一種具有自診斷功能的高壓斷路器智能控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有自診斷功能壓斷路器的智能控制系統(tǒng)，包括CPU處理器、電壓與電流調(diào)理電路、通信模塊、電源模塊以及操作機構(gòu)；電網(wǎng)的電壓、電流經(jīng)電壓、電流互感器成為小信號，再經(jīng)過所述電壓與電流調(diào)理電路中調(diào)理電路（抬升、濾波）變?yōu)榭梢赃m合CPU處理器處理的輸入信號；所述CPU處理器對輸入信號進行A/D轉(zhuǎn)換，完成測量算法、各種保護算法和輔助功能，并且通過所述通信模塊與上位機進行通信；所述電源模塊為系統(tǒng)各個模塊提供工作電源；所述操作機構(gòu)根據(jù)所述CPU處理器的控制指令完成動作。
【專利說明】
一種具有自診斷功能的高壓斷路器智能控制系統(tǒng)
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及供電設備技術(shù)領域，尤其是一種高具有自診斷功能壓斷路器的智能控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]斷路器是電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中最重要的開關(guān)電器設備之一，控制并保護著整個配電網(wǎng)的正常運行，它是一種既有手動開關(guān)作用，又能自動進行失壓、欠壓、過載和保護短路故障的電器。主要用于電力系統(tǒng)中輸配電線路的接通、分斷和對系統(tǒng)中各種故障進行保護，在供電和輸配電系統(tǒng)中起著開斷和閉合正常線路或故障線路的作用。它既可以用來在配電網(wǎng)中分配電能，又可對電源線路、電動機等實行保護，當電力系統(tǒng)發(fā)生嚴重的過載、短路及欠壓等故障時能自動切斷電路，其功能相當于熔斷器式開關(guān)與過、欠熱繼電器等的組合。
[0003]智能化、可通信化和產(chǎn)品化是斷路器智能控制器的一個重要發(fā)展趨勢。斷路器智能控制器以微處理器為核心，綜合應用現(xiàn)代傳感、數(shù)字控制、網(wǎng)絡通信、微電子和信息處理等多種現(xiàn)代技術(shù);其具有報警、三段式保護、負載監(jiān)控、故障診斷、通訊、自動重合閘、分級切除負載等功能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)方法的不足，提供了一種具有實時檢測、故障跳閘、實時顯示、故障值存儲、故障報警、參數(shù)整定、自動重合閘以及與上位機通信的功能的具有自診斷功能壓斷路器的智能控制系統(tǒng)。
[0005]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，提出了如下技術(shù)方案:
一種具有自診斷功能壓斷路器的智能控制系統(tǒng)，包括CR]處理器、電壓與電流調(diào)理電路、通信模塊、電源模塊以及操作機構(gòu)；電網(wǎng)的電壓、電流經(jīng)電壓、電流互感器成為小信號，再經(jīng)過所述電壓與電流調(diào)理電路中調(diào)理電路(抬升、濾波)變?yōu)榭梢赃m合CPU處理器處理的輸入信號;所述CPU處理器對輸入信號進行A/D轉(zhuǎn)換，完成測量算法、各種保護算法和輔助功能，并且通過所述通信模塊與上位機進行通信;所述電源模塊為系統(tǒng)各個模塊提供工作電源;所述操作機構(gòu)根據(jù)所述CHJ處理器的控制指令完成動作。
[0006]進一步地，所述智能控制系統(tǒng)還包括監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊，用于實時采集斷路器運行狀態(tài)參量，根據(jù)傳感器信號直接或經(jīng)數(shù)據(jù)運算處理得到斷路器狀態(tài)量，進而診斷斷路器運行狀態(tài)。
[0007]進一步地，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊具有5路模擬量輸入，包括合分閘線圈電流、儲能電機電流信號、動觸頭行程信號和振動信號，通過零磁通型霍爾穿心式電流傳感器將線圈回路電流和儲能電機電流轉(zhuǎn)換成0-30 mA的電流輸入，通過位移傳感器增量式光電編碼器監(jiān)測動觸頭行程，通過振動信號傳感器監(jiān)測斷路器機械振動。
[0008]進一步地，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊對所述合分閘線圈電流、儲能電機電流信號、動觸頭行程信號和振動信號進行信號調(diào)理、隔離濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換以及運算處理后得到所需的斷路器數(shù)字信號狀態(tài)量。
[0009]進一步地，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊所采集的數(shù)據(jù)還包括常開觸點和常閉觸點，通過接入斷路器常開、常閉輔助接點判斷分合閘狀態(tài)，根據(jù)累計操作次數(shù)判斷機械壽命。
[0010]
進一步地，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊所獲得斷路器狀態(tài)量，通過所述通信模塊傳送到上位機，所述上位機上集成設置有斷路器狀態(tài)監(jiān)測IED，用于實時分析斷路器的運行狀態(tài)。
[0011]進一步地，所述智能控制系統(tǒng)還包括人機交互模塊，用于設置斷路器控制參數(shù)，以及實時顯示斷路器的工作狀態(tài)。
[0012]進一步地，所述智能控制系統(tǒng)還包括GPS模塊，用于準確定位所述斷路器的安裝位置，一旦出現(xiàn)故障時，能夠及時進行定位維修。
[0013]進一步地，所述電壓與電流調(diào)理電路由3級基本電路串聯(lián)構(gòu)成，依次為輸入級，低通濾波，電壓平移;所述輸入級電路用電流/電流型電壓互感器和電流互感器將輸入信號變換到規(guī)定的測量范圍；所述低通濾波器采用二階低通濾波器用于濾去高頻干擾信號，轉(zhuǎn)折頻率為5KHz;所述電壓平移電路使得交流輸入為O時，電路輸出為1.5V。
[0014]進一步地，所述通信模塊是以太網(wǎng)通信模塊、GPRS通信模塊、WIFI通信模塊、ZIGBEE通信模塊的一種或者多種。
[0015]該發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明的高壓斷路器的智能控制系統(tǒng)，通過集成設置監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊，能夠?qū)Ω邏簲嗦菲鞯倪\行狀態(tài)進行實時在線監(jiān)測，同時通過智能控制系統(tǒng)的設置，能夠?qū)崿F(xiàn)對高壓斷路器的智能控制，顯著提升了智能控制的高壓斷路器的工作穩(wěn)定性和可控制性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊結(jié)構(gòu)框圖；
圖3是電壓與電流調(diào)理電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種具有自診斷功能壓斷路器的智能控制系統(tǒng)作進一步詳盡描述:
如圖1所示，一種具有自診斷功能壓斷路器的智能控制系統(tǒng)，包括CPU處理器、電壓與電流調(diào)理電路、通信模塊、電源模塊以及操作機構(gòu)；電網(wǎng)的電壓、電流經(jīng)電壓、電流互感器成為小信號，再經(jīng)過所述電壓與電流調(diào)理電路中調(diào)理電路(抬升、濾波)變?yōu)榭梢赃m合CHJ處理器處理的輸入信號;所述(PU處理器對輸入信號進行A/D轉(zhuǎn)換，完成測量算法、各種保護算法和輔助功能，并且通過所述通信模塊與上位機進行通信;所述電源模塊為系統(tǒng)各個模塊提供工作電源;所述操作機構(gòu)根據(jù)所述(PU處理器的控制指令完成動作。
[0018]優(yōu)選地，如圖2所示，所述智能控制系統(tǒng)還包括監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊，用于實時采集斷路器運行狀態(tài)參量，根據(jù)傳感器信號直接或經(jīng)數(shù)據(jù)運算處理得到斷路器狀態(tài)量，進而診斷斷路器運行狀態(tài)。
[0019]優(yōu)選地，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊具有5路模擬量輸入，包括合分閘線圈電流、儲能電機電流信號、動觸頭行程信號和振動信號，通過零磁通型霍爾穿心式電流傳感器將線圈回路電流和儲能電機電流轉(zhuǎn)換成0-30 mA的電流輸入，通過位移傳感器增量式光電編碼器監(jiān)測動觸頭行程，通過振動信號傳感器監(jiān)測斷路器機械振動。
[0020]優(yōu)選地，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊對所述合分閘線圈電流、儲能電機電流信號、動觸頭行程信號和振動信號進行信號調(diào)理、隔離濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換以及運算處理后得到所需的斷路器數(shù)字信號狀態(tài)量。
[0021]優(yōu)選地，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊所采集的數(shù)據(jù)還包括常開觸點和常閉觸點，通過接入斷路器常開、常閉輔助接點判斷分合閘狀態(tài)，根據(jù)累計操作次數(shù)判斷機械壽命。
[0022]優(yōu)選地，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊所獲得斷路器狀態(tài)量，通過所述通信模塊傳送到上位機，所述上位機上集成設置有斷路器狀態(tài)監(jiān)測IED，用于實時分析斷路器的運行狀態(tài)。
[0023]優(yōu)選地，所述智能控制系統(tǒng)還包括人機交互模塊，用于設置斷路器控制參數(shù)，以及實時顯示斷路器的工作狀態(tài)。
[0024]優(yōu)選地，所述智能控制系統(tǒng)還包括GPS模塊，用于準確定位所述斷路器的安裝位置，一旦出現(xiàn)故障時，能夠及時進行定位維修。
[0025]優(yōu)選地，如圖3所示，所述電壓與電流調(diào)理電路由3級基本電路串聯(lián)構(gòu)成，依次為輸入級，低通濾波，電壓平移;所述輸入級電路用電流/電流型電壓互感器和電流互感器將輸入信號變換到規(guī)定的測量范圍;所述低通濾波器采用二階低通濾波器用于濾去高頻干擾信號，轉(zhuǎn)折頻率為5KHz;所述電壓平移電路使得交流輸入為O時，電路輸出為1.5V。
[0026]其中，所述CPU處理器是STM32芯片。
[0027]優(yōu)選地，所述通信模塊是以太網(wǎng)通信模塊、GPRS通信模塊、WIFI通信模塊、ZIGBEE通信模塊的一種或者多種。
[0028]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種具有自診斷功能壓斷路器的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括CPU處理器、電壓與電流調(diào)理電路、通信模塊、電源模塊以及操作機構(gòu)；電網(wǎng)的電壓、電流經(jīng)電壓、電流互感器成為小信號，再經(jīng)所述電壓與電流調(diào)理電路中調(diào)理電路變?yōu)檫m合CHJ處理器處理的輸入信號;所述CPU處理器對輸入信號進行A/D轉(zhuǎn)換，完成測量算法、各種保護算法和輔助功能，并且通過所述通信模塊與上位機進行通信;所述電源模塊為系統(tǒng)各個模塊提供工作電源;所述操作機構(gòu)根據(jù)所述CPU處理器的控制指令完成動作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自診斷功能壓斷路器的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能控制系統(tǒng)還包括監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊，用于實時采集斷路器運行狀態(tài)參量，根據(jù)傳感器信號直接或經(jīng)數(shù)據(jù)運算處理得到斷路器狀態(tài)量，進而診斷斷路器運行狀態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有自診斷功能壓斷路器的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊具有5路模擬量輸入，包括合分閘線圈電流、儲能電機電流信號、動觸頭行程信號和振動信號，通過零磁通型霍爾穿心式電流傳感器將線圈回路電流和儲能電機電流轉(zhuǎn)換成0-30 mA的電流輸入，通過位移傳感器增量式光電編碼器監(jiān)測動觸頭行程，通過振動信號傳感器監(jiān)測斷路器機械振動。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有自診斷功能壓斷路器的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊對所述合分閘線圈電流、儲能電機電流信號、動觸頭行程信號和振動信號進行信號調(diào)理、隔離濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換以及運算處理后得到所需的斷路器數(shù)字信號狀態(tài)量。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有自診斷功能壓斷路器的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊所采集的數(shù)據(jù)還包括常開觸點和常閉觸點，通過接入斷路器常開、常閉輔助接點判斷分合閘狀態(tài)，根據(jù)累計操作次數(shù)判斷機械壽命。6.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一項所述的一種具有自診斷功能壓斷路器的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)采集模塊所獲得斷路器狀態(tài)量，通過所述通信模塊傳送到上位機，所述上位機上集成設置有斷路器狀態(tài)監(jiān)測IED，用于實時分析斷路器的運行狀態(tài)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有自診斷功能壓斷路器的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能控制系統(tǒng)還包括人機交互模塊，用于設置斷路器控制參數(shù)，以及實時顯示斷路器的工作狀態(tài)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有自診斷功能壓斷路器的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能控制系統(tǒng)還包括GPS模塊，用于準確定位所述斷路器的安裝位置。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有自診斷功能壓斷路器的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓與電流調(diào)理電路由3級基本電路串聯(lián)構(gòu)成，依次為輸入級，低通濾波，電壓平移;所述輸入級電路用電流/電流型電壓互感器和電流互感器將輸入信號變換到規(guī)定的測量范圍;所述低通濾波器采用二階低通濾波器用于濾去高頻干擾信號，轉(zhuǎn)折頻率為5KHz;所述電壓平移電路使得交流輸入為O時，電路輸出為1.5V。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有自診斷功能壓斷路器的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述通信模塊是以太網(wǎng)通信模塊、GPRS通信模塊、WIFI通信模塊、ZIGBEE通信模塊的一種或者多種。
【文檔編號】G05B19/042GK105867236SQ201610252836
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】南彥勃
【申請人】南彥勃