专利名称：一种用于塑壳断路器的智能控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于智能控制器领域，特别涉及一种用于塑壳断路器的智能控制系 统。
背景技术：
目前，传统的塑壳断路器普遍采用热磁式控制器，用户不能调整保护特性，不能适 应变化负载时所要求的保护特性，且受环境温度影响和存在热惯性和机械惯性。随着智能 控制器的迅速发展，使脱扣控制器的功能日趋完善，性能更为优越。但是现有的塑壳断路器 用智能控制器大都没有接地保护的功能，这样会使得低压配电的安全性能大大降低。中国专利CN201066801Y提供一种基于ModBus通讯的塑壳断路器的控制器。设 有微处理器、信号处理电路、按键输入装置、液晶显示器、RS485通讯接口、JTAG在线编程接 口和电源，信号处理电路输入端外接电流互感器，信号处理电路输出端连接到微处理器的 A/D采样接口，按键输入装置的输出端和液晶显示器的输入端均连接到微处理器的I/O 口， RS485通讯接口连接到微处理器的异步串行接口，JTAG在线编程接口连接到微处理器的编 程接口。该控制器可以按照ModBus协议与监控中心进行通讯，同时用户可以通过按键来调 节断路器的电流和时间整定值达到调整断路器保护参数的目的，但是该智能控制器没有接 地保护的功能，当配电系统各相负载不平衡的时候，控制器不能发出脱扣控制指令使得断 路器分闸，配电系统长期处于不平衡的状态中，最终导致电气件的损耗。
实用新型内容为此，本实用新型提供一种具有接地保护功能的塑壳断路器用智能控制器。为解决上述技术问题，本实用新型的用于塑壳断路器的智能控制系统，包括数据 输入单元，包括信号接收处理单元，用于接收低压配电线路中的实际负载电流，并将电流变 换成数字信号；微处理单元，所述微处理单元同所述数据输入单元连接，用于处理所述数据 输入单元的输入信号，并将处理后的指令信号输出；数据输出单元，所述数据输出单元与所 述微处理单元连接，通过接收所述微处理单元的指令信号并将其发送至受控单元；供电单 元，用于向所述数据输入单元、数据输出单元和微处理单元供电。所述智能控制系统还包括控制策略输入单元，所述控制策略输入单元中设有用于 控制受控单元执行多个动作的控制策略模块；所述信号接收处理单元还包括接地信号调理模块，用于将地线电流信号变换为数 字信号传送至所述微处理单元；所述微处理单元接收所述信号接收处理单元中的信号后，并调取所述控制策略输 入单元中的控制策略，所述微处理单元根据所调取的控制策略向所述数据输出单元发送相 应的指令信号，受控单元根据所述数据输出单元发送的指令信号执行相应的动作。所述控制策略包括脱扣控制模块，所述微处理单元通过调取脱扣控制模块中的程序，使受控单元执行相应的脱扣动作；状态显示模块，所述微处理单元通过调取状态显示模块中的程序，用于提供系统 的状态；和通信模块，所述微处理单元通过调取通信模块中的程序，用于接收与其通信的 上位机发出的指令。所述数据输入单元还包括同所述微处理单元连接的拨码整定单元，用于设定所述 塑壳断路器的保护参数。所述数据输出单元包括状态指示单元，同所述微处理单元连接，用于提供系统状态的指示；和脱扣控制驱动单元，同所述微处理单元连接，用于控制断路器的分闸动作；所述微处理单元通过调取状态显示模块和脱扣控制模块中的相应程序使所述状 态指示单元和脱扣控制驱动单元分别执行相应的系统状态指示动作和断路器的分闸动作。所述信号接收处理单元还包括电流变换单元，同所述低压配电系统的四相电线一一对应连接；信号调理单元，同所述各相电流变换单元一一对应连接，所述各相信号调理单元 分别同所述微处理单元连接；所述电流变换单元接收风力发电机电网实际负载电流并将电流按比例变换成标 准电流信号，所述标准电流信号通过所述信号调理单元进行调理后变换成数字信号，并将 数字信号传送至所述微处理单元。所述系统内还设有同所述微处理单元连接的通信单元，所述通信单元用于将所述 微处理单元与上位机连接进行实时通信。所述系统内还设有同所述脱扣控制驱动单元连接的试验脱扣电源单元，所述试验 脱扣电源单元用于试验脱扣操作时的供电。本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有接地保护功能，当负载不平衡时， 接地信号调理单元接收地线电流信号传送至微处理单元，微处理单元发出延时脱扣指令， 脱扣驱动控制单元发出指令使断路器分闸，满足了低压配电保护控制的需要。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施 例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中图1是本实用新型的智能控制器结构框图；图2是本实用新型的信号接收处理单元结构框图；图3是本实用新型的微处理单元示意图；图4是本实用新型的拨码整定单元示意图；图5是本实用新型的状态指示单元示意图；图6是本实用新型的通信单元示意图；图7是本实用新型的各相通道信号调理电路示意图；图8是本实用新型的接地通道信号调理电路示意图；图9是脱扣控制驱动单元、试验脱扣电源以及自生电源示意图；[0035]图10是控制策略输入单元电路。图中附图标记表示为1-微处理单元2-数据输入单元3-数据输出单元4-通信单元5-供电单元 6-试验脱扣电源单元7-控制策略输入单元21-信号接收处理单元22-拨码整定单元 31-状态指示单元32-脱扣驱动控制单元
具体实施方式
本实用新型公开一种用于塑壳断路器的智能控制系统，其包括用于接收输入信号 并根据控制策略输出控制指令的微处理单元1 ；数据输入单元2，所述数据输入单元2与所 述微处理单元1连接，将信号传送至所述微处理单元1 ；数据输出单元3，所述数据输出单元 3与所述微处理单元1连接，接收所述微处理单元1的指令信号并输送至受控单元；供电单 元5，所述供电单元5用于给各个功能单元供电，本实施例所述的供电单元5为自生电源电 路。所述数据输入单元2包括用于接收低压配电系统各相电路以及接地电路电流信 号的信号接收处理单元21 ；所述信号接收处理单元21包括地线信号调理单元213以及分 别与风力发电机的四相电线连接的电流变换单元211和分别与所述各相电流变换单元211 连接的信号调理单元212。本实施例中所述电流变换单元211为电流互感器，所述4个电流互感器接收风力 发电机电网A、B、C、N四相负载电流信号并将按比例变换成标准电流信号，并将标准电流信 号传送至所述信号调理单元212，所述信号调理单元212把所述标准电流信号变换为数字 信号传送至所述微处理单元1 ；所述接地信号调理单元213将地线电流信号变换为数字信 号传送至所述微处理单元1。 所述数据输入单元2还包括拨码整定单元22，所述拨码整定单元22用于设定保护 参数，本实施例中的拨码整定单元22用于设定长延时电流整定值、长延时时间、短延时电 流整定值、短延时时间、瞬动电流值；所述数据输出单元3包括的脱扣控制驱动单元32、状态指示单元31 ；所述脱扣控 制驱动单元32接收所述微处理单元1的指令发出脱扣指令使断路器分间；所述状态指示单 元31用于提供系统状态指示。所述脱扣控制驱动单元32还连接有试验脱扣电源单元6，所述试验脱扣电源单元 6用于试验脱扣操作时供电。所述智能控制系统还包括控制策略输入单元7，所述控制策略输入单元7中设有 用于控制受控单元执行多个动作的控制策略模块，所述控制策略模块包括脱扣控制模块、 状态显示模块以及通信模块。所述微处理单元通过调取脱扣控制模块中的程序，使受控单 元执行相应的脱扣动作；所述微处理单元通过调取状态显示模块中的程序，用于提供系统 的状态；所述微处理单元通过调取通信模块中的程序，用于接收与其通信的上位机发出的 指令。该智能控制系统还包括通信单元4，所述通信单元4采用RS485标准串行通讯接 口，以便于与外部设备特别是上位机进行通信；实现遥调、遥控、遥信、遥测功能。本实用新型所述的智能控制系统的工作过程为[0047]四个电流互感器211分别接受低压配电系统中A、B、C、N四相负载电流并将按比 例变换成标准电流信号，并将标准电流信号传送至所述信号调理单元212，所述信号调理单 元212把所述标准电流信号变换为数字信号传送至所述微处理单元1 ；微处理单元1对所 述数据输入单元2的信号进行采样并调用所述控制策略输入单元7中的控制策略模块，该 控制策略模块通过对所述微处理单元1接收到电网的电流信号以及通过拨码整定单元22 设定的整定电流值进行比较计算以及相关保护特性的处理，实现了塑壳断路器配电保护的 要求。根据接收到的电流值与整定电流值比较，若电网短路或过载，微处理单元1调用 所述脱扣控制模块进行处理后发出指令，由脱扣控制驱动单元32发出脱扣指令使断路器 分闸，微处理单元1调用所述状态指示模块发出指令并由状态指示单元31提供系统的短路 或过载状态指示信息。根据接收到的电流值与整定电流值比较，若电网中发生短延时故障、长延时故障 或者接地故障时，微处理单元1调用所述脱扣控制模块进行处理后发出指令，则由脱扣控 制驱动单元32分别发出不同延时长度的延时脱扣指令使断路器分间，微处理单元1调用所 述状态指示模块发出指令并由状态指示单元31提供系统的短延时故障、长延时故障或者 接地故障状态指示信息。通过所述通信单元4连接的上位机发出指令后，微处理单元1调用所述通信模块 接收上位机指令并发送信息至受控单元响应上位机的指令。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对 于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或 变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
权利要求1.一种用于塑壳断路器的智能控制系统，包括数据输入单元O)，包括信号接收处理单元(21)，用于接收低压配电线路中的实际负 载电流，并将电流变换成数字信号；微处理单元(1)，所述微处理单元(1)同所述数据输入单元( 连接，用于处理所述数 据输入单元O)的输入信号，并将处理后的指令信号输出；数据输出单元(3)，所述数据输出单元C3)与所述微处理单元(1)连接，通过接收所述 微处理单元(1)的指令信号并将其发送至受控单元；供电单元(5)，用于向所述数据输入单元、数据输出单元和微处理单元供电， 其特征在于还包括控制策略输入单元(23)，所述控制策略输入单元(7)中设有用于控制受控单元 执行多个动作的控制策略模块；所述信号接收处理单元还包括接地信号调理模块013)，用于将地线电流信号变 换为数字信号传送至所述微处理单元(1)；所述微处理单元(1)接收所述信号接收处理单元中的信号后，并调取所述控制策 略输入单元(7)中的控制策略，所述微处理单元(1)根据所调取的控制策略向所述数据输 出单元C3)发送相应的指令信号，受控单元根据所述数据输出单元C3)发送的指令信号执 行相应的动作。
2.根据权利要求1所述的用于塑壳断路器的智能控制系统，其特征在于所述数据输入单元( 还包括同所述微处理单元连接的拨码整定单元(22)，用于设定 所述塑壳断路器的保护参数。
3.根据权利要求2所述的用于塑壳断路器的智能控制系统，其特征在于 所述数据输出单元C3)包括状态指示单元(31)，同所述微处理单元连接，用于提供系统状态的指示； 和脱扣控制驱动单元(3 ，同所述微处理单元连接，用于控制断路器的分闸动作。
4.根据权利要求1所述的用于塑壳断路器的智能控制系统，其特征在于 所述信号接收处理单元还包括电流变换单元011)，同所述低压配电系统的四相电线一一对应连接； 信号调理单元012)，同所述各相电流变换单元011) —一对应连接，所述各相信号调 理单元分别同所述微处理单元连接；所述电流变换单元011)接收风力发电机电网实际负载电流并将电流按比例变换成 标准电流信号，所述标准电流信号通过所述信号调理单元(21 进行调理后变换成数字信 号，并将数字信号传送至所述微处理单元(1)。
5.根据权利要求1-4任一所述的用于塑壳断路器的智能控制系统，其特征在于所述系统内还设有同所述微处理单元(1)连接的通信单元，所述通信单元(4)用于 将所述微处理单元(1)与上位机连接进行实时通信。
6.根据权利要求5所述的用于塑壳断路器的智能控制系统，其特征在于所述系统内还设有同所述脱扣控制驱动单元(3 连接的试验脱扣电源单元(6)，所述 试验脱扣电源单元(6)用于试验脱扣操作时的供电。
专利摘要本实用新型公开了一种用于塑壳断路器的智能控制系统，包括数据输入单元，微处理单元，数据输出单元，供电单元，还包括控制策略输入单元，所述控制策略输入单元中设有用于控制受控单元执行多个动作的控制策略；控制策略包括脱扣控制模块、状态显示模块、整定电路模块以及通信模块。所述微处理单元接收所述数据输入单元的信号后，并调取所述控制策略输入单元中的控制策略进行计算处理，向所述数据输出单元发送相应的指令信号。该控制器具有过载长延时、短路短延时、短路瞬动保护、接地保护的功能，同时由于具备了modbus通信接口功能，因此可以和上位机组网而实现遥测、遥调、遥控、遥信操作。适用于各种低压配电系统的塑壳断路器用智能控制器。
文档编号H02J13/00GK201887548SQ201020615100
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者张健, 李果, 王双全, 程秀光, 袁玉鹏, 龙继芳 申请人:浙江科能达电气有限公司