CN202423175U - 直流低压保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种直流低压保护装置，包括一断路器，此断路器内部安装有通信模块、电磁式脱扣器、合闸电磁铁、脱扣电磁铁和操作机构，当母线上的直流电流流过时，所述电磁式脱扣器感应母线上的故障电流而动作并致动操作机构，或者传输断路器的状态信息给上位机；所述断路器外部安装有电子式脱扣器，此电子式脱扣器的输入端口连接到用于采样直流电流信号的传感器，此电子式脱扣器内通信接口通过通信总线与上位机之间传输信号，电子式脱扣器的输出端口连接到所述脱扣电磁铁。本实用新型直流低压保护装置具有完善的保护功能，既能和断路器内置的电磁脱扣器对近区故障所引起的大电流进行快速动作保护，又能和外置在断路器外部的电子式脱扣器对远端进行过载保护和短路短延时保护。

Description

直流低压保护装置

技术领域

本实用新型涉及电路断路器领域，具体涉及一种直流低压保护装置。

背景技术

由于目前以化石能源为主的能源格局的不可持续性，全球能源格局正在能源与环境危机的推动下逐步转型，可再生能源有望取代石油、煤矿等成为能源的主体，以光伏发电和风力发电为主的新能源领域中，一般均采用直流系统，需要采用直流低压断路器等设备来对后级负载进行有效地保护。当直流线路中存在过载电流或者发生短路大电流时，在满足一定条件下通过直流断路器中的电磁式脱扣器或者电子式脱扣器使直流断路器断开。用户根据不同需求选择不同类型的断路器脱扣器，对于电子式脱扣器而言，一般具有丰富的保护功能，例如过载长延时保护、短路短延时保护、短路瞬时保护、接地故障保护等，同时也可以扩展具备通信功能，满足用户远距离控制断路器的合分闸，查询断路器状态信息等；而对于电磁式脱扣器而言，一般仅具备简单的短路瞬时保护功能。不过，往往存在这样的状况，用户需要一种保护功能简单的断路器，例如只选用电磁式脱扣器，但同时希望通过上位机可以远程控制断路器的合分闸，查询断路器本体或者相关附件的状态信息，也就是说断路器最好具有通信功能。显然，用户按现有的选择条件（不是功能较强的电子式脱扣器，就是功能较简单的电磁式脱扣器）这种需求是不能满足的。例如还有一种状况，用户的断路器已安装了电磁式脱扣器，希望增加其它类型的保护功能，但不想对现有断路器本体进行较大的改装，最好保留原先的电磁式脱扣器，诸如此类，总体来说现有直流低压断路器脱扣器在应对用户各种需求时展现的灵活性还是不够的。

发明内容

本实用新型目的是提供一种直流低压保护装置，此直流低压保护装置具有完善的保护功能，既能和断路器内置的电磁脱扣器对近区故障所引起的大电流进行快速动作保护，又能和外置在断路器外部的电子式脱扣器对远端进行过载保护和短路短延时保护，还能通过通信模块完成远程分合闸、查询断路器本体和相关附件的信息。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种直流低压保护装置，包括一断路器，此断路器内部安装有通信模块、电磁式脱扣器、合闸电磁铁、脱扣电磁铁和操作机构，当母线上的直流电流流过时，所述电磁式脱扣器感应母线上的故障电流而动作并致动操作机构，通信模块传输来自上位机用于驱动合闸电磁铁或脱扣电磁铁使操作机构动作的命令，或者传输断路器的状态信息给上位机；

所述断路器外部安装有电子式脱扣器，此电子式脱扣器的输入端口连接到用于采样直流电流信号的传感器，此电子式脱扣器内通信接口通过通信总线与上位机之间传输信号，电子式脱扣器的输出端口连接到所述脱扣电磁铁。

上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：

1、上述方案中，所述电磁式脱扣器设定的跳闸阈值大于电子式脱扣器设定的跳闸阈值。

2、上述方案中，电子式脱扣器的输出端口通过位于断路器上的接线端口连接到所述脱扣电磁铁上。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：

本实用新型直流低压保护装置具有通信功能，通过上位机可以完成远程合分闸，查询断路器本体和相关附件的状态信息；其次，电磁式脱扣器和电子式脱扣器组合应用，完善保护功能，更有利于直流系统的保护，同时便于用户对现有断路器脱扣器进行升级改装。

附图说明

附图1为本实用新型直流低压保护装置电路原理图。

以上附图中：1、断路器；2、通信模块；3、电磁式脱扣器；4、合闸电磁铁；5、脱扣电磁铁；6、上位机；7、电子式脱扣器；8、传感器；9、通信接口；10、接线端口；11、通信总线；12、母线；13、操作机构。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：一种直流低压保护装置，包括一断路器1，此断路器1内部安装有通信模块2、电磁式脱扣器3、合闸电磁铁4、脱扣电磁铁5和操作机构13，当母线12上的直流电流流过时，所述电磁式脱扣器感应母线上的故障电流而动作并致动操作机构，通信模块2传输来自上位机6用于驱动合闸电磁铁4或脱扣电磁铁5使操作机构13动作的命令，或者传输断路器1的状态信息给上位机6；

所述断路器1外部安装有电子式脱扣器7，此电子式脱扣器7的输入端口连接到用于采样直流电流信号并串接于母线的传感器8，此电子式脱扣器7内通信接口9通过通信总线11与上位机6之间传输信号，电子式脱扣器7的输出端口连接到所述脱扣电磁铁5。

上述电磁式脱扣器3设定的跳闸阈值大于电子式脱扣器7设定的跳闸阈值。

电子式脱扣器7的输出端口通过位于断路器1上的接线端口10连接到所述脱扣电磁铁5上。

上述直流低压保护装置具体工作过程如下。

直流断路器内部安装了电磁式脱扣器3，当母线12上的直流电流流过时，电磁铁由于电流产生磁场，当电流达到一定数值时促使电磁铁动作，驱动操作机构发生分闸动作。直流断路器1内部还具有通信模块2，通过通信总线11上位机6可以远程发送合分闸命令，断路器1通过通信模块2接收命令后通过操作合闸电磁铁4或脱扣电磁铁5动作，从而推动操作机构13使断路器1合闸或分闸。同时，通过通信模块2的断路器状态输入端口获取断路器1本体或者相关附件的状态信息，然后通过通信模块2处理后经通信总线11上传。当用户为了获得完整的保护功能时，可以在断路器1外部加装功能较强的电子式脱扣器7，其通过传感器8对流过断路器1中的直流电流信号进行采样，当直流电流过载或者发生短路时，经过一定的延时后电子式脱扣器7会发出脱扣指令使断路器1中脱扣电磁铁5动作，继而推动操作机构13使断路器1断开，而当短路电流值超过电磁式脱扣器3设定的跳闸阈值时，脱扣则由电磁式脱扣器3完成。在本实施例中，电磁式脱扣器设定的跳闸阈值一般要大于电子式脱扣器设定的跳闸阈值，电磁式脱扣器主要完成瞬时保护，众所周知，相对于电子式脱扣器，电磁式脱扣器动作速度更快，当发生大电流短路时也就更有利于对直流系统的保护，而电子式脱扣器则主要完成过载长延时和短路短延时保护，相对于电磁式脱扣器，电子式脱扣器由于采用微处理器计算处理，在时间延时等方面更精确些。当然，在满足对直流系统保护的前提下，两种脱扣器跳闸阈值的设定是可以不限于上述方法的。在本实施例中，电子式脱扣器同样具有通信接口，通过通信接口也连接到通信总线上，通信总线基于Modbus、Profibus、Devicenet、CAN以及TCP/IP等多种协议,可以是有线通信，也可以是无线通信，用户通过上位机可以实时读取线路中的直流电流值等。

采用上述直流低压保护装置时，具有通信功能，通过上位机可以完成远程合分闸，查询断路器本体和相关附件的状态信息；其次，电磁式脱扣器和电子式脱扣器组合应用，完善保护功能，更有利于直流系统的保护，同时便于用户对现有断路器脱扣器进行升级改装。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种直流低压保护装置，其特征在于：包括一断路器（1），此断路器（1）内部安装有通信模块（2）、电磁式脱扣器（3）、合闸电磁铁（4）、脱扣电磁铁（5）和操作机构（13），当母线上的直流电流流过时，所述电磁式脱扣器（3）感应母线上的故障电流而动作并致动操作机构（13），通信模块（2）传输来自上位机（6）用于驱动合闸电磁铁（4）或脱扣电磁铁（5）使操作机构（13）动作的命令，或者传输断路器（1）的状态信息给上位机（6）；

所述断路器（1）外部安装有电子式脱扣器（7），此电子式脱扣器（7）的输入端口连接到用于采样直流电流信号的传感器（8），此电子式脱扣器（7）内的通信接口（9）通过通信总线与上位机（6）之间传输信号，电子式脱扣器（7）的输出端口连接到所述脱扣电磁铁（5）。

2.根据权利要求1所述的直流低压保护装置，其特征在于：所述电磁式脱扣器（3）设定的跳闸阈值大于电子式脱扣器（7）设定的跳闸阈值。

3.根据权利要求1所述的直流低压保护装置，其特征在于：电子式脱扣器（7）的输出端口通过位于断路器（1）上的接线端口（10）连接到所述脱扣电磁铁（5）上。

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