专利名称：三相单相多功能智能电源保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电源保护装置，特别涉及三相单相多功能智能电源保护器。
背景技术：
电源保护装置是由多个电源保护元器件组成的自动装置，用来保护发电机、变压器及输电线路和配电线路等重要电气设备，使之免遭损害，通常成为继电保护。甚基本任务是:当电力系统发生故障或异常工况时，在—可能实现的量短吐虹
和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。现有电源保护装置的缺点是过载保护器、漏电保护器、过压保护器、电压电流监控仪表及相序保护器等多个装置无法分开设置，使得用电设备的保护和测控设计较为复杂；三相保护器不能在单相供电时正常工作；适用范围较小，只能对大功率或小功率设备实施保护。漏电保护器无法对不同环境提供最佳的保护；无法记录故障，翻查故障原因不易，无法实现防雷保护。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种具备防雷、过欠压保护、电流保护、漏电保护、缺相错相三相电压不平衡保护、故障记录功能的三相单相多功能智能电源保护器。
为解决该技术问题，本发明采用的技术方案如下
三相单相多功能智能电源保护器，其特征在于包括由控制软件和微处理器组成的控制中心，分别与控制中心相连接的显示及告警模块、按键模块、主丌关模块、电压取样模块、电流取样模块、漏电取样模块和相位检测模块，所述控制软件包括主程序模块、与主程序模块相连接的设置及检测模块、定时器中断模块、数据处理模块和智能处理模块。
进一步地，该保护器还包括与所述控制中心相连接的防雷及浪涌模块。进一步地，还包括与所述控制中心相连接的通信模块，所述控制软件还包括与主程序模块相连接的串行中断模块。
再进一步地，所述控制软件还包括与主程序模块相连接的LCD显示驱动模块。
所述设置及检测模块检测设置状态、输入电压、输入相序、电流、漏电流。所述定时器中断模块可以分为三种，第一种是用于实时处理中断用于数据采集，每5毫秒循环一遍，以保证数据实时更新。第二种用于程序的延时处理，比如按键防抖动及初始化等；第三种用于智能重合闸，根据不同的状态，设定不同的定时时间。
所述串行中断模块对微机和系统的串行口进行中断处理管理及调节。所述数据处理模块根据检测到的设置状态，对输入电压、电流、漏电流值进行处理。——
所述LCD显示驱动模块对各种状态进行显示及告警，与此同时，对故障进行蜂鸣器告警及通过232串口进行上传故障信号告警。LCD为英文Liquid CrystalDisplay的縮写，即液晶显示器，是一种数字显示技术，可以通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图象。
所述智能处理模块由数据处理或微处理中心的EEP内存得到相关的信息，发出合闸或断闸信号，以及将相关的信息保存到EEP内存。
采用上述技术方案的本发明的保护器具有参数设置功能、单相三相模式切换功能、继电保护功能、用高性能的单片机构成保护测控智能合闸功能、中文液晶显示功能和通信功能。
1、参数设置功能通过参数设置，可使本保护器适用于不同的使用环境，拓展其应用环境的适用范围。参数设置过程为
a、 通过按键模块进行按键动作；
b、 设置及监测模块监测到按键动作；
c、 定时器中断模块和显示及告警模块对按键动作进行分析，发出
不同的指令；
d、 控制中心的微处理器依据指令，实现对参数的设置，并将参数值存储在
微处理器的EEP中。
具体的参数设置功能包括漏电保护设置功能、电流保护设置功能、过欠压
保护设置功能。漏电保护设置通过漏电保护参数设置，设置预定的漏电保护值。能针对不同的环境可灵活设置适当的漏电保护值，在潮湿和盐份含量高的沿海可设置超过150毫安，对市区空调房内湿度不高的地方，可设置低于100毫安。后级带的设
备功率大于30KVA，则可设置电流保护值为80-100A;后级带的设备在10-30KVA，则可设置电流保护值为60-80A; IOKVA以下，可以设置电流保护值在60A以下。
电流保护设置功能电流保护参数设置不同的过流保护值即电流设定值。可适合不同功率，对0-100A范围的负载提供最佳的过载保护。
过欠压保护设置功能:通过电压保护参数设置相应的过欠压保护值即过欠压设定值。传统电源保护器对电压的保护值是固定的，因此只能用于标准环境{温度范围-25°C +85°C;相对湿度0~98%，不结露}，本发明的电源保护器，能针对不同的—环境设置不同的过—庄和欠压值。在市区及用—电环境比较好的地方，可以将过压值设低一些，欠压值设高一些;反之在山区或用电环境比较恶烈的地方，过压值可以设高一些，欠压值设低一些。
2、 单相三相模式切换功能
在只在单相供电的情况下，可以将单三相模式选定为单相模式，以适应单相供电保护。当置于单相模式时，程序内部的单相和三相模式指示位设置成单相标志，此时，程序中自动屏蔽相序检测，缺相处理；而三相模式时，程序内部的单
相和三相模式指示位设置成三相标志，则程序进行全功能检测以实三相模式功能。
3、 继电保护功能
防雷及浪涌吸收模块、电压取样模块、相位检测模块、电流取样模块及漏电取样模块等硬件部分将信号采样，经过软件的设置及检测模块进行信号处理，在数据处理模块的支持下，经过智能处理模块，输出闭合或关断指令给主开关模块，
实现继电保护功能。具体继电保护功能为
1)防雷功能
a、 当发生雷电袭击时，防雷浪涌吸收模块产生雷电发生信号；
b、 雷电信号经过设置及检测模块模块的处理，发送到智能处理模块；C、智能处理模块将实时发出关断指令给主开关模块；
d、当雷电信号消除，并且所有参数在设置范围内，在定时器中断模块的支持下，智能处理模块发送闭合指令给主开关模块，实现继电保护功能。2) 过欠压保护功能
a、 电压取样模块获得各相的电压取样信号，与预先设定的过欠压参数进行比较，判断是否发生过欠压；
b、 当电压发生过欠压时，电压取样模块产生过欠压信号；
C、过欠压经过设置及检测模块的处理，发送到智能处理模块；
d、 智能处理模块将发出关断指令给主开关模块；
e、 当过欠压信号消除，并且所有参数在设置范围内，在定时器中断模块的支持下，智能处理模块发送闭合指令给主丌关模块，实现继电保护功能。
3) 电流保护功能
a、 电流取样模块获得各相电流取样信号，与预先设定的过流参数进行比较，判断是否发生过流；
b、 当过流时，电流取样模块产生过流信号；
c、 过流信号经过设置及检测模块模块的处理，发送到智能处理模块；
d、 智能处理模块将发出关断指令给主开关模块；
e、 当过流信号消除，并且所有参数在设置范围内，在定时器中断模块的支持下，智能处理模块发送闭合指令给主开关模块，实现继电保护功能。
4、 用高性能的单片机构成保护测控智能合闸功能
智能处理模块根据预先在微处理器内部EEP预先设定的漏电流保护值、过欠压保护值、过电流保护值等参数实现电源的断开。并在定时器中断模块辅助下，在延时结束后，智能处理发出合闸指令，实现自动复位，实现了保护器的自动开合闸。为了避免保护器的无限制次的断开闭合操作，同时在微处理器EEP内设置了"开合闸次数"参数，以控制开合闸的次数。在连续自动开合闸达到此次数后，保护器不再进行合闸操作。
特别是，定时器中断模块可根据开合闸的不同次数，产生不同时长的延时信号。
5、 中文液晶显示功能
根据主程序的调度情况，发送不同的指令给LCD显示模块，LCD显示模块根据不同的指令，显示相应的信息。
本保护器具有中文液晶实时显示电流、电压、状态等功能。并用中文记录事故报告、告警信息、遥信信息。汉字树形菜单，提示明显的文字和符号标注，供保护人员投退保护，设定保护定值，不需要配合其它技术资料，可直接在装置面板上操作。定值整定及各种操作简单、易理解。
6、 通信功能
由通信模块接收PC或外部设置发送的指令，软件部分将接收到的指令，由串行中断模块进行处理，在数据处理模块和智能处理模块的支持下，执行收到的外部指令，或者向通信模块发送信息。
本电源保护器采用RS232构成通讯网络，用于远供程接口或电脑监控。使整个系统通讯快速可靠。
7、 故障记录功能
本电源保护器具有故障记录功能，依次记录所发生的故障，即便是停电后，上电后然可查看。当智能处理模块发送合闸和断闸信号的同时，将产生动作的原因经过数据处理模块的处理，将原因转化成标准格式的数据，由微处理器内部的EEP保存。当查看时，由按键模块产生查询指令，经过主程序调度EEP内存信息在LCD上显示。
本发明的三相单相多功能智能电源保护器将传统的过载保护器，漏电保护器，过压保护器电压电流监控仪表及相序保护器等设独立的保护测控单元，全部整合在一起，使得用电设备的保护和测控设计清晰简洁，安装、维护方便。不仅能对三相用电设备提供完善的保护，也可对单相用电设备提供完善的保护。适用性能广。
图1:三相单相多功能智能电源保护器使用连接示意图。
图2:三相单相多功能智能电源保护器的结构示意图。
图3:三相单相多功能智能电源保护器的控制软件结构示意图。
具体实施方式
参照图l、图2、图3。本实施例涉及三相单相多功能智能电源保护器，
该电源保护器设在三相或者单相电源与用电设备之间。该电源保护器，包括
用于控制及处理的控制软件1和微处理器20组成的控制中心3，防雷及浪涌吸收模块21、显示及告警模块22、通信模块23、电压取样模块24、相位检测模块25、电流取样模块26、漏电取样模块27、按键模块28、主开关模块29分别与控制中心3相连接，控制软件1包括主程序模块11和由主程序模块11综合调度的设置及检测模块12、定时器中断模块13、串行中断模块14、数据处理模块15、LCD显示驱动模块16、智能处理模块17。智能能电源保护器进行参数设置过程为
a、 通过按键模块进行按键动作；
b、 设置及监测模块监测到按键动作；
c、 定时器中断模块和显示及告警模块对按键动作进行分析，发出不同的指令；
d、 控制中心的微处理器依据指令，实现对参数的设置，并将参数值存储在微处理器的EEP中。
通过以上歩骤进行漏电保护参数设置、电流保护参数设置和过欠压保护设置。
通过漏电保护参数设置，设置预定的漏电保护值。能针对不同的环境可灵活设置适当的漏电保护值，在潮湿和盐份含量高的沿海可设置超过150毫安，对市区空调房内湿度不高的地方，可设置低于100毫安。后级带的设备功率大于30KVA，则可设置电流保护值为80-100A;后级带的设备在10-30KVA，则可设置电流保护值为60-80A; IOKVA以下，可以设置电流保护值在60A以下。
电流保护参数设置不同的过流保护值即电流设定值。可适合不同功率，对0-100A范围的负载提供最佳的过载保护。
通过电压保护参数设置相应的过欠压保护值即过欠压设定值。传统电源保护器对电压的保护值是固定的，因此只能用于标准环境(温度范围-25°C~+85°C;相对湿度0 98%，不结露}。在市区及用电环境比较好的地方，可以将过压值设低一些，欠压值设高一些；反之在山区或用电环境比较恶烈的地方，过压值可以设高一些，欠压值设低一些。
该电源保护器工作时，当发生雷电袭击，防雷浪涌吸收模块产生雷电发生信号，雷电信号经过设置及检测模块模块的处理，发送到智能处理模块，智能处理模块将实时发出关断指令给主开关模块；当雷电信号消除，并且所有参数在设置范围内，在定时器中断模块的支持下，智能处理模块发送闭合指令给主开关模块，实现继电保护功能。相线对零线的标称放电电流为8/20us》20KA，相线对地线的标称放电电流为8/20us^20KA，零线对地线的标称放电电流为8/20us》20KA，确保直击雷和感应雷能安全引入地下，保护用户电源的安全。
该电源保护器工作时，电压取样模块获得各相的电压取样信号，与预先设定的过欠压参数进行比较，判断是否发生过欠压；当电压发生过欠压时，电压取样模块产生过欠压信号;过欠压经过设置及检测模块的处理，发送到智能处理模块；智能处理模块将发出关断指令给主开关模块；当过欠压信号消除，并且所有参数在设置范围内，在定时器中断模块的支持下，智能处理模块发送闭合指令给主开关模块，实现继电保护功能。
特别是，过压信号处理方法合闸前为设定值，合闸后过压信号要大于设定值5V以上才产生过压保护，避免频繁重启。欠压信号，合闸前为设定值，合闸后要低于设定值5V以上才产生欠压保护，避免频重启；电压保护参数设置有过压保护值和欠压保护值，其调节幅度是IV，不但可以对用电要求高的室内设备提供保护，也可用于山区等供电环境差的地区，避免频繁中断动作。
该电源保护器工作时，电流取样模块获得各相电流取样信号，与预先设定的过流参数进行比较，判断是否发生过流；当过流时，电流取样模块产生过流信号；过流信号经过设置及检测模块模块的处理，发送到智能处理模块；智能处理模块将发出关断指令给主开关模块；当过流信号消除，并且所有参数在设置范围内，在定时器中断模块的支持下，智能处理模块发送闭合指令给主开关模块，实现继电保护功能。
特别是，本装置中，电流测量值要大于设定值6A以上才产生过流信号，避免频繁重启。
权利要求1、三相单相多功能智能电源保护器，其特征在于包括由控制软件和微处理器组成的控制中心，分别与控制中心相连接的显示及告警模块、按键模块、主开关模块、电压取样模块、电流取样模块、漏电取样模块和相位检测模块。
2、 根据权利要求1所述的三相单相多功能智能电源保护器，其特征在于-还包括与所述控制中心相连接的防雷及浪涌模块。
3、 根据权利要求2所述的三相单相多功能智能电源保护器，其特征在于还包括与所述控制中心相连接的通信模块。
专利摘要本实用新型涉及三相单相多功能智能电源保护器，该电源保护器，包括用于控制及处理的控制软件和微处理器组成的控制中心、分别与控制中心相连接的防雷及浪涌吸收模块、显示及告警模块、通信模块、电压取样模块、相位检测模块、电流取样模块、漏电取样模块、按键模块、主开关模块，控制软件包括主程序模块和由主程序模块综合调度的设置及检测模块、定时器中断模块、串行中断模块、数据处理模块、LCD显示驱动模块、智能处理模块。本实用新型的电源保护器具备防雷、过欠压保护、电流保护、漏电保护、缺相错相三相电压不平衡保护、故障记录功能，适用性能广。
文档编号H02H9/04GK201352703SQ20082017086
公开日2009年11月25日 申请日期2008年12月29日 优先权日2008年12月29日
发明者俞龙云, 卢卓君, 吴为民, 徐叶芳, 毛松苗, 陈文环 申请人:中国移动通信集团浙江有限公司