CN105162076A - 一种智能控制方法及智能控制断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能控制方法及智能控制断路器，上述方法包括以下步骤：微处理器单元对从信号检测采集单元中获取的电信号进行处理并将处理结果与预设整定值进行比较，进而获取比较结果；所述微处理器单元根据所述比较结果，控制执行输出单元、显示和键盘单元执行对应的操作；实现了断路器智能自诊，同时实时显示运行状态，大大方便了运行维护人员的操作。

Description

一种智能控制方法及智能控制断路器

技术领域

本发明涉及断路器领域，尤其涉及一种智能控制方法及智能控制断路器。

背景技术

低压断路器又称自动开关，俗称“空气开关”，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器；低压断路器作为电力供配电系统中广泛使用的主要控制电器，除了能正常分合相关系统额定电流外，还可以在相关系统故障时能快速有选择地可靠分断相关系统短路故障电流，且不能出现越级跳闸或拒动现象。

随着电力系统控制方式数字化进程的发展应用以及电力系统综合自动化的广泛应用，对系统可视化、自动化、网络化、实时化、精确化的要求越来越高，相应地对应用面积广、网络结构复杂、操作较频繁、故障率高的低压断路器也就提出了更高的要求。

传统断路器由于无法实现智能自诊，也无法实时显示各种特征参数，因此断路器出现故障时，运行维护人员无法获取更多的实际运行资料，大大增加了维护难度。

发明内容

本发明提供一种智能控制方法及智能控制断路器，以解决上述问题。

本发明提供一种智能控制方法。上述方法包括以下步骤：

微处理器单元对从信号检测采集单元中获取的电信号进行处理并将处理结果与预设整定值进行比较，进而获取比较结果；所述微处理器单元根据所述比较结果，控制执行输出单元、显示和键盘单元执行对应的操作。

本发明还提供一种智能控制断路器，包括：微处理器单元、信号检测采集单元、执行输出单元、开关量输入单元、显示和键盘单元、通信接口单元；其中，所述信号检测采集单元、所述执行输出单元、所述开关量输入单元、所述显示和键盘单元、所述通信接口单元分别与所述微处理器单元相连；所述执行输出单元分别与所述信号检测采集单元、所述开关量输入单元相连。

通过以下方案：微处理器单元对从信号检测采集单元中获取的电信号进行处理并将处理结果与预设整定值进行比较，进而获取比较结果；所述微处理器单元根据所述比较结果，控制执行输出单元、显示和键盘单元执行对应的操作；实现了断路器智能自诊，同时实时显示运行状态，大大方便了运行维护人员的操作。

通过以下方案：在限载跳闸状况下，若负载仍超过设定电流值，重新合闸后，发出报警信号，达到设定时间后执行跳闸，实现断路器智能报警和跳闸控制，在提醒用户的同时，进一步保证了安全。

通过以下方案：所述信号检测采集单元采集电信号的过程为：所述信号检测采集单元通过空心电流互感器采集大于或等于第一预设电流值的电信号；所述信号检测采集单元通过铁芯互感器采集小于第一预设电流值的电信号；所述信号检测采集单元通过电压互感器采集电压信号；通过不同互感器采集对应的电信号，进一步保证了电信号的采集精度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1所示为本发明实施例1的智能控制断路器结构图；

图2所示为本发明实施例2的智能控制方法处理流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1所示为本发明实施例1的智能控制断路器结构图，包括：微处理器单元、信号检测采集单元、执行输出单元、开关量输入单元、显示和键盘单元、通信接口单元；

其中，所述信号检测采集单元、所述执行输出单元、所述开关量输入单元、所述显示和键盘单元、所述通信接口单元分别与所述微处理器单元相连；所述执行输出单元分别与所述信号检测采集单元、所述开关量输入单元相连。

进一步地，所述微处理器单元对从所述信号检测采集单元中获取的电信号进行处理并将处理结果与预设整定值进行比较，进而获取比较结果；所述微处理器单元根据所述比较结果，控制所述执行输出单元、所述显示和键盘单元执行对应的操作。

进一步地，所述信号检测采集单元采集电信号的过程为：所述信号检测采集单元通过空心电流互感器采集大于或等于第一预设电流值的电信号；所述信号检测采集单元通过铁芯互感器采集小于第一预设电流值的电信号；所述信号检测采集单元通过电压互感器采集电压信号。

进一步地，所述信号检测采集单元通过信号输入回路、低通滤波器，发送电信号至所述微处理器单元。

其中，所述空心电流互感器、所述铁芯互感器、所述电压互感器位于所述信号检测采集单元中。

其中，信号检测采集单元作为智能控制断路器十分重要的组成部分，要求有高的转换精度、灵敏度、可靠性、频率响应、测量范围以及抗干扰能力，以便微处理单元能够作出精确的判断处理。因此，信号检测采集单元将电信号分别取自不同类型的电流或电压互感器，以满足测量要求。

在测量大电流（短路电流）时基本上都采用线性度好、精确度高的空心电流互感器进行信号采集，而小电流及电参数的采集则采用铁芯互感器；电压信号采集则由电压互感器获得。

进一步地，所述微处理器单元对从所述信号检测采集单元中获取的电信号进行处理并将处理结果与预设整定值进行比较，进而获取比较结果；所述微处理器单元根据所述比较结果，控制所述执行输出单元、所述显示和键盘单元执行对应的操作的过程为：

所述微处理器单元通过模数转换器对获取的电信号进行模数转换，通过数据总线DB发送至数据存储器RAM；

所述微处理器单元中的CPU调用程序存储器EPROM中的程序对模数转换后的电信号进行计算并将计算结果与存储在电可擦存储器E2PROM中的预设整定值进行比较；

若所述计算结果大于预设整定值，则向所述显示和键盘单元发送报警信息并由所述显示和键盘单元进行显示，同时向所述执行输出单元发送跳闸脉冲信号并由所述执行输出单元根据所述跳闸脉冲信号，执行跳闸。

进一步地，所述模数转换器、所述数据存储器RAM、所述程序存储器EPROM、所述电可擦存储器E2PROM位于所述微处理器单元中。

进一步地，所述预设整定值包括过载长延时电流值、短路短延时电流值、短路瞬时电流值。

进一步地，在限载跳闸状况下，若负载仍超过设定电流值，重新合闸后，发出报警信号，达到设定时间后执行跳闸。

若不变再次合闸，发出报警信号，跳闸时间将减少；负载电流小于限载电流后断路器合闸后不会再跳闸。

其中，微处理器单元由高性能的自带A/D转换器（模数转换器）、看门狗监视器、I2C串行数据总线和高速输入输出通道、通讯接口和标准的JTAG程序烧写口的单片机及其外围电子电路组成；配以优化的软件，组成的单片机控制系统所需外围元件少，使得设计简单，布线方便，而且在稳定性和抗干扰能力上都有极大的提高；微处理器单元除了要完成整个系统的测量、保护、逻辑等功能外，还具有自我故障诊断和监察的能力，当断路器本身发生故障或环境温度超过允许范围时，能发出相应的信号显示或报警，同时重新启动。

自诊的项目主要有EPROM出错、A/D转换出错、环境超温、CT断线、跳闸线圈断线、断路器拒动及触头维护。

微处理器单元的自诊功能不仅大大提高了断路器的运行可靠性，更给后期维修、故障判断工作提供了极大的方便。

其中，显示和键盘单元，用于对微处理器单元的处理结果进行显示；通过液晶屏或发光管能够适时显示各种状态和负载的参数值及故障电流、故障类型和保护动作、实验整定情况，结合按键还可以进行保护的整定、预警值的设定、开关的试验和各种功能的检测。

其中，执行输出单元为一个带永久磁铁的磁通变换器，其特点是体积小，功耗低，脱扣力大；正常工作时永久磁铁使动静铁芯保持吸合，来自互感器的过载、短路、接地等故障信号，按预先设计好的保护特征要求，经微处理器单元处理后，发出一定宽度的跳闸脉冲（负方波脉冲）送到磁通变换器的线圈，产生反向磁场，抵消永久磁通，动铁芯释放产生的机械能量推动断路器的脱扣器使断路器分断，执行跳闸。

进一步地，所述开关量输入单元将开关量经过光电隔离输入至微处理器单元并由所述微处理器单元根据所述开关量判断断路器状态。

其中，开关量输入单元，通过高速输入通道HIS、高速输出通道HSO，进行开关量的输入与输出；开关量经过光电隔离输入至微处理器单元的CPU中，以此判断断路器状态。

进一步地，所述微处理器单元通过所述通信接口单元与上位管理机或控制调度中心之间进行信息交互。

其中，通信接口单元，用于将断路器编号、分合闸状态、各种设定值、运行电流、电压、故障电流、动作时间及故障状态等多种参数进行网络传输，实现与系统上位管理机或控制调度中心计算机之间的信息交互，接收上位机或远方调度控制中心的数据上传要求，实现对现场设备的远方监控和遥测、遥讯、遥调、遥控功能。

图2所示为本发明实施例2的智能控制方法处理流程图，包括以下步骤：

步骤201：微处理器单元对从信号检测采集单元中获取的电信号进行处理并将处理结果与预设整定值进行比较，进而获取比较结果；

步骤202：所述微处理器单元根据所述比较结果，控制执行输出单元、显示和键盘单元执行对应的操作。

通过以下方案：微处理器单元对从信号检测采集单元中获取的电信号进行处理并将处理结果与预设整定值进行比较，进而获取比较结果；所述微处理器单元根据所述比较结果，控制执行输出单元、显示和键盘单元执行对应的操作；实现了断路器智能自诊，同时实时显示运行状态，大大方便了运行维护人员的操作。

通过以下方案：在限载跳闸状况下，若负载仍超过设定电流值，重新合闸后，发出报警信号，达到设定时间后执行跳闸，实现断路器智能报警和跳闸控制，在提醒用户的同时，进一步保证了安全。

通过以下方案：所述信号检测采集单元采集电信号的过程为：所述信号检测采集单元通过空心电流互感器采集大于或等于第一预设电流值的电信号；所述信号检测采集单元通过铁芯互感器采集小于第一预设电流值的电信号；所述信号检测采集单元通过电压互感器采集电压信号；通过不同互感器采集对应的电信号，进一步保证了电信号的采集精度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能控制断路器，其特征在于，包括：微处理器单元、信号检测采集单元、执行输出单元、开关量输入单元、显示和键盘单元、通信接口单元；其中，所述信号检测采集单元、所述执行输出单元、所述开关量输入单元、所述显示和键盘单元、所述通信接口单元分别与所述微处理器单元相连；所述执行输出单元分别与所述信号检测采集单元、所述开关量输入单元相连。

2.根据权利要求1所述的智能控制断路器，其特征在于，所述微处理器单元对从所述信号检测采集单元中获取的电信号进行处理并将处理结果与预设整定值进行比较，进而获取比较结果；所述微处理器单元根据所述比较结果，控制所述执行输出单元、所述显示和键盘单元执行对应的操作。

3.根据权利要求2所述的智能控制断路器，其特征在于，所述信号检测采集单元采集电信号的过程为：所述信号检测采集单元通过空心电流互感器采集大于或等于第一预设电流值的电信号；所述信号检测采集单元通过铁芯互感器采集小于第一预设电流值的电信号；所述信号检测采集单元通过电压互感器采集电压信号。

4.根据权利要求3所述的智能控制断路器，其特征在于，所述信号检测采集单元通过信号输入回路、低通滤波器，发送电信号至所述微处理器单元。

5.根据权利要求3所述的智能控制断路器，其特征在于，所述空心电流互感器、所述铁芯互感器、所述电压互感器位于所述信号检测采集单元中。

6.根据权利要求2所述的智能控制断路器，其特征在于，所述微处理器单元通过模数转换器对获取的电信号进行模数转换，通过数据总线发送至数据存储器；

所述微处理器单元中的CPU调用程序存储器中的程序对模数转换后的电信号进行计算并将计算结果与存储在电可擦存储器中的预设整定值进行比较；

若所述计算结果大于预设整定值，则向所述显示和键盘单元发送报警信息并由所述显示和键盘单元进行显示，同时向所述执行输出单元发送跳闸脉冲信号并由所述执行输出单元根据所述跳闸脉冲信号，执行跳闸。

7.根据权利要求6所述的智能控制断路器，其特征在于，所述模数转换器、所述数据存储器、所述程序存储器、所述电可擦存储器位于所述微处理器单元中；所述预设整定值包括过载长延时电流值、短路短延时电流值、短路瞬时电流值。

8.根据权利要求6所述的智能控制断路器，其特征在于，在限载跳闸状况下，若负载仍超过设定电流值，重新合闸后，发出报警信号，达到设定时间后执行跳闸。

9.根据权利要求1所述的智能控制断路器，其特征在于，所述开关量输入单元将开关量经过光电隔离输入至微处理器单元并由所述微处理器单元根据所述开关量判断断路器状态；所述微处理器单元通过所述通信接口单元与上位管理机或控制调度中心之间进行信息交互。

10.一种智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

微处理器单元对从信号检测采集单元中获取的电信号进行处理并将处理结果与预设整定值进行比较，进而获取比较结果；

所述微处理器单元根据所述比较结果，控制执行输出单元、显示和键盘单元执行对应的操作。