CN108074766B - 断路器控制器的脱扣单元及脱扣方法 - Google Patents

Abstract

一种断路器控制器的脱扣单元，包括主控模块、采集模块、特性曲线选择模块、特性曲线显示模块以及存储模块，所述采集模块与主控模块相连接能将采集到的电流信号输入至主控模块，所述的存储模块用于存储多组脱扣特性曲线数据，每组脱扣特性曲线数据中分别包括脱扣电流I和对应的脱扣时间T。所述的特性曲线显示模块用于显示存储模块中的多组脱扣特性曲线数据，所述的特性曲线选择模块与主控模块相连接，主控模块根据采集模块采集的电流信号进行热容累加并与特性曲线选择模块选取的脱扣特性曲线数据对比，进而在达到长延时脱扣阈值时完成脱扣执行。本发明提供一种操作简便、功能稳定、结构简单的断路器控制器的脱扣单元及脱扣方法。

Description

断路器控制器的脱扣单元及脱扣方法

技术领域

本发明涉及低压电器领域，特别是一种断路器控制器的脱扣单元及脱扣方法。

背景技术

断路器控制器的保护功能及工作过程是否稳定都会对整个配电系统产生较大影响。配电系统要求断路器控制器能够有效地对系统中的故障进行判别、分析、延迟或者瞬时保护，还需要满足保护方式的多样性，具体表现为对电流阈值的设定，对延时时间的设定，对断路器保护曲线的设定。现有的断路器控制器的长延时保护功能特性曲线较为单一，不能够满足保护方式的多样性。还有的断路器控制器设有多种功能特性曲线，但这几种曲线实际操作使用复杂，并且不能相互组合使用，降低了断路器控制器的使用效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种操作简便、功能稳定、结构简单的断路器控制器的脱扣单元及脱扣方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种断路器控制器的脱扣单元，包括主控模块1、采集模块2、特性曲线选择模块3、特性曲线显示模块4以及存储模块5，所述采集模块2与主控模块1相连接能将采集到的电流信号输入至主控模块1，所述的存储模块5用于存储多组脱扣特性曲线数据，每组脱扣特性曲线数据中分别包括脱扣电流I和对应的脱扣时间T。所述的特性曲线显示模块4用于显示存储模块5中的多组脱扣特性曲线数据，所述的特性曲线选择模块3与主控模块1相连接，主控模块1根据采集模块2采集的电流信号进行热容累加并与特性曲线选择模块3选取的脱扣特性曲线数据对比，进而在达到长延时脱扣阈值时完成脱扣执行。

进一步，所述的特性曲线显示模块4包括多个曲线显示部41、采集状态指示部42和曲线状态指示部43，每个曲线显示部41分别用于显示存储模块5中的一组脱扣特性曲线数据，所述的采集状态指示部42与主控模块1相连接用于显示采集到的电流信号及脱扣状态信号，所述的曲线状态指示部43与主控模块1相连接用于显示每组脱扣特性曲线数据的使用状态。

进一步，所述的特性曲线显示模块4安装在基板44上，所述的采集状态指示部42和曲线状态指示部43分别安装在基板44的两端，所述的曲线显示部41安装在基板的中部，并且特性曲线选择模块3安装在基板44设有曲线状态指示部43端部的一侧。

进一步，所述的主控模块1与通讯模块6相连接，所述的通讯模块6能够与上位机或外部存储设备相连接用于将脱扣特性曲线数据输入至存储模块5，并且主控模块1内设有绘图器11，所述的绘图器11能将脱扣特性曲线数据在特性曲线显示模块4上绘制成脱扣特性曲线。

进一步，所述的特性曲线选择模块3是按键操作开关，所述的采集模块2包括安装在断路器母排上的互感器。

本发明还包括一种断路器控制器的脱扣方法，包括以下步骤：

a.采集模块2采集断路器母排上的电流信号。

b.在特性曲线显示模块4上分别显示存储模块5中每组脱扣特性曲线数据及对应脱扣特性曲线。

c.将采集模块2上的电流信号进行热容累加并与特性曲线显示模块4上显示的脱扣特性曲线数据进行比较，在达到长延时脱扣阈值时执行完成脱扣动作。

进一步，步骤c中每经过采样时间T1进行一次离散变量采集并存储采集结果，再经过计算时间T2进行一次电流计算，计算得出各相母排中的最大电流Imax，当最大电流Imax大于1.3倍的电流整定值Ir时，对所选取的脱扣特性曲线进行相应离散点的热容计算，并把每一次热容运算的结果进行累加，当热容累加值达到热容累加设定值时执行脱扣操作。

进一步，步骤c中在执行脱扣操作之前还能够通过特性曲线选择模块3修改选取其他脱扣特性曲线数据执行脱扣操作。

本发明的断路器控制器的脱扣单元通过特性曲线显示模块及特性曲线选择模块，实现了不同脱扣特性曲线数据的便捷组合使用，保证了脱扣特性曲线数据选择的直观性与合理性，并且还能够实现特性曲线的组合使用，提高了脱扣单元的工作效率及脱扣执行的稳定可靠性。本发明还涉及的断路器控制器的脱扣方法通过根据显示的电流信号及脱扣特性曲线数据，实现了脱扣特性曲线的简便选取，提高了脱扣单元的使用效率。

附图说明

图1是本发明的功能结构示意图；

图2是本发明的特性曲线显示模块的结构示意图；

图3是本发明的脱扣方法的流程图；

图4是本发明的脱扣执行的流程图。

具体实施方式

以下结合附图1至4给出本发明的实施例，进一步说明本发明的断路器控制器的脱扣单元及脱扣方法具体实施方式。本发明的断路器控制器的脱扣单元及脱扣方法不限于以下实施例的描述。

图1中的断路器控制器的脱扣单元，包括主控模块1、采集模块2、特性曲线选择模块3、特性曲线显示模块4以及存储模块5，所述采集模块2与主控模块1相连接能将采集到的电流信号输入至主控模块1，所述的存储模块5用于存储多组脱扣特性曲线数据，每组脱扣特性曲线数据中分别包括脱扣电流I和对应的脱扣时间T，每组脱扣特性曲线数据能够绘制成一个脱扣特性曲线。具体地，所述的特性曲线显示模块4包括用于显示存储模块5中的多组脱扣特性曲线数据，所述的特性曲线选择模块3与主控模块1相连接，主控模块1根据采集模块2采集的电流信号进行热容累加并与特性曲线选择模块3选取的脱扣特性曲线数据对比，进而在达到长延时脱扣阈值时完成脱扣执行。曲线显示部与特性曲线选择操作模块配合使用提高了脱扣单元操作使用的简便性，保证了脱扣特性曲线数据选择的直观性与合理性，同时在执行脱扣操作之前还能够根据采集到母排实际电流的热容累加值，对特性曲线的选择随时进行动态调整，实现多种特性曲线组合使用的目的。

图2中的特性曲线显示模块4包括多个曲线显示部41、采集状态指示部42和曲线状态指示部43，每个曲线显示部41分别用于显示存储模块5中的一组脱扣特性曲线数据，所述的采集状态指示部42与主控模块1相连接用于显示采集到的电流信号及脱扣状态信号，其中电流信号包括采集模块2所采集到母排电流的大小，脱扣状态信号包括在长延时脱扣时对应特性曲线的热容累加值，热容累加值能够反应脱扣时间T，电流信号大于一定电流值时会进行热容累加并得到一个离散的热容累加值，电流信号进行热容累加所得到的热容累加值与所选取的脱扣特性曲线数据进行对比，当热容累加值达到设定阈值时控制器驱动脱扣器完成断路器脱扣，所述的曲线状态指示部43与主控模块1相连接用于显示每组脱扣特性曲线数据的使用状态，所述的使用状态可以是特性曲线开关状态量指示，长延时脱扣时根据采集状态指示部42显示的参数状态通过特性曲线选择模块3调整选取脱扣特性曲线数据，例如根据得到的热容累加值可以通过特性曲线选择模块3选取能执行脱扣的脱扣曲线执行完成脱扣动作。具体地，图2中特性曲线显示模块4的一种具体实施例包括四个曲线显示部41，四个曲线显示部41呈两行两列分布设置。优选地，特性曲线显示模块4安装在基板44上，所述的采集状态指示部42和曲线状态指示部43分别安装在基板44的两端，曲线显示部41安装在基板的中部，并且特性曲线选择模块3安装在基板44设有曲线状态指示部43端部的一侧。特别地，在选取脱扣特性曲线时将根据电流信号所得到的离散热容累加值与每组脱扣特性曲线数据逐一进行比较，选择能够立即执行脱扣或者执行脱扣时间最短的脱扣特性曲线执行完成脱扣动作，实现了当热容累加值满足任意脱扣特性曲线的长延时脱扣阈值时即可执行脱扣，进一步，在已经选取一种脱扣特性曲线并准备执行脱扣时，还可以根据采集状态指示部42及曲线显示部41的参数信息重新调整选取另一种特性曲线完成脱扣执行。曲线显示部、采集状态指示部和曲线状态指示部使得特性曲线选择模块的操作简便直观，提高了脱扣单元的使用效率，并且特性曲线显示模块的安装结构简单，进一步提高了使用稳定性。

图1中的主控模块1与通讯模块6相连接，所述的通讯模块6能够与上位机或外部存储设备相连接用于将脱扣特性曲线数据输入至存储模块5，并且主控模块1内设有绘图器11，所述的绘图器11能将脱扣特性曲线数据在特性曲线显示模块4上绘制成脱扣特性曲线。优选地，特性曲线选择模块3是按键操作开关，所述的采集模块2包括安装在断路器母排上的互感器。主控模块1还与脱扣驱动单元相连接，脱扣驱动单元能够在长延时脱扣动作时驱动断路器的脱扣器完成脱扣执行。通讯模块提高了断路器控制器的实用性。

本发明还包括一种采用上述断路器控制器的脱扣单元进行的断路器控制器的脱扣方法。如图3所示包括以下步骤：

a.采集模块2采集断路器母排上的电流信号。

b.在特性曲线显示模块4上分别显示存储模块5中每组脱扣特性曲线数据及对应脱扣特性曲线。

c.将采集模块2上的电流信号进行热容累加并与特性曲线显示模块4上显示的脱扣特性曲线数据进行比较，在达到长延时脱扣阈值时执行完成脱扣动作。通过特性曲线选择模块3选取脱扣特性曲线数据进行监控并执行完成脱扣动作，同时在曲线状态指示部43上显示所选取的脱扣特性曲线为打开状态，优选地，步骤c中在执行脱扣操作之前还能够通过特性曲线选择模块3修改选取其他脱扣特性曲线数据执行脱扣操作。

根据显示的电流信号及脱扣特性曲线数据，实现了脱扣特性曲线的简便选取，提高了脱扣单元的使用效率。模拟值能够辅助用户选择特性曲线提高实用性，同时执行脱扣操作之前能够对特性曲线进行动态调整进一步提高了脱扣单元的使用效率。

步骤c中每经过采样时间T1进行一次离散变量采集并存储采集结果，再经过计算时间T2进行一次电流计算，计算得出各相母排中的最大电流Imax，当最大电流Imax大于1.3倍的电流整定值Ir时，对所选取的脱扣特性曲线进行相应离散点的热容计算，并把每一次热容运算的结果进行累加，当热容累加值达到热容累加设定值时执行脱扣操作，从而实现保护断路器系统的目的。优选地，当最大电流Imax小于1.05倍的电流整定值Ir时，按照线形递减方式减少热容累加值，并且采样时间T1取值为312.5μs，计算时间T2取值为20ms。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种断路器控制器的脱扣单元，其特征在于：包括主控模块(1)、采集模块(2)、特性曲线选择模块(3)、特性曲线显示模块(4)以及存储模块(5)，所述采集模块(2)与主控模块(1)相连接能将采集到的电流信号输入至主控模块(1)，所述的存储模块(5)用于存储多组脱扣特性曲线数据，每组脱扣特性曲线数据中分别包括脱扣电流I和对应的脱扣时间T；

所述的特性曲线显示模块(4)用于显示存储模块(5)中的多组脱扣特性曲线数据，所述的特性曲线选择模块(3)与主控模块(1)相连接，主控模块(1)根据采集模块(2)采集的电流信号进行热容累加并与特性曲线选择模块(3)选取的脱扣特性曲线数据对比，进而在达到长延时脱扣阈值时完成脱扣执行；

所述特性曲线显示模块(4)包括多个曲线显示部(41)和曲线状态指示部(43)，每个曲线显示部(41)分别用于显示存储模块(5)中的一组脱扣特性曲线数据，所述的曲线状态指示部(43)与主控模块(1)相连接用于显示每组脱扣特性曲线数据的使用状态。

2.根据权利要求1所述的断路器控制器的脱扣单元，其特征在于：所述的特性曲线显示模块(4)还包括采集状态指示部(42)，所述的采集状态指示部(42)与主控模块(1)相连接用于显示采集到的电流信号及脱扣状态信号。

3.根据权利要求2所述的断路器控制器的脱扣单元，其特征在于：所述的特性曲线显示模块(4)安装在基板(44)上，所述的采集状态指示部(42)和曲线状态指示部(43)分别安装在基板(44)的两端，所述的曲线显示部(41)安装在基板的中部，并且特性曲线选择模块(3)安装在基板(44)设有曲线状态指示部(43)端部的一侧。

4.根据权利要求1所述的断路器控制器的脱扣单元，其特征在于：所述的主控模块(1)与通讯模块(6)相连接，所述的通讯模块(6)能够与上位机或外部存储设备相连接用于将脱扣特性曲线数据输入至存储模块(5)，并且主控模块(1)内设有绘图器(11)，所述的绘图器(11)能将脱扣特性曲线数据在特性曲线显示模块(4)上绘制成脱扣特性曲线。

5.根据权利要求1所述的断路器控制器的脱扣单元，其特征在于：所述的特性曲线选择模块(3)是按键操作开关，所述的采集模块(2)包括安装在断路器母排上的互感器。

6.一种采用权利要求1-5任一项断路器控制器的脱扣单元进行的断路器控制器的脱扣方法，包括以下步骤：

a.采集模块(2)采集断路器母排上的电流信号；

b.在特性曲线显示模块(4)上分别显示存储模块(5)中每组脱扣特性曲线数据及对应脱扣特性曲线；

c.将采集模块(2)上的电流信号进行热容累加并与特性曲线显示模块(4)上显示的脱扣特性曲线数据进行比较，在达到长延时脱扣阈值时执行完成脱扣动作。

7.根据权利要求6所述的断路器控制器的脱扣方法，其特征在于：步骤c中每经过采样时间T1进行一次离散变量采集并存储采集结果，再经过计算时间T2进行一次电流计算，计算得出各相母排中的最大电流Imax，当最大电流Imax大于1.3倍的电流整定值Ir时，对所选取的脱扣特性曲线进行相应离散点的热容计算，并把每一次热容运算的结果进行累加，当热容累加值达到热容累加设定值时执行脱扣操作。

8.根据权利要求6所述的断路器控制器的脱扣方法，其特征在于：步骤c中在执行脱扣操作之前还能够通过特性曲线选择模块(3)修改选取其他脱扣特性曲线数据执行脱扣操作。