CN201656417U - 永磁真空断路器的微机保护测控装置 - Google Patents

永磁真空断路器的微机保护测控装置 Download PDF

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张高锋
张彦森
孙丽梅
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Abstract

本实用新型公开了一种永磁真空断路器的微机保护测控装置，包括数据采集单元、CPU、通讯单元、信号输出输入单元、电源管理单元、电压互感器、太阳能电源和蓄电池；数据采集单元的输出连接CPU，CPU连接通讯单元、信号输出单元和电源管理单元，电源管理单元连接电压互感器、太阳能电源和蓄电池，信号输出单元的输出连接真空断路器控制回路。本实用新型通过CPU直接控制永磁真空断路器控制回路，通过电压互感器和太阳能电源供电，因此本实用新型体积小，成本低，稳定性和可靠性好，实现了对测控装置的长时不间断供电。

Description

永磁真空断路器的微机保护测控装置 
技术领域
本实用新型涉及微机馈线测控装置，特别涉及一种永磁真空断路器的微机保护测控装置。 
背景技术
目前，永磁真空断路器的结构简单，其元件极少，动作过程简单，用其做的开关零件比弹簧机构减少80％，从而保证运行中的故障率极低，基本可达到免维护。另外其寿命特长，超过十万次，这就为研制真正免维护超长寿命的真空开关奠定了良好的基础。近几年来，永磁机构在12kV电压等级的断路器上已广泛应用，表明其与真空灭弧室配合的优点是非常明显的。永磁机构本体的可靠性同弹簧机构相比有非常明显的提高。但是其应用和推广过程中也遇到了一些问题，导致其推广应用受到一定程度的限制。如何解决好这些问题成为永磁机构发展和推广应用的关键。永磁机构推广遇到的最大的问题是控制回路的复杂和稳定性问题。永磁机构本身设计的简单化，使得控制回路相对复杂，而且将永磁机构本身可靠性的要求转移到控制回路，一方面导致稳定性和可靠性降低；另一方面，控制回路和保护单元与永磁真空断路器单元分离，通过馈线进行远程控制，但是馈线远程终端在不间断供电方面一般依靠电压互感器取电，当电压互感器一次侧停电时主要依靠蓄电池供电，但蓄电池的能量是一定的，不能长时间供电。同时保护单元与断路器控制单元的分离，使得设备的体积增大，成本增加，能耗大，管理分散，对设备的使用和现场维护造成一定的不便。 
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术中控制回路复杂，稳定性差，不能长时间不间断供电的缺点，提供一种控制回路稳定性好，可靠性高并且通过电压互感器和太阳能电源不间断供电的永磁真空断路器的微机保护测控装置。 
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种永磁真空断路器的微机保护测控装置，包括数据采集单元、CPU、通讯单元、信号输出输入单元、电源管理单元、电压互感器、太阳能电源和蓄电池；数据采集单元的输出连接CPU，CPU分别连接通讯单元、信号输出单元和电源管理单元，电源管理单元连接电压互感器、太阳能电源和蓄电池，信号输出单元的输出连接永磁真空断路器控制回路。 
所述通讯单元包括以太网接口、CAN网接口和RS-85网接口。 
本实用新型通过CPU直接控制永磁真空断路器的控制回路，所以控制回路结构简单和稳定，并且本实用新型体积小，成本低，稳定性和可靠性好；通过电压互感器和太阳能电源为系统提供不间断电源，实现了对测控装置的长时不间断供电。 
附图说明
图1为本实用新型的系统结构示意图。 
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。 
参见图1，永磁真空断路器的微机保护测控装置包括数据采集单元、CPU、通讯单元、信号输出单元、电源管理单元、电压互感器、太阳能电源和蓄电池；数据采集单元的输出连接CPU，CPU连接通讯单元、信号输出输入单元、电源管理单元、人机接口，电源管理单元连接电压互感器、太阳能电源和蓄电池，信号输出单元的输出连接永磁真空断路器控制回路。 
本永磁真空断路器的微机保护测控装置工作过程是：数据采集单元采集永磁真空断路器的各回路状态数据后，将数据信号输入CPU，CPU对数据进行处理，然后和已经整定好的定值进行比较，再通过信号输出单元输出控制信号到永磁真空断路器的控制回路，控制永磁真空断路器的分合闸操作，通过信号输出输入单元的输入信号，来判断分合闸是否成功；电源管理单元通过电压互感器为系统提供电源，同时利用电压互感器和太阳能电源对蓄电池进行充电，在电压互感器一次侧停电时，自动接入太阳能电源为系统供电，当太阳能也没有能量时，接入蓄电池为系统供电。另外，在本装置的运行过程中，通信单元提供以太网接口、CAN网接口和RS-85网接口，通讯单元的各种接口适应各种使用环境，实现对电源和永磁真空断路器状态的实时监控。 
本实施例中，数据采集单元采用型号为TIDSP2812的芯片；电源管理单元主要完成 取电压互感器和太阳能的电，为装置供电，同时对蓄电池进行充电管理，在电压互感器一次侧停电的情况下，通过太阳能和蓄电池组成不间断供电系统，电源管理单元主要包括五个集成芯片：LM3671、UCC28C45、UCC28C45、ICE2A265和NE555，LM3671实现直流变换，将5V的直流电源变成3.3V或1.8V的直流电源，UCC28C45为PWM控制器，实现电池电压到系统电压的转换，NE555主要实现电池低压保护和定时比较电路的功能，ICE2A265完成交直流变换，将交流220V交流转为14V的直流电池电压，工作时，通过ICE2A265给电池充电，由UCC28C45将电池电压转换给系统供电，再由LM3671转换成不同的电压等级，实现不同的电压需要，放电的时候，由NE555检测低压，当电池电压低于某个设定值时，关闭UCC28C45控制器，以起到保护功能，以上协同完成电源管理；信号输出输入单元主要包括PS2501和74HC04两个集成芯片，由这两个主要元件协同实现信号输出输入功能，其中PS2501为光电隔离器，起安全隔离的作用，74HC04起到抗干扰作用，运行时，信号输出输入单元输出开关量控制信号，通过辅助充电电容，将5V电平输出信号转为100V的脉冲电平输出，输出信号给真空断路器控制回路，将电容器存储的电能瞬间对断路器永磁体线圈放电，从而完成开关的分合闸，同时，信号输出输入单元将真空断路器得反馈信号输入给CPU，用来判断分合闸是否成功；CPU系统由微处理器CPU、RAM、ROM、Flash Memory等构成，采用高性能的32位的型号为TMS320F2812PQFA的处理芯片，该芯片具有大容量的ROM、RAM及FlashMemory，使得该CPU及通讯单元具有极强的数据处理及记录能力，可以实现各种复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据，Flash Memory中可记录的录波报告为10次，可记录的事件数不少于2000次，保护定值等运行配置信息也存入该存储器中，这些信息在装置掉电后均不会丢失。人机接口采用IDC3-40驱动芯片和LED显示器，用以实时显示本装置及系统状态。 

Claims (2)

1.一种永磁真空断路器的微机保护测控装置，其特征在于所述装置包括：数据采集单元、CPU、通讯单元、信号输出输入单元、电源管理单元、电压互感器、太阳能电源和蓄电池；数据采集单元的输出连接CPU，CPU分别连接通讯单元、信号输出单元和电源管理单元，电源管理单元连接电压互感器、太阳能电源和蓄电池，信号输出单元的输出连接永磁真空断路器控制回路。
2.根据权利要求1所述的永磁真空断路器的微机保护测控装置，其特征在于：所述通讯单元包括以太网接口、CAN网接口和RS-85网接口。
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