1 前语
低压断路器作为电力供配电体系中广泛运用的首要操控电器, 除了要能正常分合相关体系额定电流外, 还要在相关体系毛病时能快速有挑选性地牢靠分断相关体系短路毛病电流,且不能呈现越级跳闸或拒动现象。
特别是跟着电力体系操控方法数字化进程的开展使用以及电力体系归纳自动化的广泛使用, 对体系可视化、自动化、网络化、实时化、准确化的要求越来越高, 相应地对使用面积广、网络结构杂乱、操作较频频、毛病率高的低压断路器也就提出了更高的要求, 传统断路器底子无法满意现代电力体系归纳自动化的需求。智能化技能的使用所以成了低压断路器的一个重要开展使用方向。
2 智能化断路器的简介
智能化断路器归纳了现代高电压零飞弧技能、电子技能、电气自动化技能、网络通讯技能、核算机及其软件技能等, 选用模块化结构, 彻底突破了传统断路器的许多缺乏, 集维护、丈量、监控于一体。除了具有过载、过流、速断、漏电、接地等惯例操控、维护、报警、整定功用外, 一起还具有人机对话显现、存储、回忆、逻辑剖析、判别和挑选以及网络通讯等功用。能够实时地显现温度、电流、电压、功率因数、有功、无功等各种特征参数并进行毛病参数、类型的贮存,具有自确诊才能, 从而为运转维护人员进行相应的信息查询和毛病判别处理供给现场的实践运转材料, 为体系运转方法的优化奠定了根底。经过其所具有的网络通讯技能能够使多台智能化断路器完结与中心操控核算机双向通讯, 构成智能化的供配电体系, 完结“四遥”功用, 为无人化站所和完结区域联锁、远方监控、运方调整等发明必要的设备技能保证。
3 断路器智能化技能的构成及其作业原理
智能化断路器中智能化技能的使用中心是集维护、丈量、监控于一体的多功用脱扣器, 它首要由微处理器单元、信号检测收集单元、开关量输入单元、显现和键盘单元、履行输出单元、通讯接口、电源等几个部分组成。如图1 所示。
其各部分的作业原理如下:
3.1 微处理器单元
单片机以其高性价比和牢靠性成为智能化断路器智能操控体系的首选。微处理器单元由高性能的自带A/D 转化、看门狗监督器、I2C 串行总线和高速输入输出通道、通讯接口和规范的JTAG 程序烧写口的单片机及其外围电子电路组成。配以优化的软件, 组成的单片机操控体系所需外围元件少, 使得规划简略, 布线便当, 并且在稳定性和抗干扰才能上都有极大的进步。
各交流量别离经信号输入回路、低通滤波器送到CPU 操控的多路开关, 经模数转化后, 由DB 数据总线送到数据存储器（ RAM） 。CPU 经过调用程序存储器（ EPROM） 中的程序对收集的数据进行核算, 其核算结果与存放在电可擦存储器（ E2PROM）中的整定值进行比较, 作出相应的毛病判别处理。再经过输入输出端口（ I/O） 将处理信号送到相应外设（ 信号与出口） 宣布报警信号, 或履行跳闸。微处理单元除了要完结整个体系的丈量、维护、逻辑等功用外, 还具有自我毛病确诊和督查的才能,当断路器自身产生毛病或环境温度超越答应规模时, 能宣布相应的信号显现或报警, 一起重新起动。自确诊的项目首要有EPROM犯错、A/D 转化犯错、环境超温、CT 断线、跳闸线圈断线、断路器拒动及触头维护。微处理单元的自确诊功用不只大大进步了断路器的运转牢靠性, 更给后期修理、毛病判别作业供给了极大的便当。
3.2 信号检测收集单元
信号检测收集单元作为智能化断路器十分重要的组成部分, 要求有高的转化精度、灵敏度、牢靠性、频率呼应、丈量规模以及抗干扰才能, 以便微处理单元能够作出准确的判别处理。因而, 信号检测收集单元将维护信号和丈量信号别离取自不同类型的电流互感器, 以满意维护和丈量的要求。在丈量大电流（ 短路电流） 时基本上都选用线性度好、准确度高的空心电流互感器进行维护信号的检测; 而小电流及电参数的检测则选用铁芯互感器; 丈量和维护用的电压信号则由电压互感器取得。上述信号经过信号处理电路后, 便能将主回路中的电压及电流信号线性的转化为数字电路和单片机可处理的电平信号,经单片机剖析判别后宣布信号或操控断路器的动作。
依据电流、电压的采样值,还可使用不同的算法核算出相应的电压、电流的有效值、有功功率、无功功率、频率、功率因数、电能等参数, 完结各种表计功用, 对降低成本, 简化布线, 进步低压配电的牢靠性大有益处。
3.3 开关量输入单元
为了满意操控逻辑的需求, 单片机内部具有的高速输入通道（HSI）和高速输出通道（HSO）,能够很便当地用于开关量的输入与输出, 便于上位机的监督和操作操控。开关量的输入首要是断路器的辅佐接点状况, 经过光电阻隔能够很便当地输入CPU 中,以此判别断路器的状况。
3.4 显现和键盘单元
在智能化设备中, 不只要完结自动操控, 还要能把相关信息传递给操作运转人员, 还要能够承受外部输入并做出呼应。杰出的用户界面是人机对话所不行短少的, 灵敏的键盘办理及直观的信息显现给用户供给了极大的便当。经过液晶屏或发光管能够当令显现各种状况和负载的参数值及毛病电流、毛病类型和维护动作、实验整定状况, 结合按键还能够进行维护的整定、预警值的设定、开关的实验和各种功用的检测。
