一種用于智能低壓斷路器上的智能控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于智能低壓斷路器上的智能控制器，該控制器主要由由信號(hào)互感器、三相電能計(jì)量芯片ATT7022、FPGA處理器芯片EP3C40、以太網(wǎng)接口、GPS接口、環(huán)境溫度檢測(cè)模塊、功率放大電路和顯示整定鍵盤模塊組成。該控制器是以FPGA處理器芯片EP3C40為基礎(chǔ)，通過外置的顯示整定鍵盤模塊，設(shè)定不同的電壓電流整定值，選擇不同范圍的三段保護(hù)曲線，通過以太網(wǎng)接口用IEC61850通信協(xié)議與電網(wǎng)間隔層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，當(dāng)出現(xiàn)瞬動(dòng)電流過大、短路或過載等異常情況的時(shí)候，F(xiàn)PGA就會(huì)發(fā)出故障檢測(cè)輸出信號(hào)，并經(jīng)過功率放大電路放大后對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行脫扣處理，故障解除后才能進(jìn)行復(fù)位。
【專利說明】一種用于智能低壓斷路器上的智能控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)電制造領(lǐng)域，特別涉及一種用于智能低壓斷路器上的智能控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]智能低壓斷路器系統(tǒng)已成為國(guó)內(nèi)目前研究的重要課題。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù)字式低壓斷路器和故障記錄器的應(yīng)用日益廣泛，但在配置上還是著重于保護(hù)功能本身，在數(shù)據(jù)共享及分析方面考慮較少。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，缺乏有效的手段將保護(hù)的動(dòng)作情況及故障信息主動(dòng)上送到調(diào)度中心，對(duì)故障測(cè)距、阻抗分析、保護(hù)動(dòng)作統(tǒng)計(jì)等功能的實(shí)現(xiàn)均停留在較低的水平。如何有效地利用數(shù)字式低壓斷路器和故障記錄器提供的故障信息，提高故障分析能力，加快故障處理速度，避免事故擴(kuò)大，減小故障損失，是擺在各級(jí)調(diào)度部門面前的一個(gè)重大課題。智能低壓斷路器系統(tǒng)的提出，就是為了提高電網(wǎng)安全運(yùn)行的調(diào)度系統(tǒng)信息化、智能化水平，在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)提供實(shí)時(shí)故障信息，有效地快速恢復(fù)系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服上述缺陷，本發(fā)明公開了一種用于智能低壓斷路器上的智能控制器。
[0004]一種用于智能低壓斷路器上的智能控制器，該智能控制器主要由信號(hào)互感器、三相電能計(jì)量芯片ATT7022、FPGA處理器芯片EP3C40、以太網(wǎng)接口、GPS接口、環(huán)境溫度檢測(cè)模塊、功率放大電路和顯示整定鍵盤模塊組成；——所述信號(hào)互感器；通過三相電能計(jì)量芯片ATT7022獲取主回路中的三相四線電壓信號(hào)和三相電流信號(hào)；
——三相電能計(jì)量芯片ATT7022 ;可完成三相電流、電壓、有功功率、無功功率、能量、有效值、功率因素及頻率的測(cè)量，并通過以太網(wǎng)接口和FPGA處理器芯片EP3C40進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；
——FPGA處理器芯片EP3C40 ;可以通過以太網(wǎng)接口用IEC61850通信協(xié)議與電網(wǎng)間隔層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；
——以太網(wǎng)接口 ；起通訊連接作用，用于FPGA處理器芯片EP3C40與電網(wǎng)間隔層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；
——GPS接口，使其能接收GPS對(duì)時(shí)信號(hào)，以滿足IEC61850通信的實(shí)時(shí)要求；
——環(huán)境溫度檢測(cè)模塊，使其能對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，保證其工作的安全性；
——功率放大電路；用于將檢測(cè)輸出信號(hào)放大，通過執(zhí)行元件進(jìn)行脫扣處理；
—顯示整定鍵盤模塊；可以設(shè)定不同的電壓電流整定值，選擇不同范圍的三段保護(hù)曲線；
本控制器是以FPGA處理器芯片EP3C40為基礎(chǔ)，通過外置的顯示整定鍵盤模塊，設(shè)定不同的電壓電流整定值，選擇不同范圍的三段保護(hù)曲線，通過以太網(wǎng)接口用IEC61850通信協(xié)議與電網(wǎng)間隔層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，當(dāng)出現(xiàn)瞬動(dòng)電流過大、短路或過載等異常情況的時(shí)候，F(xiàn)PGA就會(huì)發(fā)出故障檢測(cè)輸出信號(hào)，并經(jīng)過功率放大電路放大后對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行脫扣處理，故障解除后才能進(jìn)行復(fù)位。[0005]采用本發(fā)明智能控制器，當(dāng)出現(xiàn)短路故障電流時(shí)，斷路器必須要及時(shí)脫扣動(dòng)作，當(dāng)電路中的電流超過預(yù)定值時(shí)，則不經(jīng)過FPGA處理，馬上執(zhí)行跳閘動(dòng)作，開斷時(shí)間為脫扣器的機(jī)械動(dòng)作時(shí)間。而且由于使用了 FPGA處理器EP3C40，在IEC61850規(guī)約中采用了應(yīng)用和通信分離的方法，大大增加了系統(tǒng)的可移植性，也有利于系統(tǒng)的升級(jí)和裁剪。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明智能控制器的工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]本發(fā)明作為智能低壓斷路器的核心組成部分，下面結(jié)合圖1進(jìn)行詳細(xì)說明: 一種用于智能低壓斷路器上的智能控制器，它主要由信號(hào)互感器、三相電能計(jì)量芯片、
FPGA處理器、以太網(wǎng)接口、GPS接口、環(huán)境溫度檢測(cè)模塊、功率放大電路和顯示整定鍵盤組成。信號(hào)互感器通過三相電能計(jì)量芯片ATT7022獲取主回路中的三相四線電壓信號(hào)和三相電流信號(hào)。通過外置的顯示整定鍵盤模塊，可以設(shè)定不同的電壓電流整定值，選擇不同范圍的三段保護(hù)曲線。三相電能計(jì)量芯片ATT7022是一顆高精度三相電能專用計(jì)量芯片，完成三相電流、電壓、有功功率、無功功率、能量、有效值、功率因素及頻率的測(cè)量，并通過以太網(wǎng)接口和FPGA芯片EP3C40進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0008]本系統(tǒng)是以FPGA處理器EP3C40為基礎(chǔ)，其可以通過以太網(wǎng)接口用IEC61850通信協(xié)議與電網(wǎng)間隔層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，當(dāng)出現(xiàn)瞬動(dòng)電流過大、短路或過載等異常情況的時(shí)候，F(xiàn)PGA就會(huì)發(fā)出故障檢測(cè)輸出信號(hào)，并經(jīng)過功率放大電路放大后對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行脫扣處理，故障解除后才能進(jìn)行復(fù)位。
[0009]本系統(tǒng)中內(nèi)使用GPS接口，使其能接收GPS對(duì)時(shí)信號(hào)，以滿足IEC61850通信的實(shí)時(shí)要求。
[0010]本系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有環(huán)境溫度檢測(cè)模塊，使其能對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，保證其工作的安全性。
[0011]本智能低壓斷路器的特點(diǎn):
I)、使用了專門的三相電能計(jì)量芯片ATT7022，適用于三相三線和三相四線應(yīng)用，能對(duì)對(duì)三相電流、電壓、有功功率、無功功率、能量、有效值、功率因素及頻率進(jìn)行測(cè)量，充分滿足三相復(fù)費(fèi)率多功能電能顯示的需求。當(dāng)出現(xiàn)短路故障電流時(shí)，斷路器必須要及時(shí)脫扣動(dòng)作，當(dāng)電路中的電流超過預(yù)定值時(shí)，則不經(jīng)過FPGA處理，馬上執(zhí)行跳閘動(dòng)作，開斷時(shí)間為脫扣器的機(jī)械動(dòng)作時(shí)間。
[0012]2)、使用了 FPGA處理器EP3C40，在IEC61850規(guī)約中采用了應(yīng)用和通信分離的方法。所以大大增加了系統(tǒng)的可移植性，也有利于系統(tǒng)的升級(jí)和裁剪。
【權(quán)利要求】
1.一種用于智能低壓斷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號(hào)互感器、三相電能計(jì)量芯片ATT7022、FPGA處理器芯片EP3C40、以太網(wǎng)接口、GPS接口、環(huán)境溫度檢測(cè)模塊、功率放大電路和顯示整定鍵盤模塊組成； —所述信號(hào)互感器；通過三相電能計(jì)量芯片ATT7022獲取主回路中的三相四線電壓 號(hào)和二相電流號(hào)； ——三相電能計(jì)量芯片ATT7022 ;可完成三相電流、電壓、有功功率、無功功率、能量、有效值、功率因素及頻率的測(cè)量，并通過以太網(wǎng)接口和FPGA處理器芯片EP3C40進(jìn)行數(shù)據(jù)交換； ——FPGA處理器芯片EP3C40 ;可以通過以太網(wǎng)接口用IEC61850通信協(xié)議與電網(wǎng)間隔層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換； ——以太網(wǎng)接口 ；起通訊連接作用，用于FPGA處理器芯片EP3C40與電網(wǎng)間隔層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換； ——GPS接口，使其能接收GPS對(duì)時(shí)信號(hào)，以滿足IEC61850通信的實(shí)時(shí)要求； ——環(huán)境溫度檢測(cè)模塊，使其能對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，保證其工作的安全性； ——功率放大電路；用于將檢測(cè)輸出信號(hào)放大，通過執(zhí)行元件進(jìn)行脫扣處理； —顯示整定鍵盤模塊；可以設(shè)定不同的電壓電流整定值，選擇不同范圍的三段保護(hù)曲線； 本控制器是以FPGA處理器芯片EP3C40為基礎(chǔ)，通過外置的顯示整定鍵盤模塊，設(shè)定不同的電壓電流整定值，選擇不同范圍的三段保護(hù)曲線，通過以太網(wǎng)接口用IEC61850通信協(xié)議與電網(wǎng)間隔層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，當(dāng)出現(xiàn)瞬動(dòng)電流過大、短路或過載等異常情況的時(shí)候，F(xiàn)PGA就會(huì)發(fā)出故障檢測(cè)輸出信號(hào)，并經(jīng)過功率放大電路放大后對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行脫扣處理，故障解除后才能進(jìn)行復(fù)位。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK104009546SQ201410264321
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】徐謙, 覃事剛, 胡俊達(dá), 唐毅, 劉勛, 李文寬 申請(qǐng)人:遵義長(zhǎng)征電器開關(guān)設(shè)備有限責(zé)任公司