CN102364798A - 一种断路器欠压保护装置及其保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器欠压保护装置及其保护方法，包括与断路器欠压保护脱扣器相连接的电磁铁，其特征在于，所述的欠压保护装置中设有欠压模块，所述的欠压模块的输入端与三相电源相连接，其输出端与所述的电磁铁相连接。采用上述结构和方法，与现有技术相比，通过欠压模块驱动电磁铁来实现断路器欠压保护，具有以下优点；(1)欠压值可调，极差为1V，可调范围35％-85％，精度高；(2)欠压延时时间连续可调，极差为0.5s，可调范围0s-10s精度高；当时间设置为0s时为瞬时欠压脱扣器；(3)同时对三相电压进行检测并显示，显示精度为±5％，实现最小相欠压保护；(4)断路器正常工作时电磁铁不带电，能够有效提高使用寿命。

Description

一种断路器欠压保护装置及其保护方法

技术领域

本发明涉及电力***上的断路器，具体地说是涉及一种断路器欠压保护装置及其保护方法。

技术背景

目前，市场上的断路器欠压保护功能大多是采用电磁铁形式的欠压脱扣器来实现欠压保护功能，现有的欠压脱扣器缺点是：(1)只能对单项或两相欠压起保护作用，不能同时实现三相欠压保护。(2)欠压值不可调或采用拨码开关调整或采用电位器调整，但精度低，不能实现数字设定。(3)当欠压脱扣器工作在电压较高的场合容易烧毁，影响断路器的正常使用。(4)现有的欠压脱扣器在断路器工作时是连续带电工作，影响使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种断路器欠压保护装置及其保护方法，解决了现有断路器欠压脱扣器存在的电压值不可调或精确度不高和不能实现三相同时保护等问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种断路器欠压保护装置，包括与断路器欠压保护脱扣器相连接的电磁铁，其特征在于，所述的欠压保护装置中设有欠压模块，所述的欠压模块的输入端与三相电源相连接，其输出端与所述的电磁铁相连接，

所述的欠压模块，用于将采集电网电压，通过欠压模块内的电子线路及单片机对采集输入的电压进行检测、运算、判断，当满足欠压条件时，欠压模块在设定的时间发出信号驱动电磁铁动作，使得断路器跳闸，从而实现对断路器欠压保护。

所述的欠压模块包括电压转换器、信号采样电路、译码器、单片机、电源电路、继电器、信号驱动器，所述的电源电路分别与单片机和继电器相连接，三相电源通过电压转换器、信号采样电路、译码器与单片机相连接，所述的单片机通过信号驱动器、继电器与电磁铁相连接。

所述的电源电路的电源输出经继电器常开触点与电磁铁相接连；信号驱动器输出与继电器线圈相连接。

所述的欠压模块还设有设置按键和按键信号驱动器，所述的设置按键通过按键信号驱动器与单片机相连接。

所述的欠压模块还设置有一数码显示屏，与单片机的信号输出端连接。

所述单片机型号为MCS-51。

一种断路器欠压保护装置的保护方法，其特征在于，单片机内存贮控制程序，所述的方法包括下列步骤；

1)初始化步骤，***上电后CPU初始化；

2)信号采集步骤，用于电压信号采集；

3)显示步骤，用于显示电压值及设定欠压值和欠压延时时间；

4)设置按键步骤，用于对欠压值及欠压延时时间进行设定；

5)运算、判断步骤，通过CPU进行运算、判断是否断相、欠压；

6)执行步骤，根据运算、判断结果来是否执行动作命令；

7)复位步骤，用于故障排除后对***复位再次检测。

一种断路器欠压保护装置及其保护方法，由于采用上述结构和方法，与现有技术相比，通过欠压模块驱动电磁铁来实现断路器欠压保护，具有以下优点；(1)欠压值可调，极差为1V，可调范围35％-85％，精度高；(2)欠压延时时间连续可调，极差为0.5s，可调范围0s-10s精度高；当时间设置为0s时为瞬时欠压脱扣器；(3)同时对三相电压进行检测并显示，显示精度为±5％，实现最小相欠压保护；(4)断路器正常工作时电磁铁不带电，能够有效提高使用寿命。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；

图1为本发明一种断路器欠压保护装置电路结构框图；

图2为图1所示断路器欠压保护装置电路接线示意图；

图3为一种断路器欠压保护装置的保护方法主程序流程图；

在图1和图2中：1、三相电源；2、电压转换器；3、信号采样电路；4、译码器；5、单片机；6、设置按键；7、按键信号驱动器；8、电源电路；9、继电器；10、信号驱动器；11、数码显示屏；12、电磁铁；13、断路器；14、晶振；15、复位电路。

具体实施方式

如图1、图2所示，图1为一种断路器欠压保护装置电路结构框图，该欠压模块设有四个电压输入端，分别与断路器二次端子上三相交流电A、B、C、N相连，欠压模块的电压输入信号三相电源1的Ua、Ub、Uc、Un经电压转换器2与信号采样电路3连接，信号采样电路3的输出经译码器4与单片机5的信号输入端连接，单片机5的信号输出与信号驱动器10连接，信号驱动器10输出与继电器线圈9连接，电源电路8输出经继电器9常开触点与电磁铁12线圈相连接，电磁铁12与断路器13相连接。欠压模块上还设有设置按键6，通过按键信号驱动器7与单片机5连接。欠压模块上还设有一数码显示屏11，与单片机5的信号输出端连接，单片机5与外接晶振14、复位电路15相连接，单片机为MCS-51系列单片机。

断路器欠压保护装置中的欠压模块，将输入电压转换成合适的电压信号，然后输入MCS-51系列单片机，实现对电压信号的采样、处理、逻辑比较判断及输出，通过电磁铁来实现断路器的分闸。并能通过欠压模块上的设置按键6输入设置参数，数码显示屏11来显示参数设置及电压显示。

欠压保护模块，在软件上增加电压信号采样、运算判断和欠压保护功能。将电网电压通过一个电压转换器2转换成信号输入单片机5，然后由单片机5对三相输入信号进行检测、运算和判断，从而实现欠压值和动作时间可调功能，欠压值及动作时间通过设置按键6来设定。

如图3所示，步骤10单片机***上电，步骤11CPU初始化，步骤12通过电压转换器和信号采样电路完成电压采样；步骤13由数码显示屏进行数值显示，主要显示当前电压和设置按键设置时的参数值。步骤14判断是否按键设置，如果是，进入步骤15用户根据需要时通过设置按键对欠压值及欠压延时时间进行设定，如果否，进入步骤16由CPU经过运算判断是否断相、欠压，如果欠压值小于设定值，则进入步骤17由信号驱动器驱动继电器对电磁铁执行动作命令，断路器断开，如果欠压值大于等于设定值时则进入步骤12继续电压采样。当排除故障或电压恢复正常后，进入步骤18对单片机***进行复位，以继续电压采样。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种断路器欠压保护装置，包括与断路器欠压保护脱扣器相连接的电磁铁(12)，其特征在于，所述的欠压保护装置中设有欠压模块，所述的欠压模块的输入端与三相电源(1)相连接，其输出端与所述的电磁铁(12)相连接，

所述的欠压模块，用于将采集电网电压，通过欠压模块内的电子线路及单片机对采集输入的电压进行检测、运算、判断，当满足欠压条件时，欠压模块在设定的时间发出信号驱动电磁铁(12)动作，使得断路器跳闸，从而实现对断路器欠压保护。

2.根据权利要求1所述的断路器欠压保护装置，其特征在于：所述的欠压模块包括电压转换器(2)、信号采样电路(3)、译码器(4)、单片机(5)、电源电路(8)、继电器(9)、信号驱动器(10)，所述的电源电路(8)分别与单片机(5)和继电器(9)相连接，三相电源( )通过电压转换器(2)、信号采样电路(3)、译码器(4)与单片机(5)相连接，所述的单片机(5)通过信号驱动器(10)、继电器(9)与电磁铁(12)相连接。

3.根据权利要求2所述的断路器欠压保护装置，其特征在于：所述的电源电路(8)的电源输出经继电器(9)常开触点与电磁铁(12)相接连；信号驱动器(10)输出与继电器(9)线圈相连接。

4.根据权利要求2所述的断路器欠压保护装置，其特征在于：所述的欠压模块还设有设置按键(6)和按键信号驱动器(7)，所述的设置按键(6)通过按键信号驱动器(7)与单片机(5)相连接。

5.根据权利要求3所述的断路器欠压保护装置，其特征在于：所述的欠压模块还设置有一数码显示屏(11)，与单片机(5)的信号输出端连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的断路器欠压保护装置，其特征在于，所述单片机型号为MCS-51。

7.一种根据权利要求1所述的断路器欠压保护装置的保护方法，其特征在于，单片机(5)内存贮控制程序，所述的方法包括下列步骤；

1)初始化步骤，***上电后CPU初始化；

2)信号采集步骤，用于电压信号采集；

3)显示步骤，用于显示电压值及设定欠压值和欠压延时时间；

4)设置按键步骤，用于对欠压值及欠压延时时间进行设定；

5)运算、判断步骤，通过CPU进行运算、判断是否断相、欠压；

6)执行步骤，根据运算、判断结果来是否执行动作命令；

7)复位步骤，用于故障排除后对***复位再次检测。

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