CN203896051U - 一种用于智能低压断路器上的智能控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于智能低压断路器上的智能控制器，该控制器主要由由信号互感器、三相电能计量芯片ATT7022、FPGA处理器芯片EP3C40、以太网接口、GPS接口、环境温度检测模块、功率放大电路和显示整定键盘模块组成。该控制器是以FPGA处理器芯片EP3C40为基础，通过外置的显示整定键盘模块，设定不同的电压电流整定值，选择不同范围的三段保护曲线，通过以太网接口用IEC61850通信协议与电网间隔层进行数据交换，当出现瞬动电流过大、短路或过载等异常情况的时候，FPGA就会发出故障检测输出信号，并经过功率放大电路放大后对执行元件进行脱扣处理，故障解除后才能进行复位。

Description

一种用于智能低压断路器上的智能控制器

技术领域

    本实用新型属于机电制造领域，特别涉及一种用于智能低压断路器上的智能控制器。

背景技术

智能低压断路器系统已成为国内目前研究的重要课题。随着电力系统的发展，数字式低压断路器和故障记录器的应用日益广泛，但在配置上还是着重于保护功能本身，在数据共享及分析方面考虑较少。当电网发生故障时，缺乏有效的手段将保护的动作情况及故障信息主动上送到调度中心，对故障测距、阻抗分析、保护动作统计等功能的实现均停留在较低的水平。如何有效地利用数字式低压断路器和故障记录器提供的故障信息，提高故障分析能力，加快故障处理速度，避免事故扩大，减小故障损失，是摆在各级调度部门面前的一个重大课题。智能低压断路器系统的提出，就是为了提高电网安全运行的调度系统信息化、智能化水平，在电网发生故障时提供实时故障信息，有效地快速恢复系统。

实用新型内容

为克服上述缺陷，本实用新型公开了一种用于智能低压断路器上的智能控制器。

一种用于智能低压断路器上的智能控制器，该智能控制器主要由信号互感器、三相电能计量芯片ATT7022、FPGA处理器芯片EP3C40、以太网接口、GPS接口、环境温度检测模块、功率放大电路和显示整定键盘模块组成；——所述信号互感器；通过三相电能计量芯片ATT7022获取主回路中的三相四线电压信号和三相电流信号；

——三相电能计量芯片ATT7022；可完成三相电流、电压、有功功率、无功功率、能量、有效值、功率因素及频率的测量，并通过以太网接口和FPGA处理器芯片EP3C40进行数据交换；

——FPGA处理器芯片EP3C40；可以通过以太网接口用IEC61850通信协议与电网间隔层进行数据交换；

——以太网接口；起通讯连接作用，用于FPGA处理器芯片EP3C40与电网间隔层进行数据交换；

——GPS接口，使其能接收GPS对时信号，以满足IEC61850通信的实时要求；

——环境温度检测模块，使其能对系统内部环境进行检测，保证其工作的安全性；

——功率放大电路；用于将检测输出信号放大，通过执行元件进行脱扣处理；

——显示整定键盘模块；可以设定不同的电压电流整定值，选择不同范围的三段保护曲线；

本控制器是以FPGA处理器芯片EP3C40为基础，通过外置的显示整定键盘模块，设定不同的电压电流整定值，选择不同范围的三段保护曲线，通过以太网接口用IEC61850通信协议与电网间隔层进行数据交换，当出现瞬动电流过大、短路或过载等异常情况的时候，FPGA就会发出故障检测输出信号，并经过功率放大电路放大后对执行元件进行脱扣处理，故障解除后才能进行复位。

采用本实用新型智能控制器，当出现短路故障电流时，断路器必须要及时脱扣动作，当电路中的电流超过预定值时，则不经过FPGA处理，马上执行跳闸动作，开断时间为脱扣器的机械动作时间。而且由于使用了FPGA处理器EP3C40，在IEC61850规约中采用了应用和通信分离的方法，大大增加了系统的可移植性，也有利于系统的升级和裁剪。

附图说明

图1为本实用新型智能控制器的工作原理图。

具体实施方式

本实用新型作为智能低压断路器的核心组成部分，下面结合图1进行详细说明：

一种用于智能低压断路器上的智能控制器，它主要由信号互感器、三相电能计量芯片、FPGA处理器、以太网接口、GPS接口、环境温度检测模块、功率放大电路和显示整定键盘组成。信号互感器通过三相电能计量芯片ATT7022获取主回路中的三相四线电压信号和三相电流信号。通过外置的显示整定键盘模块，可以设定不同的电压电流整定值，选择不同范围的三段保护曲线。三相电能计量芯片ATT7022是一颗高精度三相电能专用计量芯片，完成三相电流、电压、有功功率、无功功率、能量、有效值、功率因素及频率的测量，并通过以太网接口和FPGA芯片EP3C40进行数据交换。

本系统是以FPGA处理器EP3C40为基础，其可以通过以太网接口用IEC61850通信协议与电网间隔层进行数据交换，当出现瞬动电流过大、短路或过载等异常情况的时候，FPGA就会发出故障检测输出信号，并经过功率放大电路放大后对执行元件进行脱扣处理，故障解除后才能进行复位。

本系统中内使用GPS接口，使其能接收GPS对时信号，以满足IEC61850通信的实时要求。

本系统内设置有环境温度检测模块，使其能对系统内部环境进行检测，保证其工作的安全性。

本智能低压断路器的特点：

1）、使用了专门的三相电能计量芯片ATT7022，适用于三相三线和三相四线应用，能对对三相电流、电压、有功功率、无功功率、能量、有效值、功率因素及频率进行测量，充分满足三相复费率多功能电能显示的需求。当出现短路故障电流时，断路器必须要及时脱扣动作，当电路中的电流超过预定值时，则不经过FPGA处理，马上执行跳闸动作，开断时间为脱扣器的机械动作时间。

2)、使用了FPGA处理器EP3C40，在IEC61850规约中采用了应用和通信分离的方法。所以大大增加了系统的可移植性，也有利于系统的升级和裁剪。

Claims (1)

1.一种用于智能低压断路器上的智能控制器，其特征在于：所述智能控制器主要由信号互感器、三相电能计量芯片ATT7022、FPGA处理器芯片EP3C40、以太网接口、GPS接口、环境温度检测模块、功率放大电路和显示整定键盘模块组成；

——所述信号互感器；通过三相电能计量芯片ATT7022获取主回路中的三相四线电压信号和三相电流信号；

——三相电能计量芯片ATT7022；可完成三相电流、电压、有功功率、无功功率、能量、有效值、功率因素及频率的测量，并通过以太网接口和FPGA处理器芯片EP3C40进行数据交换；

——FPGA处理器芯片EP3C40；可以通过以太网接口用IEC61850通信协议与电网间隔层进行数据交换；

——以太网接口；起通讯连接作用，用于FPGA处理器芯片EP3C40与电网间隔层进行数据交换；

——GPS接口，使其能接收GPS对时信号，以满足IEC61850通信的实时要求；

——环境温度检测模块，使其能对系统内部环境进行检测，保证其工作的安全性；

——功率放大电路；用于将检测输出信号放大，通过执行元件进行脱扣处理；

——显示整定键盘模块；可以设定不同的电压电流整定值，选择不同范围的三段保护曲线；

本控制器是以FPGA处理器芯片EP3C40为基础，通过外置的显示整定键盘模块，设定不同的电压电流整定值，选择不同范围的三段保护曲线，通过以太网接口用IEC61850通信协议与电网间隔层进行数据交换，当出现瞬动电流过大、短路或过载等异常情况的时候，FPGA就会发出故障检测输出信号，并经过功率放大电路放大后对执行元件进行脱扣处理，故障解除后才能进行复位。