CN215642298U - 一种能源并网断路器的管控装置及能源并网断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种能源并网断路器的管控装置，包括采保模块、计量模块、管控模块，采保模块包括保护芯片，与其相连接的采样处理单元、分合闸控制单元、脱扣驱动单元、端子带电检测单元和第一通信单元；计量模块包括计量芯片，与其相连接的采样单元、脱扣驱动单元、第二通信单元、测温电路单元；管控模块包括管控芯片，与其相连接的拓扑分析单元、第三通信单元；第一通信单元与第二通信单元连接，第三通信单元分别与第一通信单元和第二通信单元连接；本实用新型还提供了一种能源并网断路器，适用于并网领域，具备孤岛防护等功能。

Description

一种能源并网断路器的管控装置及能源并网断路器

技术领域

本实用新型属于断路器技术领域，具体涉及一种能源并网断路器的管控装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

气候变化是人类面临的全球性问题，随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威胁。在这一背景下，世界各国以全球协约的方式减排温室气体，我国由此提出碳达峰及碳中和目标。电力系统碳减排是能源行业碳减排的重要组成部分，由此新能源光伏发电以及其它智慧能源作为清洁能源利用，对于碳目标的实现具有重要意义。

分布式新能源光伏发电作为重要的清洁能源电力，国家发改委提出自2021年起，对新备案集中式光伏电站、工商业分布式光伏项目和新核准陆上风电项目，中央财政不再补贴，实行平价上网，这更加有利于促进光伏产业的良性发展，助力碳中和、碳达峰。

分布式光伏发电系统就地并网使得电力结构发生变化，不可避免的对配电网继电保护造成一定影响。

专利CN201921008869.5一种基于物联网的计量型智能断路器，采用计量芯片和保护芯片两个MCU实现智能物联及计量，侧重于物联网技术在智能断路器的应用，重点在于信号采集及通信。但是，该断路器不能应用于并网领域，不具备孤岛防护等功能。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种能源并网断路器的管控装置及能源并网断路器，实现了被动式孤岛防护功能，电能计量、电能质量分析、谐波分析功能，带电合闸保护功能，拓扑分析功能，智能物联功能。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种能源并网断路器的管控装置，包括采保模块、计量模块和管控模块；

所述采保模块包括保护芯片，与保护芯片相连接的采样处理单元、分合闸控制单元、脱扣驱动单元、端子带电检测单元、第一存储单元和第一通信单元，以及与所述采样处理单元连接的电压采样单元和第一电流采样单元；

所述计量模块包括计量芯片，以及与计量芯片相连接的电压采样单元、脱扣驱动单元、第二电流采样单元、第二通信单元、测温电路单元和第二存储单元；

所述管控模块包括管控芯片，以及与管控芯片相连接的拓扑分析单元、第三存储单元、第三通信单元；

所述第一通信单元与第二通信单元连接，第三通信单元分别与第一通信单元和第二通信单元连接。

进一步的，所述采样处理单元包括电流处理单元以及电压处理单元；所述电流采样处理单元由四个可通过外部电阻设定放大倍数的PGA放大器和滤波电路组成；所述电压采样处理单元由增益可编程的运放电平抬升电路组成。

进一步的，所述脱扣驱动单元由SCR及其驱动电路组成，用于接收驱动信号执行脱扣动作；所述分合闸控制单元由三极管驱动继电器外接爪极式电机实现，用于控制继电器输出触点开闭控制爪极式电机驱动分合闸机构动作；所述端子带电检测单元包括整流桥、电解电容、电阻、光耦隔离，用于采集逆变器当前带电状态。

进一步的，所述采保模块还包括与采样处理单元连接的快速处理单元；所述快速处理单元还与脱扣驱动单元连接；所述快速处理单元为四阈值比较器，用于MCR/HSISC保护。

进一步的，所述测温电路单元包括多路温度采集传感器，用于采集断路器进线端子以及出线端子的实时温度。

进一步的，所述拓扑分析单元用于实时采集第二电流采样单元的模拟量数据，并进行二次处理计算台区或系统拓扑结构。

进一步的，所述管控模块还包括与管控芯片相连接的按键单元和显示单元，所述按键单元和显示单元用于实现人机交互。

进一步的，所述管控模块还包括第四通信单元，所述第四通信单元包括与外部连接的RS485通信、CAN通信以及HPLC载波通信。

进一步的，还包括电源管理模块，所述电源管理模块包括AC/DC电源、超级电容后备电源、自生电源电路以及DC/DC电源，用于为管控模块、计量模块、采保模块提供工作电源及后备电源。

一种能源并网断路器，包括上述任一项技术方案所述的能源并网断路器的管控装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型的采保模块包括端子带电检测单元，计量模块内封装有电能质量分析的功能，且采保模块的第一通信模块与计量模块的第二通信模块连接，实现了光伏侧带电检测以及电网侧电压质量监测，能够实现带电合闸保护功能。

本实用新型的采保模块的第一通信模块与计量模块的第二通信模块连接，实现了将计量模块的孤岛防护数据传输至采保模块，实现了断路器的被动式孤岛防护功能，具备并网公共点即断路器电网侧电压数据的深度分析功能。

本实用新型的计量模块包括计量芯片，以及与计量芯片相连接的电压采样单元、脱扣驱动单元、第二电流采样单元、第二通信单元、测温电路单元和第二存储单元，计量模块内封装有电能质量分析的功能，实现了简单的不占用保护芯片以及计量芯片资源的电能质量分析。

本实用新型的计量模块包括测温电路单元，测温电路单元包括多路温度采集传感器，用于采集断路器进线端子以及出线端子的实时温度，实现了断路器电网侧及光伏侧接线端子位置的温度检测功能，实时检测断路器端子接线处温升。

本实用新型的电源管理模块包括AC/DC电源、超级电容后备电源、自生电源电路以及DC/DC电源，用于为管控模块、计量模块、采保模块提供工作电源及后备电源，实现了智能光伏断路器电源供电以及后备电源工作原理，能够提供可靠的异常情况下的电源供电。

本实用新型的管控模块包括第四通信单元，第四通信单元包括与外部连接的RS485通信、CAN通信以及HPLC载波通信，实现了HPLC组网功能，就地采集基础数据并实现边缘计算功能，为智慧能源智能物联提供基础支撑数据。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的能源并网断路器的管控装置结构框图；

图2为本实用新型的电源管理电路图；

图3为本实用新型的电压采样电路图；

图4(a)为本实用新型的电流采样处理单元电路图；

图4(b)为本实用新型的电压采样处理单元电路图；

图5(a)为本实用新型的脱扣驱动电路图；

图5(b)为本实用新型的分合闸控制电路图；

图6为本实用新型的电流采样电路图；

图7(a)为本实用新型的进线端子测温电路图；

图7(b)为本实用新型的出线端子测温电路图；

图8为本实用新型的端子带电检测电路图；

图9为本实用新型的拓扑分析电路图。

其中：1、保护芯片，2、采样处理单元，3、电压采样单元，4、第一电流采样单元，5、第一存储单元，6、分合闸控制单元，7、快速处理单元，8、脱扣驱动单元，9、端子带电检测单元，10、第一通信单元，11、计量芯片，12、第二电流采样单元，13、第二存储单元，14、测温电路单元，15、第二通信单元，16、管控芯片，17、拓扑分析单元，18、第三存储单元，19、按键单元，20、显示单元，21、第三通信单元，22、第四通信单元，23、电源管理模块，24、管控模块，25、计量模块，26、采保模块。

具体实施方式：

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本实用新型中，术语如“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图1-图9所示，本实施例提供了一种能源并网断路器的管控装置，如图1所示，图1系统框图清晰地展示了并网断路器的管控装置的组成部分以及各组成部分之间的协调连接方式，本实施例提供的一种能源并网断路器的管控装置包括：采保模块26、计量模块25、管控模块24、电源管理模块23。采保模块包括保护芯片，与保护芯片相连接的采样处理单元、分合闸控制单元、脱扣驱动单元、端子带电检测单元、第一存储单元和第一通信单元，以及与所述采样处理单元连接的电压采样单元和第一电流采样单元；计量模块包括计量芯片，以及与计量芯片相连接的电压采样单元、脱扣驱动单元、第二电流采样单元、第二通信单元、测温电路单元和第二存储单元；管控模块包括管控芯片，以及与管控芯片相连接的拓扑分析单元、第三存储单元、第三通信单元；第一通信单元与第二通信单元连接，第三通信单元分别与第一通信单元和第二通信单元连接。

采保模块26以采样处理单元2及保护芯片1为核心，包括保护芯片1、采样处理单元2、电压采样单元3、第一电流采样单元4(电流采样单元1)、第一存储单元5(存储单元1)、分合闸控制单元6、快速处理单元7、脱扣驱动单元8、端子带电检测单元9、第一通信单元10(通信单元1)；保护芯片1与采样处理单元2、第一存储单元5(存储单元1)、分合闸控制单元6、脱扣驱动单元8、端子带电检测单元9、第一通信单元10(通信单元1)连接；采样处理单元2与电压采样单元3、第一电流采样单元4(电流采样单元1)、快速处理单元7连接；快速处理单元7还与脱扣驱动单元8连接。

其中，电压采样单元3，如图3所示的电路图，由电阻阵列Rx，抗混叠滤波电路R6、R7、C5组成，用于采集电网侧三相四线电压；

第一电流采样单元4(电流采样单元1)由保护CT及滤波电路组成，如图2所示的电路图，由自生电源部分的保护电流互感器(CT1、CT2、CT3、CT4)，整流桥(D3、D5、D6、D7)，采样电阻(R1、R2、R3、R4)组成；

采样处理单元2，采样处理单元2对电压采样单元3以及第一电流采样单元4(电流采样单元1)的模拟量进行滤波及电平变换后送入保护芯片1；如图4(a)和图4(b)所示，采样处理单元2包括电流处理单元以及电压处理单元；其中，电流采样处理单元由四个可通过外部电阻设定放大倍数的PGA放大器(即，可外部编程的PGA放大器)和滤波电路组成，电流采样处理单元通过第一电流采样单元4中的采样电阻得到电流采样电压，进入电流采样处理单元后先通过滤波电路滤波，然后根据PGA放大器预先设定好的放大倍数进行放大出后输出；电压采样处理单元由增益可编程的运放电平抬升电路组成，采用由运放构成的加法器进行电平抬升，电压采样是电阻分压后得到的过零点的正弦波，电压采样处理单元通过叠加1.5V直流电压将其变换为正电压进行处理，可以通过R1和R2阻值的大小设定输出放大倍数；

快速处理单元7为四阈值比较器，实现MCR/HSISC保护；

脱扣驱动单元8和分合闸控制单元6，如图5(a)和图5(b)所示，分别通过SCR(SCR指的晶闸管，实现开关的功能，可以用MOS替换，指的是图5(a)中的U1)以及板载继电器控制；脱扣驱动单元8由SCR及其驱动电路组成，用于接收驱动信号执行脱扣动作，脱扣驱动单元8通过控制U1的开关控制脱扣器动作；分合闸控制单元6由三极管驱动继电器外接爪极式电机实现，通过控制继电器输出触点开闭控制爪极式电机驱动分合闸机构动作；

端子带电检测单元9，如图8所示电路图，包括整流桥、电解电容、电阻Ry、光耦隔离组成，通过整流桥(D1、D2、D3)及电解电容(C1、C2)将三相电压整流为直流电压，通过电阻Ry设定保护阈值，通过光耦隔离后采集光伏(或其它能源形式)逆变器的当前带电状态，并传输至保护芯片；

第一存储单元5(存储单元1)包括EEPROM存储以及FLASH存储，用于数据存储；

第一通信单元10(通信单元1)包括和计量模块通信的TTL串口、和计量模块直连的单线驱动GPIO接收，和管控模块通信的TTL串口、和管控模块通讯的SPI接口。

综上，采保模块26以保护芯片1为核心，采样处理单元2对电压采样单元3以及第一电流采样单元4(电流采样单元1)的模拟量进行滤波及电平变换后送入专用ADC，保护芯片1读取AD转换结果进行后期应用处理，判断断路器运行状态；端子带电检测单元9，用于光伏应用中防止逆变器带电并网；分合闸控制单元6对断路器进行正常分合闸操作，当出现故障时采保模块中的保护芯片或者快速处理单元或者计量模块中的计量芯片驱动脱扣驱动单元8进行分闸操作；同时采保模块26具备硬件快速处理单元7用以MCR/HSISC保护；另外，第一存储单元5(存储单元1)用于数据存储，通过第一通信单元10(通信单元1)和计量模块25以及管控模块24交互数据，并具有脱扣驱动单元8。

计量模块25以计量芯片11为核心，包括计量芯片11、电压采样单元3、脱扣驱动单元8、第二电流采样单元12(电流采样单元2)、第二存储单元13(存储单元2)、测温电路单元14、第二通信单元15(通信单元2)；计量芯片11分别与电压采样单元3、脱扣驱动单元8、第二电流采样单元12(电流采样单元2)、第二存储单元13(存储单元2)、测温电路单元14、第二通信单元15(通信单元2)连接。计量模块25通过计量芯片11实现高精度计量功能，计量芯片11及外围电路用于实现电能计量处理、谐波计算、电能质量分析。采保模块26可以通过通信直接读取计量模块25的处理结果用于保护处理。

其中，电压采样单元3、第二电流采样单元12(电流采样单元2)为基本模拟量变换电路，计量模块25和采保模块26共用一个电压采样单元3，电压采样单元3，如图3电路图所示；第二电流采样单元12(电流采样单元2)的电路图如图6所示；脱扣驱动单元也是计量模块25和采保模块26共用一个；

第二存储单元13(存储单元2)包括EEPROM存储以及FLASH存储；

测温电路单元14，如图7(a)和图7(b)的电路图所示，包括多路温度采集传感器，优选的，采用8路温度采集传感器，分别用于采集断路器进线端子以及出线端子的实时温度；端子测温电路14连接到计量芯片11，由计量芯片11内置ADC采集，在TIN1-TIN8处连接外置温度传感器实现端子温度测量；

第二通信单元15(通信单元2)包括和采保模块通信的TTL串口、和采保模块直连的单线驱动GPIO发送，和管控模块通信的TTL串口、和管控模块通讯的SPI接口，其中，和采保模块直连的单线驱动GPIO用于快速处理驱动脱扣控制单元实现保护功能。

综上，计量模块25通过电压采样单元3、第二电流采样单元12(电流采样单元2)采集电压、电流基础数据，使用计量芯片11实现高精度计量、谐波分析、电能质量分析等功能；另外，第二存储单元13(存储单元2)包括一个EEPROM以及一个FLASH用于定值存放以及数据记录，通过第二通信单元15(通信单元2)与采保模块26以及管控模块24交互数据，并具有脱扣驱动单元接口，与脱扣驱动单元8连接。计量芯片11为在普通计量芯片的功能上增加了谐波计算与电能质量分析功能的芯片。

管控模块24以管控芯片16为核心，包括管控芯片16、拓扑分析单元17、第三存储单元18(存储单元3)、按键单元19、显示单元20、第三通信单元21(通信单元3)、第四通信单元22(通信单元4)。

其中，拓扑分析单元17，如图9所示，用于实时采集第二电流采样单元12(电流采样单元2)的模拟量数据进行二次处理计算台区或系统拓扑结构，并通过TTL串口和管控芯片16进行数据交互，将分析结果告知管控模块；

第三存储单元18(存储单元3)包括EEPROM以及FLASH；

按键单元19及显示单元20用于实现人机交互；

第三通信单元21(通信单元3)包括和计量通信的TTL串口以及SPI、和采保模块通信的TTL串口以及SPI；

第四通信单元22(通信单元4)包括与外部连接的RS485通信、CAN通信以及HPLC载波通信。

综上，管控模块24以管控芯片16为主控MCU，外接显示单元20以及按键单元19实现本地人机交互，通过第三通信单元21(通信单元3)的TTL串口以及SPI与采保模块26以及计量模块25进行数据交互，通过第四通信单元22(通信单元4)(HPLC载波通信、RS485、CAN)进行台区或其它场合系统组网。

如图1所示，电源管理模块23为管控模块24、计量模块25、采保模块26提供工作电源及后备电源；如图2所示，图2电源管理电路图清晰地展示了断路器二次控制管理部分的电源架构及组成，电源管理模块23以电源供电为核心，包括AC/DC电源、BUCK电源(即宽范围DC/DC电源)、BOOST电源、超级电容后备电源以及自生电源电路。图2展示电源管理电路组成部分及电路原理，包括AC/DC电源供电电路，后备超级电容电路(超级电容充电电路、超级电容、BOOST升压电源)，自生电源电路，宽输入DC/DC电源。电源管理模块23提供断路器电子控制部分正常工作电源、后备超级电容电源以及自生电源，为系统正常工作以及故障状态下提供电源供电；电源管理模块23为断路器电子控制部分供电，能够提供正常运行时的AC/DC电源，异常掉电时的后备超级电容供电电源，MCR/HSISC保护用的自生电源。

其中，AC/DC电源为三相四线输入直流输出，12V输出电源模块，为断路器提供正常工作电源；

超级电容后备电源由超级电容充电电路、超级电容以及BOOST升压电路组成，实现在故障停电时为系统提供后备电源，断路器进行数据存储以及上送后进入低功耗模式；

自生电源电路由保护CT、整流桥、电解电容以及BUCK电源组成，实现在合闸瞬间AC/DC电源启动不及时且超级电容后备电源未充电的状态下给采保模块的快速处理单元、脱扣驱动单元提供临时电源以实现MCR以及HSISC保护；由CT提供电能，通过整流电路对大电容C1充电产生自生电压，稳压管Z1为自生电压限幅器；

DC/DC电源为宽范围输入定电压输出电源，自生电压产生后通过DC/DC电源转换为稳定的系统电源。

当在断路器合闸瞬间，如果电网存在短路故障此时没有系统三相四线电源，但是由于故障产生大电流通过自生电源产生幅值相当于Z1限幅器的电压给系统供电，同时图1中采保模块26中的快速处理单元7通过实时检测到的故障电流和阈值比较后执行相应的动作，及时断开断路器，保护电网及设备安全运行。

在使用时，能源并网断路器的管控装置各组成部分之间的协调工作，能够实现被动式孤岛防护功能，电能计量、电能质量分析、谐波分析功能，带电合闸保护功能，拓扑分析功能，智能物联功能，具体的：

被动式孤岛防护功能通过计量模块25及采保模块26实现：计量模块25通过电压采样单元3采集并网点电网的电压幅值、频率、相位和谐波含量并通过第二通信单元(通信单元2)15传给采保模块26，采保模块26中保护芯片1配套的软件程序中设置过/欠压保护、过/欠频保护、相位突变保护、谐波保护阈值，当并网点被测量超过阈值后采保模块26的保护芯片1驱动脱扣驱动单元8将断路器从电网断开防止断路器孤岛运行。换句话说，能源并网断路器的管控装置能够检测并网点电网的电压幅值、频率、相位和谐波含量，在采保模块软件处理(采保模块中保护芯片配套的软件程序)中设置过/欠压保护、过/欠频保护、相位突变保护、谐波保护等阈值判断是否处于孤岛运行；孤岛防护功能的数据来源于计量模块25，计量模块25通过通信方式将实时结果告知采保模块26并执行下一步动作。

电能计量、电能质量分析、谐波分析功能通过计量模块25实现：

电能计量由计量模块25通过电压采样单元3、第二电流采样单元12(电流采样单元2)采集断路器当前运行状态的电压、电流数据，通过计量芯片11计算实时电能相关数据，并可以通过第二通信单元15(通信单元2)与采保模块26和管控模块24进行计量数据交互；

计量模块25通过内置计量芯片11实现S级电能质量分析，计量芯片11封装有电能质量分析功能，在使用过程中只需要保护芯片1调取计量芯片11调取对应的计算结果，大大减少了保护芯片1的计算工作量；计量模块25的电压采集单元3、第二电流采集单元12用于采集电能质量分析的基础数据，能够大幅度提高分析精度提高分析结果的准确度，对于并网电能质量监测具有重要意义；

计量芯片11封装有谐波分析功能，采保模块或其它功能应用模块可直接调用分析结果；谐波分析功能由计量模块25通过电压采样单元3、第二电流采集单元12(电流采样单元2)采集断路器当前运行状态的电压、电流数据，通过计量芯片11计算当前电压、电流谐波含量，并可以通过第二通信单元15(通信单元2)与采保模块26和管控模块24进行谐波数据交互。

光伏应用中带电合闸保护功能通过采保模块26实现：在断路器分闸状态下，计量模块25通过电压采样单元3采集并网点电网的电压幅值、频率，并通过第二通信单元15(通信单元2)传给采保模块26，采保模块26通过端子带电检测单元9检测逆变器测带电状态，采保模块26的软件程序中设置保护逻辑，只有当电网侧电压与频率均正常并且逆变器侧没有电压的情况下才允许合闸，否则闭锁合闸输出，禁止合闸。即，能源并网断路器的管控装置具有带电合闸保护功能，具有光伏侧电压带电检测功能，具有电网侧电压质量监测分析功能，能够实现在断路器分闸状态下，只有当电网侧电压与频率均正常并且逆变器侧没有电压的情况下才允许合闸，否则闭锁合闸输出。

拓扑分析功能通过管控模块24实现：管控模块24具有拓扑分析功能模块17，拓扑分析功能模块17通过第二电流采样单元12实时采集当前断路器的电流(当前回路电流基础数据)，由拓扑分析功能模块17进行计算分析后，将拓扑分析结果通过TTL串口通信方式将分析结果告知管控芯片16，或显示或上行通信。

智能物联采用三MCU方式实现：计量模块、采保模块、管控模块分别采用独立的MCU控制，分别为计量芯片11、保护芯片1以及管控芯片16，其中，计量芯片11和保护芯片1用于实时获取电压采样单元3、第一电流采样单元1、第二电流采样单元2采集的当前回路中电压、电流基础数据及波形；保护芯片1主要进行断路器运行过程中的各种保护功能的实现，并将实时运行数据上传给管控芯片16；计量芯片11除了能够实现高精度计量功能外还封装了电能质量分析功能；管控芯片16可以通过通信方式实时读取电能质量分析结果，保护芯片1和计量芯片11负责智能物联的边缘计算并将计算结果主动或者被动告知管控芯片16并本地存储，管控芯片16负责断路器的智能物联的通信功能，和上级平台进行数据交互。

本实施例的能源并网断路器的管控装置能够实现不依托逆变器本身的孤岛防护，在电网停电时，切断光伏发电系统与低压配电网的连接；实现高精度计量功能，测量发电功率、电压、电流、频率，为全台区电力供应与负荷响应提供数据支撑；实现电能质量分析功能，对并网电压与电流谐波分析，电能质量评估，为考核发电质量提供数据依据，有效解决了光伏并网带来的问题。

实施例2

基于上述实施例，本实用新型还提供一种能源并网断路器，包括实施例1所述的能源并网断路器的管控装置。

所述能源并网断路器主要由一次本体和实施例1所述能源并网断路器的管控装置组成，其中，所述一次本体为传统智能自动重合闸断路器一次本体结构，可以是250A三相智能光伏断路器，实现断路器本体的功能。

本实用新型的能源并网断路器在传统剩余电流重合闸塑壳断路器的基础上，增加能源并网断路器的管控装置，增加了光伏专用保护功能、HPLC通信功能、电能质量监控功能、计量、电力物联网等功能，能够实现不依托逆变器本身的孤岛防护，在电网停电时，切断光伏发电系统与低压配电网的连接；实现高精度计量功能，测量发电功率、电压、电流、频率，为全台区电力供应与负荷响应提供数据支撑；实现电能质量分析功能，对并网电压与电流谐波分析，电能质量评估，为考核发电质量提供数据依据，有效解决光伏并网带来的问题。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种能源并网断路器的管控装置，其特征在于，包括采保模块、计量模块和管控模块；

所述采保模块包括保护芯片，与保护芯片相连接的采样处理单元、分合闸控制单元、脱扣驱动单元、端子带电检测单元、第一存储单元和第一通信单元，以及与所述采样处理单元连接的电压采样单元和第一电流采样单元；

所述计量模块包括计量芯片，以及与计量芯片相连接的电压采样单元、脱扣驱动单元、第二电流采样单元、第二通信单元、测温电路单元和第二存储单元；

所述管控模块包括管控芯片，以及与管控芯片相连接的拓扑分析单元、第三存储单元、第三通信单元；

所述第一通信单元与第二通信单元连接，第三通信单元分别与第一通信单元和第二通信单元连接。

2.如权利要求1所述的一种能源并网断路器的管控装置，其特征在于，所述采样处理单元包括电流处理单元以及电压处理单元；所述电流采样处理单元由四个可通过外部电阻设定放大倍数的PGA放大器和滤波电路组成；所述电压采样处理单元由增益可编程的运放电平抬升电路组成。

3.如权利要求1所述的一种能源并网断路器的管控装置，其特征在于，所述脱扣驱动单元由SCR及其驱动电路组成，用于接收驱动信号执行脱扣动作；所述分合闸控制单元由三极管驱动继电器外接爪极式电机实现，用于控制继电器输出触点开闭控制爪极式电机驱动分合闸机构动作；所述端子带电检测单元包括整流桥、电解电容、电阻、光耦隔离，用于采集逆变器当前带电状态。

4.如权利要求1所述的一种能源并网断路器的管控装置，其特征在于，所述采保模块还包括与采样处理单元连接的快速处理单元；所述快速处理单元还与脱扣驱动单元连接；所述快速处理单元为四阈值比较器，用于MCR/HSISC保护。

5.如权利要求1所述的一种能源并网断路器的管控装置，其特征在于，所述测温电路单元包括多路温度采集传感器，用于采集断路器进线端子以及出线端子的实时温度。

6.如权利要求1所述的一种能源并网断路器的管控装置，其特征在于，所述拓扑分析单元用于实时采集第二电流采样单元的模拟量数据，并进行二次处理计算台区或系统拓扑结构。

7.如权利要求1所述的一种能源并网断路器的管控装置，其特征在于，所述管控模块还包括与管控芯片相连接的按键单元和显示单元，所述按键单元和显示单元用于实现人机交互。

8.如权利要求1所述的一种能源并网断路器的管控装置，其特征在于，所述管控模块还包括第四通信单元，所述第四通信单元包括与外部连接的RS485通信、CAN通信以及HPLC载波通信。

9.如权利要求1所述的一种能源并网断路器的管控装置，其特征在于，还包括电源管理模块，所述电源管理模块包括AC/DC电源、超级电容后备电源、自生电源电路以及DC/DC电源，用于为管控模块、计量模块、采保模块提供工作电源及后备电源。

10.一种能源并网断路器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的能源并网断路器的管控装置。

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