请人曾经设计了一种“大电流智能鉴相鉴幅漏电综合保护器”(20051000581.6，公开日：2005.07.27)，它包括空气断路器和分合闸操作机构、零序互感器LH、单片机U2、漏电模拟发生电路、电压检测电路、电源单元电路、漏电电流显示电路、电动分合闸控制电路其特征在于：它还设置有多级漏电放大电路，漏电动作电流可达600mA以上。目前，公知的低压电器领域中的漏电综合保护器不但具有漏电鉴相鉴幅功能，而且具有接地故障、漏电自动跟踪、过载、短路、过压、欠压、缺相、断零保护和显示等综合功能，但是，不具备漏电动作值和动作时间多档位可调、过压和欠压动作值多档位可调、过电流动作值多档位可调等功能，也不具备遥测、遥讯、遥控等低压电网的网络系统化管理功能。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种智能低压电网综合保护器，它不但具有接地故障、漏电自动跟踪、过载、短路、过压、欠压、缺相、断零保护等功能，而且还具有漏电动作值和动作时间多档位可调、过压和欠压动作值多档位可调、过电流动作值多档位可调等综合功能，还具有三相电流、三相电压、三相漏电电流等数据显示以及分闸故障报警功能，还具备遥测、谣讯、遥控等低压电网的网络系统化管理功能。
为完成上述任务，本发明采取的解决方案是：一种智能低压电网综合保护器，它包括塑料外壳断路器、电源电路、漏电模拟电路、漏电检测电路、漏电放大电路、过电压和欠电压取样比较电路、过电流取样比较电路、分闸动作值参数调整设置电路、单片机(U4)、液晶显示电路、动作状态报警电路、通讯接口(485)、电动分合闸控制电路。
零序互感器(LH)有两个副边，其中一个副边(L2)与电阻(R36、R37)和二极管(D22、D23)以及电容(C14)并联，通过串接电阻(R38)与运算放大器(U3B)输入端正负极联接，第一运算放大器(U3B)输出端与单片机(U4)的漏电信号输入端(3)联接，单片机(U4)的数据信号输出端(11～18)联接电阻(R55～R62)与液晶显示屏(LED-Y)联接；零序互感器(LH)的另一个副边(L3)与电容(C18)并联后，与第二运算放大器(U3A)输入端正负极联接，第二运算放大器(U3A)输出端与三极管(Q3)的基极联接，三极管(Q3)的集电极和发射极与动作值调整按钮(SB1～SB3)并联后，联接到单片机(U4)的信号第一组输入端(22～24)上，构成漏电动作值和动作时间多档位调整设定以及漏电数据显示电路。
三个二极管(D5～D7)并联后，正端与主电路(LA～LC)联接，负端与六个二极管(D8～D13)的输入端联接，六个二极管(D8～D13)的输出端与第三、第四运算放大器(U2B～U2A)输入端联接，第三、第四运算放大器(U2B～U2A)输出端与单片机(U4)的第二信号输入端(10)联接，动作值调整设定按钮(SB1～SB3)分别与单片机(U4)的信号第一组输入端(22～24)联接，单片机(U4)的信号输出端(11～18)与液晶显示屏(LED-Y)联接，构成过欠压动作值多档位调整设定电路及电压数据显示电路。
四个电流互感器(NL、AL、BL、CL)分别穿过主电路(N、LA、LB、LC)，电流互感器(NL、AL、BL、CL)的输出端分别与二极管(D27～D30)正端联接，二极管(D27～D30)负端经过电阻(R44、R47、R50、R53)分别与单片机(U4)的第三组信号输入端(2、4、25、26)联接，动作值调整设定按钮(SB1～SB3)分别与单片机(U4)的信号第一组输入端(22～24)联接，单片机(U4)的信号输出端(11～18)与液晶显示屏(LED-Y)联接，构成过电流动作值多档位调整设定电路及电流数据显示电路。
单片机(U4)的信号输出端(5、6、7、9)分别与液晶显示屏(LED-Y)的信号接收端(DIG1～DIG4)联接，四个发光二极管(DS1～DS4)的正极联接在一起与单片机(U4)的信号输出端(18)联接，四个发光二极管(DS1～DS4)的负极分别联接在单片机(U4)的信号输出端(5、6、7、9)与液晶显示屏(LED-Y)的信号接收端(DIG1～DIG4)之间的连接线上，构成分闸报警指示(LED1)、漏电报警指示(LED2)、过欠压缺相报警指示(LED3)、过电流断零报警指示(LED4)电路。
在单片机(U4)上设置有通讯接口(485)，用485接口与计算机联接，实现遥测、遥讯、遥控等低压电网的网络系统化管理功能。
四、附图说明
图1是本实施例的电路图。
图2是本实施例的电气原理方框图。
五、具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明进一步描述。
如图1和图2所示，一种智能低压电网综合保护器，它包括塑料外壳断路器、电源电路、漏电模拟电路、漏电检测电路、漏电放大电路、电压取样电路、过电压欠电压比较电路、电流取样电路、过电流比较电路、动作值参数设置电路、单片机(U4)、液晶屏数据显示电路、动作状态报警指示电路、通讯接口(485)、电动分合闸控制电路。
如图1所示，变压器(T1、T2)原边接主电路电源侧(N、LA、LB、LC)，副边通过四个二极管(D1～D4)和六个电容(C1～C6)整流滤波后，与集成稳压管(U1)的脚1和脚2并联，集成稳压管(U1)的脚3接电容(C7)的正极，构成所述的电源电路。
如图1所示，零序互感器(LH)有两个副边，其中一个副边(L2)与电阻(R36、R37)和二极管(D22、D23)以及电容(C14)并联，通过串接电阻(R38)与第一运算放大器(U3B)输入端正负极联接，第一运算放大器(U3B)输出端与单片机(U4)的漏电信号输入端(3)联接，单片机(U4)的数据信号输出端(11～18)联接电阻(R55～R62)与液晶显示屏(LED-Y)联接；零序互感器(LH)的另一个副边(L3)与电容(C18)并联后，与第二运算放大器(U3A)输入端正负极联接，第二运算放大器(U3A)输出端与三极管(Q3)的基极联接，三极管(Q3)的集电极和发射极与动作值调整按钮(SB1～SB3)并联后，联接到单片机(U4)的信号第一组输入端(22～24)上，构成漏电动作值和动作时间多档位调整设定以及漏电数据显示电路。
如图1所示，三个二极管(D5～D7)并联后，正端与主电路(LA～LC)联接，负端与六个二极管(D8～D13)的输入端联接，六个二极管(D8～D13)的输出端与第三、第四运算放大器(U2B～U2A)输入端联接，第三、第四运算放大器(U2B～U2A)输出端与单片机(U4)的第二信号输入端(10)联接，动作值调整设定按钮(SB1～SB3)分别与单片机(U4)的信号第一组输入端(22～24)联接，单片机(U4)的信号输出端(11～18)与液晶显示屏(LED-Y)联接，构成过欠压动作值多档位调整设定电路及电压数据显示电路。
如图1所示，四个电流互感器(NL、AL、BL、CL)分别穿过主电路(N、LA、LB、LC)，电流互感器(NL、AL、BL、CL)的输出端分别与二极管(D27～D30)正端联接，二极管(D27～D30)负端经过电阻(R44、R47、R50、R53)分别与单片机(U4)的第三组信号输入端(2、4、25、26)联接，动作值调整设定按钮(SB1～SB3)分别与单片机(U4)的信号第一组输入端(22～24)联接，单片机(U4)的信号输出端(11～18)与液晶显示屏(LED-Y)联接，构成过电流动作值多档位调整设定电路及电流数据显示电路。
如图1所示，单片机(U4)的信号输出端(5、6、7、9)分别与液晶显示屏(LED-Y)的信号接收端(DIG1～DIG4)联接，四个发光二极管(DS1～DS4)的正极联接在一起与单片机(U4)的信号输出端(18)联接，四个发光二极管(DS1～DS4)的负极分别联接在单片机(U4)的信号输出端(5、6、7、9)与液晶显示屏(LED-Y)的信号接收端(DIG1～DIG4)之间的连接线上，构成所述的分闸报警指示(LED1)、漏电报警指示(LED2)、过欠压缺相报警指示(LED3)、过电流断零报警指示(LED4)电路。
如图1所示，继电器(J2)线圈的一端通过电阻(R21～R24)联接到单片机(U4)信号输入端(21～24)和按钮(SB1～SB3)上，线圈的另一端联接三极管(Q2)的集电极，继电器(J2)常开触点的一端接二极管(D20～D21)正极，另一端接脱扣器(TK)线圈的出线端，脱扣器线圈进线端通过三个二极管(D17～D19)接到主电路(LA、LB、LC)三根相线上，当主电路的漏电电流、过欠电压、过电流超过调整设定的预定动作值时，单片机(U4)发出分闸指令，接通继电器(J2)线圈，继电器(J2)常开触点闭合，接通脱扣器(TK)线圈，脱扣器(TK)脱扣，控制塑壳断路器操作机构跳闸，构成所述的电动分闸控制电路。
如图1所示，交流电动机(M)的一极接主电路(LC)，另一极接继电器(J1)常开触点，继电器(J1)线圈一端通过电阻(R21～R24)联接到单片机(U4)信号输入端(21～24)和按钮(SB1～SB3)上，线圈的另一端联接三极管(Q1)的集电极，交流电动机(M)的转轴通过齿轮齿条传动机构与塑壳断路器的分合闸操作机构连接，构成所述的电动合闸控制机构。
如图1所示，在单片机(U4)上设置有通讯接口(485)，用485接口与计算机联接，实现遥测、遥讯、遥控等低压电网的网络系统化管理功能。
与同类产品相比，该智能低压电网综合保护器具有以下优点：
1、用485接口与计算机连接，能实现遥测、遥控、遥讯、数据传输等网络系统管理。
2、中文显示界面，人机便捷对话，实时时间记录，停电自动存储。
3、各保护动作值可分别多档位调整设置，全界面显示各当前执行参数。
4、实时显示三相电压值、三相负载电流值和剩余电流值。
5、可查询历史分合闸时间、分闸故障原因等信息。
6、具有远程控制功能，与预付费电度表配合欠费自动分断、交足电费自动合闸。

Claims (2)

1.一种智能低压电网综合保护器，它包括塑料外壳断路器、电源电路、漏电模拟电路、漏电检测电路、漏电放大电路、过电压和欠电压取样比较电路、过电流取样比较电路、分闸动作值参数调整设置电路、单片机U4、液晶显示电路、动作状态报警电路、通讯接口485、电动分合闸控制电路，其特征在于：零序互感器LH的一个副边L2与电阻R36、R37和二极管D22、D23以及电容C14并联，通过串接电阻R38与第一运算放大器U3B输入端正负极联接，第一运算放大器U3B输出端与单片机U4的漏电信号输入端(3)联接，单片机U4的数据信号输出端(11～18)联接电阻R55～R62与液晶显示屏LED-Y联接，零序互感器LH的另一个副边L3与电容C18并联后，与第二运算放大器U3A输入端正负极联接，第二运算放大器U3A输出端与三极管Q3的基极联接，三极管Q3的集电极和发射极与动作值调整设定按钮SB1～SB3并联后，联接到单片机U4的信号第一组输入端(22～24)上，构成漏电动作值和动作时间多档位调整设定以及漏电数据显示电路；
三个二极管D5～D7并联后，正端与主电路LA～LC联接，负端与六个二极管D8～D13的输入端联接，六个二极管D8～D13的输出端与第三、第四运算放大器U2B～U2A输入端联接，第三、第四运算放大器U2B～U2A输出端与单片机U4的第二信号输入端(10)联接，动作值调整设定按钮SB1～SB3分别与单片机U4的信号第一组输入端(22～24)联接，单片机U4的数据信号输出端(11～18)与液晶显示屏LED-Y联接，构成过欠压动作值多档位调整设定电路和电压显示电路；
四个电流互感器NL、AL、BL、CL分别穿过主电路N、LA、LB、LC，电流互感器NL、AL、BL、CL的输出端分别与二极管D27～D30正端联接，二极管D27～D30负端经过电阻R44、R47、R50、R53分别与单片机U4的第三组信号输入端(2、4、25、26)联接，动作值调整设定按钮SB1～SB3分别与单片机U4的信号第一组输入端(22～24)联接，单片机U4的数据信号输出端(11～18)与液晶显示屏LED-Y联接，构成过电流动作值多档位调整设定电路和电流显示电路。
2.根据权利要求1所述的一种智能低压电网综合保护器，其特征在于：单片机U4为PIC16F886芯片。
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Patentee after: Top Power Technology Co Ltd

Address before: 325600, No. 185, South Street, Lok Cheng street, Zhejiang, Yueqing

Co-patentee before: Zhejiang ShangLi Electric Co., Ltd.

Patentee before: YUEQING ELECTRIC POWER INDUSTRIAL CO., LTD.