CN105186449A - 一种剩余电流断路器 - Google Patents

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陈杰
田二胜
孙彦彪
汪兴宁
孙金国
张永新
朱国栋
原利敏
边伟
杜路路
王韬尉
张小伟
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Xuji Group Co Ltd
XJ Electric Co Ltd
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Xuji Group Co Ltd
XJ Electric Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种剩余电流断路器，包括信息采集模块、处理器模块、保护模块和至少一个换相装置，处理器模块采样连接信息采集模块，控制连接保护模块，每个换相装置由三个设置在用户端的换相模块组成，每个换相模块均包括换相开关和用于采集对应相上的相位信息的互感器，换相开关对应串接在用户端的一相供电线路上，换相装置与处理器模块通讯连接。通过该断路器不但能够实现断路器常规的功能，即通过检测线路电流实现线路的故障动作保护，而且，还能够实现用户端的换相的控制，解决了三相负载不平衡的问题。该断路器能够节省专用的换相装置，由剩余电流断路器实现换相，节约了投入成本和后续的维护成本。

Description

一种剩余电流断路器
技术领域
本发明涉及一种剩余电流断路器。
背景技术
剩余电流保护断路器是电气行业终端配电装置中使用相当广泛的一种终端保护电器，主要用于防止人身电击事故和火灾隐患。同时在电力行业，需要准确掌握断路器的运行情况和负载情况，以便能够预防性的作出相关处理；同时在线路发生故障时，能够及时发现并处理。例如申请号为201020144929.9的中国专利申请文件公开了一种微型剩余电流保护断路器，包括信息采集模块、处理器模块和保护模块，信息采集模块采集线路上的电流信息，并将采集到的信息传输给处理器模块，处理器模块对该信息进行分析和判断，当满足一定条件时，控制保护模块进行保护动作。
另外，随着人民生活水平的不断提高，家用电器的负荷和随机性很大，容易造成电力网三相不平衡，电压波形产生畸变，线损增加，甚至可能引起中性线烧断，大面积停电，烧毁家用电器等严重后果。为了解决上述问题，目前都是使用换相装置进行换相，但是换相装置是一个也是独立的装置，在配备剩余电流断路器的基础上再配备换相装置会增加投入成本以及后续的维护成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种剩余电流断路器，用以解决同时配备剩余电流断路器和换相装置带来的成本增加的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括一种剩余电流断路器，包括用于采集线网端的电流和电压信息的信息采集模块、处理器模块和保护模块，处理器模块采样连接该信息采集模块，控制连接保护模块，所述断路器还包括至少一个换相装置，每个换相装置由三个设置在用户端的换相模块组成，每个换相模块对应一相供电线路，每个换相模块均包括换相开关和用于采集对应相上的相位信息的互感器，所述换相开关串接在对应相的供电线路上，所述换相装置与所述处理器模块通讯连接，具体为：所述处理器模块采样连接互感器，控制连接换相开关。
所述换相装置通过无线通讯模块与所述处理器模块通讯连接。
所述换相开关为开关管。
所述换相开关由一个继电器的触点和一个开关管组成，该开关管与所述继电器的触点并联设置，所述继电器的触点对应串接在用户端的一相供电线路上。
所述换相开关由一个继电器的触点和一对反向并联的开关管组成，该反向并联的开关管与所述继电器的触点并联设置，所述继电器的触点对应串接在用户端的一相供电线路上。
所述互感器为电流互感器，所述电流互感器串接在对应相的线路上。
所述开关管为IGBT。
该剩余电流断路器除了包括常规断路器的组成器件外，比如信息采集模块、处理器模块和保护模块，还包括换相装置，处理器模块与该换相装置通讯连接，通过断路器中的处理器模块的数据处理和控制，能够实现用户端的换相控制，也就是说，通过该断路器不但能够实现断路器常规的功能，即通过检测线路电流实现线路的故障动作保护，而且，还能够实现用户端的换相的控制，解决了三相负载不平衡的问题。该断路器能够节省专用的换相装置，由剩余电流断路器实现换相，节约了投入成本和后续的维护成本。
而且，由于现有技术中必须上送断路器处的电流值以及每个换相装置处的电流值给监控终端，由监控终端比较计算后，向换相装置发出动作指令，该过程较为繁琐，换相效率低；但是，本发明提供的断路器由于没有涉及到监控终端，利用断路器中的处理器实现换相的功能，所以在实际工作时，省去了断路器处电流向监控终端上送这一过程，故而提高了换相控制的实时性和换相的效率，保证了换相的可靠进行。
附图说明
图1是剩余电流断路器的结构示意图；
图2是换相装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示的剩余电流断路器，包括模拟量采集模块、微处理器和保护模块，微处理器采样连接该信息采集模块，控制连接保护模块。其中，保护模块为该断路器的脱扣电路。该断路器还包括换相装置和三相平衡模块，三相平衡模块为无线通讯模块，微处理器通过该无线通讯模块与换相装置通讯连接。通过该无线通讯模块能够实现远程的数据传输以及控制信息的传达。该断路器通常安装在配电网低压侧配电线路上或者配电变压器的低压侧，特别适用于易造成三相不平衡的农网线路。
该断路器包括至少一个换相装置，每个用户端对应一个换相装置，一个用户端可以为一个用户供电，也可以同时为若干个用户供电。不管一个用户端代表几个用户，该断路器均能够进行至少一个用户的换相控制，每个换相装置均利用微处理器中的设定程序进行控制，基于的换相原理相同，为了便于说明，本实施例以断路器包括一个换相装置为例，即以一个用户端的换相为例。
如图2所示，换相装置包括三个换相模块，每个换相模块包括一个换相开关和电流互感器，换相开关由一个继电器的触点和一对反向并联的IGBT组成，该反向并联的IGBT与继电器的触点并联设置，该并联线路串接在用户端的其中一相供电线路上；电流互感器也串接在该相供电线路上。微处理器采样连接电流互感器，控制连接换相开关中的继电器的控制线圈和IGBT。对于其他两个换相模块的连接方式与上述相同。由于用户供电为单相供电，所以，在正常供电情况下，只有一个相上的换相开关导通，其余两个换相开关关断。在进行换相时，将该相供电变为由其余两相中的其中一相供电。
该断路器有两个功能，一个是线路电流保护功能，另一个是换相功能。具体为：
第一个功能：模拟量采集模块实时采集该断路器处的三相电流、电压等模拟量信息，并将采集到的信息传输给微处理器，微处理器对模拟量采集模块上送的模拟量数据分析计算，通过脱扣电路实现对线路或用电设备的漏电、过流、短路、缺相、断零、过压、欠压等故障进行相应地保护动作。
第二个功能：模拟量采集模块实时采集该断路器处的三相电流、电压等模拟量信息，并将采集到的信息传输给微处理器，同时，换相装置中的互感器采集用户端线路上的电流以及相位信息，并将采集到的信息数据通过三相平衡模块传输给微处理器，微处理器对接收到的两处数据按照三相不平衡标准(行业标准15％，系统可设为10％)进行分析计算，当需要换相时，通过三相平衡模块向相应的换相开关传送相应的操作指令以进行换相过程。比如：在初始阶段，用户由A相线路供电，当检测到的用户端的A相上的相位与线网端的A相的相位的误差比设定值大，且需要换为B相，那么，将B相替换为A相，继续为用户供电。
换相过程具体为：
1、在初始阶段，A相的继电器触点K1处于接通状态，A相线路上的IGBT处于断开状态，用户由A相供电。
2、微处理器根据互感器L1和L2采集到的信息判断为三相线路出现不平衡，并且需要将其调整为B相供电时，微处理器给A相的两个反并联的IGBT管Q1和Q2一个触发控制信号，控制这两个IGBT导通，同时给触点K1一个断开信号，控制K1断开，这时A相电流经反并联的IGBT管Q1和Q2继续为用户供电。
3、微处理器根据A相中的电流互感器L1检测到的电流波形，在电流过零点时刻控制断开A相的两个反并联的IGBT管Q1和Q2，同时给B相中的两个反并联的IGBT管Q3和Q4一个触发导通信号，控制Q3和Q4导通，通过B相中的Q3和Q4为用户供电。
4、微处理器给B相中的继电器触点K2一个触发导通信号，控制K2导通，同时给IGBT管Q3和Q4一个关断信号，控制Q3和Q4关断，电流经K2供给给用户，至此，整个换相过程结束。
另外，具体的换相判断条件属于现有技术，并且，其不是本发明的发明点，所以，在该实施例中对于换相判断条件不做详细的描述。
上述实施例中给出了一种换相开关的实施方式，但是本发明并不局限于上述实施方式，该换相开关还可以有以下几种实施方式：1、换相开关只是一个开关管或者一个继电器的触点；2、该换相开关由一个开关管和一个继电器的触点并联组成。
上述与换相开关对应的互感器为电流互感器，能够采集对应相上的电流和相位信息，作为其他的实施例，为了实现检测相位信息，该互感器还可以是电压互感器，在与对应相连接时，采用电压互感器的连接方式。
上述换相开关中的开关管为IGBT，作为其他的实施例，其还可以是其他的全控型器件，比如：MOSFET，或者半控型器件。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种剩余电流断路器，包括用于采集线网端的电流和电压信息的信息采集模块、处理器模块和保护模块，处理器模块采样连接该信息采集模块，控制连接保护模块，其特征在于，所述断路器还包括至少一个换相装置，每个换相装置由三个设置在用户端的换相模块组成，每个换相模块对应一相供电线路，每个换相模块均包括换相开关和用于采集对应相上的相位信息的互感器，所述换相开关串接在对应相的供电线路上，所述换相装置与所述处理器模块通讯连接，具体为：所述处理器模块采样连接互感器，控制连接换相开关。
2.根据权利要求1所述的剩余电流断路器，其特征在于，所述换相装置通过无线通讯模块与所述处理器模块通讯连接。
3.根据权利要求1所述的剩余电流断路器，其特征在于，所述换相开关为开关管。
4.根据权利要求1所述的剩余电流断路器，其特征在于，所述换相开关由一个继电器的触点和一个开关管组成，该开关管与所述继电器的触点并联设置，所述继电器的触点对应串接在用户端的一相供电线路上。
5.根据权利要求1所述的剩余电流断路器，其特征在于，所述换相开关由一个继电器的触点和一对反向并联的开关管组成，该反向并联的开关管与所述继电器的触点并联设置，所述继电器的触点对应串接在用户端的一相供电线路上。
6.根据权利要求1所述的剩余电流断路器，其特征在于，所述互感器为电流互感器，所述电流互感器串接在对应相的线路上。
7.根据权利要求3或4或5所述的剩余电流断路器，其特征在于，所述开关管为IGBT。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107086593A (zh) * 2017-06-05 2017-08-22 泰豪科技股份有限公司 一种具备相间负荷转移功能的断路器
CN113410104A (zh) * 2021-05-14 2021-09-17 国网河北省电力有限公司邯郸供电分公司 基于hplc的云智慧断路装置
CN113572263A (zh) * 2021-07-26 2021-10-29 山东康润电气股份有限公司 一种基于物联网的智能型负荷调度断路器及其物联系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2438252Y (zh) * 2000-08-09 2001-07-04 王旭光 智能相电压定相输入装置
CN101788602A (zh) * 2009-01-23 2010-07-28 三菱电机株式会社 漏电测试装置及具有该装置的漏电断路器、电路断路器、绝缘监视装置
CN201656429U (zh) * 2010-03-30 2010-11-24 杭州申发电气有限公司 微型剩余电流保护断路器
CN102623947A (zh) * 2012-03-29 2012-08-01 临安亿安电力电子科技有限公司 一种带相线切换功能的漏电保护器
CN102842958A (zh) * 2012-09-28 2012-12-26 任佶 机械电子混合式双电源自动转换开关
CN202949229U (zh) * 2012-11-27 2013-05-22 常州市宏大电气有限公司 可控硅复合开关
CN104362751A (zh) * 2014-11-19 2015-02-18 北京中电博达科技有限公司 一种智能切换开关

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2438252Y (zh) * 2000-08-09 2001-07-04 王旭光 智能相电压定相输入装置
CN101788602A (zh) * 2009-01-23 2010-07-28 三菱电机株式会社 漏电测试装置及具有该装置的漏电断路器、电路断路器、绝缘监视装置
CN201656429U (zh) * 2010-03-30 2010-11-24 杭州申发电气有限公司 微型剩余电流保护断路器
CN102623947A (zh) * 2012-03-29 2012-08-01 临安亿安电力电子科技有限公司 一种带相线切换功能的漏电保护器
CN102842958A (zh) * 2012-09-28 2012-12-26 任佶 机械电子混合式双电源自动转换开关
CN202949229U (zh) * 2012-11-27 2013-05-22 常州市宏大电气有限公司 可控硅复合开关
CN104362751A (zh) * 2014-11-19 2015-02-18 北京中电博达科技有限公司 一种智能切换开关

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107086593A (zh) * 2017-06-05 2017-08-22 泰豪科技股份有限公司 一种具备相间负荷转移功能的断路器
CN113410104A (zh) * 2021-05-14 2021-09-17 国网河北省电力有限公司邯郸供电分公司 基于hplc的云智慧断路装置
CN113572263A (zh) * 2021-07-26 2021-10-29 山东康润电气股份有限公司 一种基于物联网的智能型负荷调度断路器及其物联系统

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