CN113506710A - 一种智能断路器本体和智能断路器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能断路器本体，包括：电流互感器，一次侧与电力线路相连接，二次侧与电流互感器二次接线模块的一端相连接，用于采集所述电力线路的电流信号；电流互感器二次接线模块，另一端与外接的计量模块相连接，用于为所述电流互感器的二次侧提供续流回路，以防止所述电流互感器的二次侧开路。本发明还提供了一种具有高精度计量功能的智能断路器装置，包括：计量模块和如上所述的断路器本体；计量模块，用于当计量模块和电流互感器不匹配时，获取电流互感器的标定信息，并根据所述标定信息计算和更新所述计量模块中的计量芯片的校表信息，以使得所述计量芯片根据更新后的校表信息以及电力线路的电流数据和电压数据进行电能的精确计量。
Description
技术领域
本发明涉及低压配电技术领域，并且更具体地，涉及一种智能断路器本体和智能断路器装置。
背景技术
智能电能表作为电网公司覆盖最全面的器件，每年更换或新装的数量不菲，考虑到整体新形势，如何快速有效、实时在线并投资尽量少的情况下验证电能表精度，科学合理的延长电能表使用年限已经成为重点考虑的问题。
电力系统智能化、网络化的发展，给断路器提出了计量的要求。由于断路器本身为电流保护设备，如何在不影响断路器本身保护性能的基础上实现良好的计量功能被提上日程；同时，为了保证电力系统的不间断供电，也对计量模块提出了在线可热拔插的要求。但是现场更换可拔插的计量模块时，电流互感器的二次侧呈开路状态，电压增大，易造成断路器本体的损坏。
发明内容
本发明提出一种智能断路器本体和智能断路器装置，以解决如何实现对智能断路器进行保护和提升计量功能的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种智能断路器本体，所述断路器本体包括：电流互感器和电流互感器二次接线模块；其中，
所述电流互感器，一次侧与电力线路相连接，二次侧与所述电流互感器二次接线模块的一端相连接，用于采集所述电力线路的电流信号，以获取电流数据；
所述电流互感器二次接线模块，另一端与外接的计量模块相连接，用于为所述电流互感器的二次侧提供续流回路，以防止所述电流互感器的二次侧开路。
优选地，其中所述电流互感器二次侧接线模块和电流互感器一一对应；所述电力线路的每相导线上均设置有一个电流互感器。
优选地，其中所述电流互感器二次接线模块为电容电路、电阻电路、阻容电路或二极管电路。
优选地，其中当所述电流互感器二次接线模块为二极管电路时，所述电流互感器二次接线模块包括：第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极和第二二极管的阴极与所述电流互感器的二次侧相连接；所述第一二极管的阴极和第二二极管的阳极与所述电流互感器的二次侧相连接。
优选地，其中所述断路器本体，还包括：
第一存储模块，用于存储所述电流互感器的标定信息。
优选地，其中所述断路器本体，还包括：
电压直接转换模块，一端与电力线路相连接，另一端与所述计量模块相连接，用于采集所述电力线路的电压信号，以获取电压数据。
优选地，其中所述断路器本体，还包括：控制模块和脱扣机构；
所述控制模块，用于当确定断路器本体的主回路电流异常时，发送脱扣控制指令至所述脱扣机构，以控制所述脱扣机构脱扣；
所述脱扣机构，用于根据所述脱扣控制指令进行脱扣操作。
优选地，其中所述断路器本体，还包括：
接口模块，与所述计量模块相连接，为焊接于特征记录板的焊盘上的插座或插针，用于实现所述断路器本体和计量模块之间的数据通信；其中，所述断路器本体与计量模块通过所述接口模块呈插拔连接。
根据本发明的另一个方面，提供了一种具有高精度计量功能的智能断路器装置，所述装置包括：所述计量模块和如上任一项所述的断路器本体；其中，
所述计量模块，用于当所述计量模块和电流互感器不匹配时，获取所述电流互感器的标定信息，并根据所述标定信息计算和更新所述计量模块中的计量芯片的校表信息，以使得所述计量芯片根据更新后的校表信息以及电力线路的电流数据和电压数据进行电能的精确计量。
优选地，其中所述计量模块，还包括：
通讯线路，用于实现所述计量模块与上位机之间的通讯；
供电模块，用于为所述计量模块供电。
本发明提供了一种智能断路器本体，设计了电流互感器二次接线模块，能够在可拔插的计量模块拔下时为电流互感器的二次侧提供续流回路，防止电流互感器的二次侧开路。本发明还提供了一种具有高精度计量功能的智能断路器装置，包括计量模块和断路器本体；计量模块能够在当所述计量模块和电流互感器不匹配时，获取所述电流互感器的标定信息，并根据所述标定信息计算和更新所述计量模块中的计量芯片的校表信息，从而使得所述计量芯片根据更新后的校表信息以及电力线路的电流数据和电压数据进行电能的精确计量，提高了断路器高精度计量能力。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的智能断路器本体100的结构示意图；
图2为根据本发明实施方式的智能断路器装置的示例图；
图3为根据本发明实施方式的智能断路器装置的示例图；
图4为根据本发明实施方式的电流互感器二次接线模块为二极管电路的电路图；
图5为根据本发明实施方式的电流互感器二次接线模块为电阻电路的电路图；
图6为根据本发明实施方式的智能断路器装置的示意图；
图7为根据本发明实施方式的计量模块的结构示意图；
图8为根据本发明实施方式的计量模块的结构示意图.
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
本发明提供了一种智能断路器本体，设计了电流互感器二次接线模块，能够在可拔插的计量模块拔下时为电流互感器的二次侧提供续流回路，防止电流互感器的二次侧开路。本发明还提供了一种具有高精度计量功能的智能断路器装置，包括计量模块和断路器本体；计量模块能够在当所述计量模块和电流互感器不匹配时，获取所述电流互感器的标定信息，并根据所述标定信息计算和更新所述计量模块中的计量芯片的校表信息，从而使得所述计量芯片根据更新后的校表信息以及电力线路的电流数据和电压数据进行电能的精确计量，提高了断路器高精度计量能力。
图1为根据本发明实施方式的智能断路器本体100的结构示意图。如图1所示，本发明实施方式提供的智能断路器本体100，包括：电流互感器101和电流互感器二次接线模块102。
优选地，所述电流互感器101，一次侧与电力线路相连接，二次侧与所述电流互感器二次接线模块的一端相连接，用于采集所述电力线路的电流信号，以获取电流数据。
优选地，所述电流互感器二次接线模块102，另一端与外接的计量模块相连接，用于为所述电流互感器的二次侧提供续流回路，以防止所述电流互感器的二次侧开路。
在本发明中，在短路器本体中设置电流互感器二次接线模块，电流互感器二次接线模块一端与电流互感器相连接，另一端与外界的计量模块相连接，能够用于当外界的可拔插的计量模块拔下时，为所电流互感器二次侧提供续流回路，防止电流互感器二次侧开路。
优选地，其中所述电流互感器二次侧接线模块和电流互感器一一对应；所述电力线路的每相导线上均设置有一个电流互感器。
优选地，其中所述电流互感器二次接线模块为电容电路、电阻电路、阻容电路或二极管电路。
优选地，其中当所述电流互感器二次接线模块为二极管电路时，所述电流互感器二次接线模块包括：第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极和第二二极管的阴极与所述电流互感器的二次侧相连接；所述第一二极管的阴极和第二二极管的阳极与所述电流互感器的二次侧相连接。
优选地，其中所述断路器本体100，还包括：
第一存储模块，用于存储所述电流互感器的标定信息。
优选地，其中所述断路器本体100，还包括：
电压直接转换模块，一端与电力线路相连接，另一端与所述计量模块相连接，用于采集所述电力线路的电压信号，以获取电压数据。
优选地，其中所述断路器本体100，还包括：控制模块和脱扣机构；
所述控制模块，用于当确定断路器本体的主回路电流异常时，发送脱扣控制指令至所述脱扣机构，以控制所述脱扣机构脱扣；
所述脱扣机构，用于根据所述脱扣控制指令进行脱扣操作。
优选地，其中所述断路器本体100，还包括：
接口模块，与所述计量模块相连接，为焊接于特征记录板的焊盘上的插座或插针，用于实现所述断路器本体和计量模块之间的数据通信；其中，所述断路器本体与计量模块通过所述接口模块呈插拔连接。
结合图2所示，在本发明实施方式的断路器本体1包括：电流互感器 13、电流互感器二次接线模块151、接口模块14、控制模块11和脱扣机构 12。其中，电流互感器二次接线模块集成在特征记录板15上。其中，特征记录板15内部存储电流互感器13的当前标定信息，其第一端与电力线路连接，其第二端通过电流互感器13与电力线路连接，其第三端通过接口模块14与可拔插的计量模块2的第一端连接。特征记录板15内部设置电流互感器二次接线模块151，其第一端与电流互感器的二次侧连接，其第二端与接口模块14连接，用于当可拔插的计量模块2拔下时，为电流互感器二次侧构成续流回路。在实际工况中，当断路器连接于三相电力线路中时，特征记录板15内置三个电流互感器二次接线模块151，以便当可拔插的计量模块2拔下时，为电流互感器13二次侧提供续流回路。
如图2所示，可拔插的计量模块22的第二端与控制模块11的第一端连接，用于采集电力线路的电压及电流，根据当前标定信息计算计量芯片的校表信息，并将计算出的校表信息写入计量芯片，使计量芯片根据校表信息进行电能计量。
在实际工况中，本发明实施例的电流互感器13应为3个，每个电流互感器13的一次侧串接入一相交流电力线路中，并且特征记录板15中包含三个电流互感器13二次接线模块。
为了实现断路器本体1内的电流互感器13和待更换的计量模块之间的精度偏差相匹配，本发明实施例的特征记录板15中存储每个电流互感器 13的当前标定信息，当待更换的计量模块(可拔插的计量模块2)插入至接口模块14时，可拔插的计量模块2与特征记录板15相连接，此时电流互感器13的当前标定信息传输至可拔插的计量模块2中，且可拔插的计量模块2通过特征记录板15及电流互感器13与电力线路连接，可拔插的计量模块2采集电力线路的电压及电流，并基于根据当前标定信息、电力线路的电压及电流，计算电力线路的电气参数。其中，接口模块14为焊接于特征记录板15的焊盘上的插座或插针。
如图2所示，本发明实施例的控制模块11的第二端与脱扣机构12连接，用于当确定断路器本体的主回路电流异常时，发送脱扣控制指令至所述脱扣机构，以控制脱扣机构12脱扣。
如图3所示，本发发明实施例的特征记录板15，还包括电压直接转接模块152和存储模块153(即第一存储模块)。电压直接转接模块152，其第一端与电力线路连接，其第二端与接口模块14连接，用于将电力线路的电压通过接口模块14输送至可拔插的计量模块2。存储模块153，其与接口模块14连接，其内部存储电流互感器13的当前标定信息。
本发明实施例中，当对电流互感器13标校时，通过将标准计量装置插入接口模块14中，并利用校准台根据不同的预设电气参数模拟电力线路的多种工况，标准计量装置采集多种工况的电力线路电压及电流，并依据电力线路电压、电流，以及对应的预设电气参数，得到电流互感器13 的当前标定信息。
在一具体实施例中，如图4所示，电流互感器二次接线模块151为二极管电路时，包括：第一二极管D1及第二二极管D2。第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阴极与电流互感器二次侧的第一端连接；第一二极管D1的阴极、第二二极管D2的阳极与电流互感器13二次侧的第一端连接。
图4中的LA+端及LA-端插入至接口模块14中，实际实用中，电流互感器13二次侧不允许开路，在模块进行热拔插时，为了保证互感器二次不开路，电路中布置两个反向并联的二极管，形成二次交流电流的通路，保证安全，另外，两个反向并联的二极管，在电流环感情的二次侧电压较低时，不会对二次侧电信号产生影响。
在一具体实施例中，如图5所示，电流互感器二次接线模块151为电阻电路时，包括：与电流互感器二次侧并联连接的电阻R。将电阻R并联连接至电流互感器的二次侧，从而保证电流互感器二次侧不开路，需要说明的是，本发明实施例还可以采用其他可以为电流互感器13提供续流回路的电路结构。
图6为根据本发明实施方式的智能断路器装置的示意图。如图6所示，本发明提供的具有高精度计量功能的智能断路器装置600，包括：所述计量模块601和断路器本体602。所述断路器本体602与上述的任一种断路器本体100一致，在此不再赘述。
优选地，所述计量模块601，用于当所述计量模块和电流互感器不匹配时，获取所述电流互感器的标定信息，并根据所述标定信息计算和更新所述计量模块中的计量芯片的校表信息，以使得所述计量芯片根据更新后的校表信息以及电力线路的电流数据和电压数据进行电能的精确计量。
优选地，其中所述计量模块601，还包括：
通讯线路，用于实现所述计量模块与上位机之间的通讯。
优选地，其中所述计量模块601，还包括：
供电模块，用于为所述计量模块供电。
在本发明中，具有高精度计量功能的智能断路器装置，包括：断路器本体和可拔插的计量模块，断路器本体与上述的断路器本体一致，在此不再赘述。结合图2-7所示，可拔插的计量模块2与断路器本体1相连接，用于当所述计量模块和电流互感器不匹配时，获取所述电流互感器的标定信息，并根据所述标定信息计算和更新所述计量模块中的计量芯片的校表信息，以使得所述计量芯片根据更新后的校表信息以及电力线路的电流数据和电压数据进行电能的精确计量。
在本发明中，如图7所示，可拔插的计量模块2包括：采集电路21 和计量电路22。采集电路21的第一端通过接口模块14与电压直接转接模块152及电流互感器二次接线模块151连接，其第二端与计量电路22的第一端连接，用于采集电力线路的电压及电流。计量电路22的第一端通过接口模块14与存储模块153连接，其第二端与控制模块11连接，用于根据当前标定信息、电力线路的电压及电流，计算电力线路的电气参数，进行电能的精确计量。计量电路根据当前标定信息首先对采集的电压电流进行修订，并依据修订后的电压及电流计算电力线路的电气参数。
在一具体实施例中，如图8所示，可拔插的计量模块2还包括：供电电路23及通讯电路24，其中，供电电路23，用于为计量电路22及采集电路21供电；通讯电路24，用于实现计量电路与上位机之间的通讯。
本发明发明提供的断路器本体，内置的特征记录板不仅作为电力线路与可拔插的计量模块之间的连接纽带、电流互感器与可拔插的计量模块之间的连接纽带，还内存电流互感器的当前标定信息，可拔插的计量模块根据当前标定信息计算计量芯片的校表信息，并将校表信息写入计量芯片，由计量芯片根据所述标定信息计算和更新所述计量模块中的计量芯片的校表信息，以使得所述计量芯片根据更新后的校表信息以及电力线路的电流数据和电压数据进行电能的精确计量，从而提高了断路器高精度计量能力，以防止可拔插的计量模块与电流互感器不匹配造成断路器误动作的情况；特征记录板内置电流互感器二次接线模块，以便在可拔插的计量模块拔下时，为电流互感器二次侧提供续流回路，防止电流互感器二次侧开路。
本发明的目的在于，基于用电系统体系实际情况，以支撑智能电能表失准更换业务、提升用电管理和台区线损为导向，部署高精度智能断路器，依托原有电能表、用采系统进行互通，实现以以电能计量箱为节点，构建新的用电管理架构，实现节电压、电流、电能等监测，分段精益化数据管理。以计量箱为单元边界，管控计量箱内部的电能表准确度。通过增加高精度智能断路器可实现计量箱、开关、电能表的对应关系，便于用电资产的进一步精细化管理。高精度智能断路器计量精度满足0.5级，与同计量箱电能表数据同源，时间同期，被采集的数据在保证精度的情况下，可与对应电能表进行对比分析。
本发明的关于电流互感器参数性能对分体计量模块精度影响，包含以下部分：1：对电流互感器的性能通过标准或规范来统一规定性能参数，以适用与不同精度等级要求的计量模块。2：计量模块出厂前，用标准源和精度性能高于计量模块精度等级2倍以上的电流互感器对计量模块进行校准，将其校表参数标识在计量模块上。3：量测断路器本体出厂前，用标准源和精度性能高于计量模块精度等级2倍以上的计量模块对本体内的互感器进行校准，将其当前标定参数标识在本体内置的特征记录板上。 4：在安装现场，插入或更换新的计量模块，即插即用，完成计量模块的现场更换。
另外包含电流互感器的比差应维持在比差范围内，尽量正偏，以提高整体计量模块的精度。对电流互感器做以适当的横磁场处理，提升互感器的性能及一致性。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该 [装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种智能断路器本体，其特征在于，所述断路器本体包括：电流互感器和电流互感器二次接线模块；其中，
所述电流互感器，一次侧与电力线路相连接，二次侧与所述电流互感器二次接线模块的一端相连接，用于采集所述电力线路的电流信号，以获取电流数据；
所述电流互感器二次接线模块，另一端与外接的计量模块相连接，用于为所述电流互感器的二次侧提供续流回路，以防止所述电流互感器的二次侧开路。
2.根据权利要求1所述的断路器本体，其特征在于，所述电流互感器二次侧接线模块和电流互感器一一对应；所述电力线路的每相导线上均设置有一个电流互感器。
3.根据权利要求1所述的断路器本体，其特征在于，所述电流互感器二次接线模块为电容电路、电阻电路、阻容电路或二极管电路。
4.根据权利要求1所述的关路器本体，其特征在于，当所述电流互感器二次接线模块为二极管电路时，所述电流互感器二次接线模块包括：第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极和第二二极管的阴极与所述电流互感器的二次侧相连接；所述第一二极管的阴极和第二二极管的阳极与所述电流互感器的二次侧相连接。
5.根据权利要求1所述的断路器本体，其特征在于，所述断路器本体，还包括：
第一存储模块，用于存储所述电流互感器的标定信息。
6.根据权利要求1所述的断路器本体，其特征在于，所述断路器本体，还包括：
电压直接转换模块，一端与电力线路相连接，另一端与所述计量模块相连接，用于采集所述电力线路的电压信号，以获取电压数据。
7.根据权利要求1所述的断路器本体，其特征在于，所述断路器本体，还包括：控制模块和脱扣机构；
所述控制模块，用于当确定断路器本体的主回路电流异常时，发送脱扣控制指令至所述脱扣机构，以控制所述脱扣机构脱扣；
所述脱扣机构，用于根据所述脱扣控制指令进行脱扣操作。
8.根据权利要求1所述的断路器本体，其特征在于，所述断路器本体，还包括：
接口模块，与所述计量模块相连接，为焊接于特征记录板的焊盘上的插座或插针，用于实现所述断路器本体和计量模块之间的数据通信；其中，所述断路器本体与计量模块通过所述接口模块呈插拔连接。
9.一种具有高精度计量功能的智能断路器装置，其特征在于，所述装置包括：所述计量模块和如权利要求1-8中任一项所述的断路器本体；其中，
所述计量模块，用于当所述计量模块和电流互感器不匹配时，获取所述电流互感器的标定信息，并根据所述标定信息计算和更新所述计量模块中的计量芯片的校表信息，以使得所述计量芯片根据更新后的校表信息以及电力线路的电流数据和电压数据进行电能的精确计量。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述计量模块，还包括：
通讯线路，用于实现所述计量模块与上位机之间的通讯；
供电模块，用于为所述计量模块供电。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202110437577.9A CN113506710A (zh) | 2021-04-22 | 2021-04-22 | 一种智能断路器本体和智能断路器装置 |
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| CN202110437577.9A CN113506710A (zh) | 2021-04-22 | 2021-04-22 | 一种智能断路器本体和智能断路器装置 |
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| CN113506710A true CN113506710A (zh) | 2021-10-15 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114062752A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-18 | 浙江天正电气股份有限公司 | 互感器处理方法和互感器与计量芯的一致性实现方法 |
| CN115224664A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-21 | 山东电工电气集团新能科技有限公司 | 10kV柱上断路器CT二次侧开路的保护方法 |
| CN115224664B (zh) * | 2022-06-30 | 2024-05-14 | 山东电工电气集团新能科技有限公司 | 10kV柱上断路器CT二次侧开路的保护方法 |
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2021
- 2021-04-22 CN CN202110437577.9A patent/CN113506710A/zh active Pending
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