一种用于智能低压断路器上的智能控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于智能低压断路器上的智能控制器，该控制器主要由由信号互感器、三相电能计量芯片ATT7022、FPGA处理器芯片EP3C40、以太网接口、GPS接口、环境温度检测模块、功率放大电路和显示整定键盘模块组成。该控制器是以FPGA处理器芯片EP3C40为基础，通过外置的显示整定键盘模块，设定不同的电压电流整定值，选择不同范围的三段保护曲线，通过以太网接口用IEC61850通信协议与电网间隔层进行数据交换，当出现瞬动电流过大、短路或过载等异常情况的时候，FPGA就会发出故障检测输出信号，并经过功率放大电路放大后对执行元件进行脱扣处理，故障解除后才能进行复位。
【专利说明】一种用于智能低压断路器上的智能控制器
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于机电制造领域，特别涉及一种用于智能低压断路器上的智能控制 器。
【背景技术】
[0002] 智能低压断路器系统已成为国内目前研究的重要课题。随着电力系统的发展，数 字式低压断路器和故障记录器的应用日益广泛，但在配置上还是着重于保护功能本身，在 数据共享及分析方面考虑较少。当电网发生故障时，缺乏有效的手段将保护的动作情况及 故障信息主动上送到调度中心，对故障测距、阻抗分析、保护动作统计等功能的实现均停留 在较低的水平。如何有效地利用数字式低压断路器和故障记录器提供的故障信息，提高故 障分析能力，加快故障处理速度，避免事故扩大，减小故障损失，是摆在各级调度部门面前 的一个重大课题。智能低压断路器系统的提出，就是为了提高电网安全运行的调度系统信 息化、智能化水平，在电网发生故障时提供实时故障信息，有效地快速恢复系统。 实用新型内容
[0003] 为克服上述缺陷，本实用新型公开了一种用于智能低压断路器上的智能控制器。
[0004] 一种用于智能低压断路器上的智能控制器，该智能控制器主要由信号互感器、三 相电能计量芯片ATT7022、FPGA处理器芯片EP3C40、以太网接口、GPS接口、环境温度检测模 块、功率放大电路和显示整定键盘模块组成；--所述信号互感器；通过三相电能计量芯 片ATT7022获取主回路中的三相四线电压信号和三相电流信号；
[0005] --三相电能计量芯片ATT7022 ;可完成三相电流、电压、有功功率、无功功率、能 量、有效值、功率因素及频率的测量，并通过以太网接口和FPGA处理器芯片EP3C40进行数 据交换；
[0006] --FPGA处理器芯片EP3C40 ;可以通过以太网接口用IEC61850通信协议与电网 间隔层进行数据交换；
[0007] -以太网接口；起通讯连接作用，用于FPGA处理器芯片EP3C40与电网间隔层进 行数据交换；
[0008] --GPS接口，使其能接收GPS对时信号，以满足IEC61850通信的实时要求；
[0009] -环境温度检测模块，使其能对系统内部环境进行检测，保证其工作的安全性；
[0010] --功率放大电路；用于将检测输出信号放大，通过执行元件进行脱扣处理；
[0011] --显示整定键盘模块；可以设定不同的电压电流整定值，选择不同范围的三段 保护曲线；
[0012] 本控制器是以FPGA处理器芯片EP3C40为基础，通过外置的显示整定键盘模块，设 定不同的电压电流整定值，选择不同范围的三段保护曲线，通过以太网接口用IEC61850通 信协议与电网间隔层进行数据交换，当出现瞬动电流过大、短路或过载等异常情况的时候， FPGA就会发出故障检测输出信号，并经过功率放大电路放大后对执行元件进行脱扣处理， 故障解除后才能进行复位。
[0013] 采用本实用新型智能控制器，当出现短路故障电流时，断路器必须要及时脱扣动 作，当电路中的电流超过预定值时，则不经过FPGA处理，马上执行跳闸动作，开断时间为脱 扣器的机械动作时间。而且由于使用了 FPGA处理器EP3C40,在IEC61850规约中采用了应 用和通信分离的方法，大大增加了系统的可移植性，也有利于系统的升级和裁剪。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型智能控制器的工作原理图。
【具体实施方式】
[0015] 本实用新型作为智能低压断路器的核心组成部分，下面结合图1进行详细说明：
[0016] 一种用于智能低压断路器上的智能控制器，它主要由信号互感器、三相电能计量 芯片、FPGA处理器、以太网接口、GPS接口、环境温度检测模块、功率放大电路和显示整定键 盘组成。信号互感器通过三相电能计量芯片ATT7022获取主回路中的三相四线电压信号和 三相电流信号。通过外置的显示整定键盘模块，可以设定不同的电压电流整定值，选择不同 范围的三段保护曲线。三相电能计量芯片ATT7022是一颗高精度三相电能专用计量芯片， 完成三相电流、电压、有功功率、无功功率、能量、有效值、功率因素及频率的测量，并通过以 太网接口和FPGA芯片EP3C40进行数据交换。
[0017] 本系统是以FPGA处理器EP3C40为基础，其可以通过以太网接口用IEC61850通 信协议与电网间隔层进行数据交换，当出现瞬动电流过大、短路或过载等异常情况的时候， FPGA就会发出故障检测输出信号，并经过功率放大电路放大后对执行元件进行脱扣处理， 故障解除后才能进行复位。
[0018] 本系统中内使用GPS接口，使其能接收GPS对时信号，以满足IEC61850通信的实 时要求。
[0019] 本系统内设置有环境温度检测模块，使其能对系统内部环境进行检测，保证其工 作的安全性。
[0020] 本智能低压断路器的特点：
[0021] 1 )、使用了专门的三相电能计量芯片ATT7022,适用于三相三线和三相四线应用， 能对对三相电流、电压、有功功率、无功功率、能量、有效值、功率因素及频率进行测量，充分 满足三相复费率多功能电能显示的需求。当出现短路故障电流时，断路器必须要及时脱扣 动作，当电路中的电流超过预定值时，则不经过FPGA处理，马上执行跳闸动作，开断时间为 脱扣器的机械动作时间。
[0022] 2)、使用了 FPGA处理器EP3C40,在IEC61850规约中采用了应用和通信分离的方 法。所以大大增加了系统的可移植性，也有利于系统的升级和裁剪。
【权利要求】
1. 一种用于智能低压断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 号互感器、三相电能计量芯片ATT7022、FPGA处理器芯片EP3C40、以太网接口、GPS接口、环 境温度检测模块、功率放大电路和显示整定键盘模块组成； --所述信号互感器；通过三相电能计量芯片ATT7022获取主回路中的三相四线电压 号和二相电流号； --三相电能计量芯片ATT7022 ;可完成三相电流、电压、有功功率、无功功率、能量、有 效值、功率因素及频率的测量，并通过以太网接口和FPGA处理器芯片EP3C40进行数据交 换； --FPGA处理器芯片EP3C40 ;可以通过以太网接口用IEC61850通信协议与电网间隔 层进行数据交换； --以太网接口；起通讯连接作用，用于FPGA处理器芯片EP3C40与电网间隔层进行数 据交换； --GPS接口，使其能接收GPS对时信号，以满足IEC61850通信的实时要求； --环境温度检测模块，使其能对系统内部环境进行检测，保证其工作的安全性； --功率放大电路；用于将检测输出信号放大，通过执行元件进行脱扣处理； --显示整定键盘模块；可以设定不同的电压电流整定值，选择不同范围的三段保护 曲线； 本控制器是以FPGA处理器芯片EP3C40为基础，通过外置的显示整定键盘模块，设定不 同的电压电流整定值，选择不同范围的三段保护曲线，通过以太网接口用IEC61850通信协 议与电网间隔层进行数据交换，当出现瞬动电流过大、短路或过载等异常情况的时候，FPGA 就会发出故障检测输出信号，并经过功率放大电路放大后对执行元件进行脱扣处理，故障 解除后才能进行复位。
【文档编号】H02J13/00GK203896051SQ201420317218
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】徐谦, 覃事刚, 胡俊达, 唐毅, 刘勋, 李文宽 申请人:遵义长征电器开关设备有限责任公司