作者 张一茗1 余亚东1 李少华1 于同伟2 彭跃辉1 1. 河南平高集团有限公司(河南 平顶山 467001)2. 辽宁省电力科学研讨院(辽宁 沈阳 110006)
张一茗(1983-)，男，工程师，研讨方向：高压开关设备智能化技能研讨及产品研发。
摘要：为减轻断路器等一次高压开关设备的智能操控器的信息处理量，一起为简化二次配线，完成一二次设备的有用交融，进步一次设备的智能化水平。本文提出了一种有用的智能断路器的操控器，智能断路器的操控器不只具有就地分、合闸操控功用，一起还可具有本组织的丈量和监测功用。智能断路器的操控器将监测到的信息数据就地数字化后经光纤上传至状况监测体系，可使用户愈加直观地操作断路器等高压开关设备，然后完成了断路器的智能化。
导言
断路器一般由触头体系、灭弧体系、各种脱扣器和开关组织等首要部分组成[6-9]，完成断路器的智能化多为完成高压开关设备的一二次设备交融。
本文使用微电子技能和计算机操控技能完成了对断路器一次设备的智能化的规划，提出了一种集丈量、维护、操控、通讯和毛病回忆于一体的智能操控器的完成办法，经过接纳断路器当时的各种类型的数据信息，有挑选性地进行智能判别，然后做出相应智能操作。
1 断路器等一次设备的智能化完成办法
图2给出了智能组织操控器的示意图。在图2中，该智能组织操控器可以及时呼应分、合闸信号;具有防跳闭锁功用;可以及时堵截分、合闸线圈电流;可以在分合闸电容器电压过低时闭锁分、合闸信号，使断路器不能进行分、合闸操作;可以在线路上呈现过电流、过电压、欠电压时及时分闸，并可以向监控中心宣布正告信号等。可经过RS-485总线通讯方法完成断路器与主控器的双向通讯，构成智能化监控、维护和信息网络体系。
2 智能断路器的立异性规划与完成
假定图2为智能断路器的操控器完成图，依据简化规划、模块化规划和防搅扰规划的政策，笔者对智能断路器的开入体系和开出体系进行了立异性规划。
2.1 开入体系的立异性规划与完成
在断路器的智能化方面需求实时监测到断路器的分、合闸状况，气压闭锁状况，绷簧储能/未储能状况，油压闭锁状况等开关量。在现场变电站环境中，传统的开入回路抵挡电磁搅扰信号的才能较弱[10-12]，为使开入量可以更好地输入，笔者结合相关文献，选用光电阻隔技能进行立异性规划，使外回路与智能操控器上的回路经过光耦进行电气上的阻隔，防止将外回路的电磁搅扰引进操控器内，进步操控器的牢靠性。图3给出了开入模块的规划示意图。
在图3中，I部分为开入模块的过电压维护部分，II部分为开入模块的降压环节，III部分为光电阻隔环节。其间，RV1、RV2和RV3是灵敏度较高的压敏元件;D1、D4是将220V直流量进行钳位的降压二极管;T1是抗搅扰才能较高的光电阻隔模块。明显，本文规划的开入模块集过电压维护、降压和光电阻隔于一体，抗电磁搅扰才能强、无触点、寿命长、呼应速度快。因而，在智能设备上得到了广泛的使用。
2.2 开出体系的立异性规划
现阶段，开出体系存在多种模型，本文评论的典型开出体系有继电器式、接触器式和IGBT式。经过实践证明，总结了表1所示的这三种开出体系的优缺点。
由表1可知，在相同环境下，以IGBT为主的开出体系功用愈加牢靠。在实践的电力体系运转时，IGBT的开出速度达到了微秒级，不会呈现粘连毛病而引起的断路器的拒分拒合现象。传统的分合闸线圈在断开断路器时，都会发生较大的反电动势[13]，规划IGBT开出回路后，分合闸线圈必定在断开IGBT时会发生强壮的反电动势，怎么快速的开释分合闸线圈的反电动势是IGBT快速关断和保证分合闸线圈安全牢靠的要害。因而，本文结合现有技能条件，规划了一套完好的开出操控体系。图4给出了开出操控体系图。
图4中，I部分为开出体系的220V供电环节;II部分为IGBT的驱动输入环节。其间，C2为供电环节的储能%&&&&&%，为分合闸线圈供给鼓励电流;U1为典型的IGBT的驱动芯片，不只具有IGBT的驱动功用，还具有光电阻隔功用;Q1为开关频率较高的IGBT，可以在几个微秒的时间内分合断路器。
3 智能断路器体系的架构规划与完成
一个完善的智能断路器体系，软件和硬件的联系是严密相关的，可以在断路器平台上规划出一个功用完善、功用超卓的软件体系来补偿某些致命性缺点，下降产品成本[14-15]，完成断路器功用的完善、进步产品的牢靠性。笔者依据功用需求在断路器平台上规划了可以完成体系运转参数的设置、分、合闸状况操控、Modbus通讯部分、状况收集部分、分析判别部分、状况指示部分及运转日志部分等功用。
3.1 智能断路器体系的全体计划规划与完成
智能断路器体系的全体规划计划选用模块化规划的思维，为完成上述功用，全体计划的主程序流程图如图5所示。
在程序运转前需求完成对整个体系的初始化作业，以保证整个体系软件中各个子程序的功用完成及体系运转的稳定性。在进行初始化装备时需求在程序工程项目中增加ST公司供给的固件函数库，完成对相应寄存器及外设的驱动[16-17]。体系及外设初始化包含时钟、嵌套向量中止操控器、GPIO口、ADC转化、定时器初始化装备、各通讯接口及外围电路模块的初始化装备。
