CN208369195U - 具有双向测量功能的小型断路器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种具有双向测量功能的小型断路器，包括信号采集模块、电能计量芯片、MCU处理器和执行机构；所述信号采集模块与电能计量芯片和MCU处理器相连接；所述电能计量模块连接MCU微处理器，所述MCU微处理器连接执行机构，所述执行机构连接脱扣器控制端；通过MCU处理器控制双向控制开关切换方向，通过对功率因数的判断进行双向电量的计量；根据双向电量计量结果，MCU处理器控制执行器通断，从而实现了断路器的智能控制；当用户用电出现异常时，处理器控制驱动电机能及时分闸，实现电力切断，保证其他用电设施的安全；通过通信模块与手机客户端进行数据传递，方便巡检人员不用去现场就能及时发现问题，降低了人力成本，提高效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及断路器控制技术领域，特别涉及一种具有双向测量功能的小型断路器。
背景技术
配电自动化是指现代电子技术、通信技术及计算机技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下进行监测、保护、控制、计量和供电部门的管理工作有机的结合在一起，以改进供电质量，合理规划供电方案，现有的断路器只能监测当前电流情况是否异常，并在电路情况出现异常时，断路器会自动跳闸，将电路及时切断，不具备电能计量的功能，不能及时检测到供电大楼中是否还有用电设备在用电，当没有用电设备用电时，现有的断路器不能及时断电，容易造成安全隐患，同时存在浪费电力资源的现象。
实用新型内容
本实用新型的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。
为了实现上述目的，本实用新型一方面的实施例提供一种具有双向测量功能的小型断路器，其特征在于，包括信号采集模块、电能计量芯片、MCU处理器和执行机构；所述信号采集模块与电能计量芯片和MCU处理器相连接；所述电能计量模块连接MCU微处理器，所述MCU微处理器连接执行机构，所述执行机构连接脱扣器控制端；
所述信号采集模块包括电压互感器、电流互感器和双向控制开关；所述电压互感器连接电能计量芯片的输入端；所述电流互感器的高变比输出端连接双向控制开关的一向端口，所述电流互感器的低变比输出端连接双向控制开关的另一向端口，所述双向控制开关的输出端分别连接电能计量芯片和MCU处理器的主控芯片。
优选的，所述电能计量芯片的型号为ADE7758。
优选的，所述处理器包括主控芯片、按键接口、EEPROM存储模块；所述电能计量芯片分别与主控芯片和EEPROM存储模块相连接，所述主控芯片连接按键接口；所述主控芯片的型号为AT89C51。
优选的，所述执行机构为继电器，所述继电器一端连接脱扣器控制端。
优选的，所述双向控制开关采用型号为CD4053的双向开关控制芯片。
优选的，所述断路器还包括通信模块，所述通信模块连接手机客户端；所述通信模块包括Zigbee通信、WIFI通信、GPRS通信中任意一种。
根据本实用新型实施例的提供的具有双向测量功能的小型断路器，通过MCU处理器控制双向控制开关切换方向，通过对功率因数的判断进行双向电量的计量；根据双向电量计量结果，MCU处理器控制执行器通断，从而实现了断路器的智能控制；当用户用电出现异常时，处理器控制驱动电机能及时分闸，实现电力切断，保证其他用电设施的安全；通过通信模块与手机客户端进行数据传递，方便巡检人员不用去现场就能及时发现问题，降低了人力成本，提高效率。
本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本实用新型实施例提供的一种具有双向测量功能的小型断路器的电路连接框图；
图2为本实用新型实施例提供的一种具有双向测量功能的小型断路器的主控芯片电路原理图。
图3为本实用新型实施例提供的一种具有双向测量功能的小型断路器的双向控制开关的电路原理图。
图中：1、信号采集模块；2、电能计量芯片；3、MCU处理器；4、执行机构；101、电压互感器；102、电流互感器；103、双向控制开关。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
如图1-2所示，本实用新型实施例的一种具有双向测量功能的小型断路器，包括信号采集模块1、电能计量芯片2、MCU处理器3和执行机构4；所述信号采集模块1与电能计量芯片2和MCU处理器3相连接；所述电能计量模块2连接MCU微处理器3，所述MCU微处理器3连接执行机构4，所述执行机构4连接脱扣器控制端；所述电能计量芯片IC1的型号为ADE7758。所述双向控制开关采用型号为CD4053的双向开关控制芯片。主控芯片IC2的型号为AT89C51。
如图3所示，所述信号采集模块1包括电压互感器101、电流互感器102和双向控制开关103；所述电压互感器101连接电能计量芯片2的输入端；所述电流互感器102的高变比输出端连接双向控制开关的一向端口ax、bx、cx端，电流互感器的低变比输出端连接双向控制开关的另一向端口ay、by、cy端，双向控制开关的输出端分别连接电能计量芯片和MCU处理器的主控芯片。A、B、C端均接、MCU处理器的主控单片机的P1.0端口，a、b、c端分别接三相电能计量芯片的IAP、IBP、ICP端。
在本实用新型的一个实施例中，电压互感器101和电流互感器102的输入端分别连接配线箱中的电缆输入端子，电压互感器101和电流互感器102采集电信号，并将采集的电信号传输至电能计量芯片，电能计量芯片将电力参数进行电能计量后，由MCU处理器读取；需要说明的是，设置双向控制开关，利用双变比电流互感器的双变比通道,可以有效地减小在低电流负荷时电流互感器的误差。主控芯片通过SPI通信口和双向控制开关进行通信，实时检测电网的负荷功率，从而判断并通过主控芯片的引脚控制双向控制开关选择相应的变比通道。当负载电流大于额定电流的20％时，主控芯片的PL1.0端口输出高电平使双向控制开关切换到电流互感器二次端高变比端；当负载电流小于额定电流的20％时，主控芯片的PL1.0端口输出的低电平使双向控制开关切换到电流互感器二次端低变比端；由此主控芯片计算出累积周期内的有功、无功电能，MCU控制器根据累积周期内的有功、无功电能值判断该断路器所控制的电器设备是否处于闲置状态，当积累周期内无功电能大于有功电能时，可判断为该断路器所控制的用电设备闲置，因此，MCU处理器控制执行器，关断断路器。
进一步，在本实用新型的另一个实施例中处理器包括主控芯片、按键接口、EEPROM存储模块；所述电能计量芯片分别与主控芯片和EEPROM存储模块相连接，所述主控芯片连接按键接口；所述EEPROM存储模块采用DS32C35，其EEPROM存储模块的SCL、SDA端分别接单片机的P1.6、P1.7端口；执行机构为继电器，所述继电器一端连接脱扣器控制端。断路器还包括显示模块，其中显示模块为LED显示屏，当按键接口连接手动按键后，用户利用LED显示屏显示监控时间内电能计量芯片计量的有功、无功电能，通过用户上翻和下翻实现电能的查询。
需要说明的是断路器还包括通信模块，所述通信模块连接手机客户端；所述通信模块包括Zigbee通信、WIFI通信、GPRS通信中任意一种。进一步，每个断路器内部设置CAN通信模块，所述CAN通信模块通过型号为SAJ100的CAN收发器实现，采用CAN总线的形式进行数据传输，此时，用户端采用PC接收；需要说明的是，设置CAN总线之后，通过设置多个CAN收发节点，实现每个断路器与PC机的通信。PC机通过定时巡检获取每个断路器的实时电压信息和电流信息。并将断路器的实时信息，通过串口通信、WIFI通信、GPRS通信的形式发送至手机客户端，当工作人员认证登录后即可进行查看。电能计量芯片实时计量双向电流，计量后的数据存储至EEPROM存储模块，主控芯片通过读取EEPROM存储模块，获取电能参数并将电能参数通过通信模块发送至用户手持终端。
需要说明的是本实施例中主控芯片和电能计量芯片等芯片型号的举例，不限于上述举例，还可以为其他方式，在此不再赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (6)
1.一种具有双向测量功能的小型断路器，其特征在于，包括信号采集模块、电能计量芯片、MCU处理器和执行机构；所述信号采集模块与电能计量芯片和MCU处理器相连接；所述电能计量模块连接MCU微处理器，所述MCU微处理器连接执行机构，所述执行机构连接脱扣器控制端；
所述信号采集模块包括电压互感器、电流互感器和双向控制开关；所述电压互感器连接电能计量芯片的输入端；所述电流互感器的高变比输出端连接双向控制开关的一向端口，所述电流互感器的低变比输出端连接双向控制开关的另一向端口，所述双向控制开关的输出端分别连接电能计量芯片和MCU处理器的主控芯片。
2.根据权利要求1所述的具有双向测量功能的小型断路器，其特征在于，所述电能计量芯片的型号为ADE7758。
3.根据权利要求2所述的具有双向测量功能的小型断路器，其特征在于，所述处理器包括主控芯片、按键接口、EEPROM存储模块；所述电能计量芯片分别与主控芯片和EEPROM存储模块相连接，所述主控芯片连接按键接口；所述主控芯片的型号为AT89C51。
4.根据权利要求1所述的具有双向测量功能的小型断路器，其特征在于，所述执行机构为继电器，所述继电器一端连接脱扣器控制端。
5.根据权利要求1所述的具有双向测量功能的小型断路器，其特征在于，所述双向控制开关采用型号为CD4053的双向开关控制芯片。
6.根据权利要求1所述的具有双向测量功能的小型断路器，其特征在于，所述断路器还包括通信模块，所述通信模块连接手机客户端；所述通信模块包括Zigbee通信、WIFI通信、GPRS通信中任意一种。
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| CN201821071858.7U CN208369195U (zh) | 2018-07-07 | 2018-07-07 | 具有双向测量功能的小型断路器 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113922499A (zh) * | 2021-09-15 | 2022-01-11 | 国网重庆市电力公司营销服务中心 | 一种发电厂电流互感器变比自适应切换方法与系统 |
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2018
- 2018-07-07 CN CN201821071858.7U patent/CN208369195U/zh active Active
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