CN104052036A - 一种用于智能低压断路器的智能控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于万能式低压智能断路器的智能控制器，该控制器主要由：信号互感器、多路开关及放大电路、DSP处理器、ARM处理器、太网通讯接口、GPS接口、功率放大电路、环境温度检测模块、显示整定键盘组成；本控制器通过信号互感器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，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；以ARM处理器S3C2440为基础，内部含嵌入式UC/OS-II操作***的数据处理平台，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，当出现异常情况时，ARM处理器会发出信号进行脱扣处理，故障解除后才能进行复位。

Description

一种用于智能低压断路器的智能控制器

技术领域

本发明属于机电制造领域，特别涉及一种用于低压智能断路器的智能控制器。

背景技术

低压断路器是一种常用的配电电器，在各项电力工程中被广泛应用，其在低压配电***中担负着配电和保护的功能。它的操作性能对电网的安全稳定至关重要。当***中出现故障时，断路器快速切除***中故障部分，或者切断整个电源供电，以防止故障扩大，避免造成巨大的经济损失和人员伤亡。目前，我国的低压断路器在结构上正在处于第四阶段，朝着智能化、可通讯化、产品化的方向发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于低压智能断路器的智能控制器。

    一种用于万能式低压智能断路器的智能控制器，该控制器主要由：信号互感器、多路开关及放大电路、DSP处理器、ARM处理器、太网通讯接口、GPS接口、功率放大电路、环境温度检测模块、显示整定键盘组成；

——所述信号互感器；获取主回路中的三相四线电压信号和三相电流信号；

——多路开关及放大电路；将从信号互感器所获得的信号进行放大按顺序使DSP能够采集；

——DSP处理器；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，并通过IIC接口和ARM芯片S3C2440进行数据交换；

——ARM处理器；与 DSP芯片TMS320UC5402结合实现电压、电流检测，选择不同范围的三段保护曲线决定执行相应的脱扣动作；其内部含嵌入式UC/OS-II操作***的数据处理平台，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，ARM就会发出故障检测输出信号；

——太网通讯接口；起通讯连接作用，使ARM处理器可以用IEC61850通信协议与电网间隔层进行数据交换；

——GPS接口；能接收GPS对时信号，以满足IEC61850通信的实时要求；

——功率放大电路；对检测信号进行功率放大后对执行元件进行脱扣处理；

——环境温度检测模块；对***内部环境进行检测，保证其工作的安全性；

——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；

本控制器通过信号互感器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，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；以ARM处理器S3C2440为基础，内部含嵌入式UC/OS-II操作***的数据处理平台，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，ARM就会发出故障检测输出信号，并经过功率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。

    采用本发明智能控制器，当出现短路故障电流时，断路器必须要及时脱扣动作，采用DSP处理器进行处理；当电路中的电流超过预定值时，则不经过ARM处理器处理，马上执行跳闸动作，开断时间为脱扣器的机械动作时间。因此本发明智能控制器反应迅速及时，可以最大限度的避免事故的发生。

附图说明

图1为本发明智能控制器的工作原理图。

具体实施方式

本发明作为万能式低压智能断路器的核心组成部分，现结合图1进行详细说明：

一种用于万能式低压智能断路器的智能控制器，该控制器主要由：信号互感器、多路开关及放大电路、DSP处理器、ARM处理器、太网通讯接口、GPS接口、功率放大电路、环境温度检测模块、显示整定键盘组成。信号互感器通过DSP处理器获取主回路中的三相四线电压信号和三相电流信号。电压、电流信号采集电路主要作用是将三相电流、三相电压信号汇集在一起，并通过多路开关及放大电路将这些信号按顺序使DSP能够采集。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。DSP芯片TMS320UC5402内置FFT算法，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IIC接口和ARM芯片S3C2440进行数据交换。

本发明是以ARM处理器S3C2440为基础，内部含嵌入式UC/OS-II操作***的数据处理平台，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，ARM就会发出故障检测输出信号，并经过功率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。

本***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。

本***内设置有环境温度检测模块，使其能对***内部环境进行检测，保证其工作的安全性。

本智能低压断路器的特点：

1）、包括三相电压、电流互感器，使用人员可以设定不同的电流整定值，方便选择不同范围的三段保护曲线。

2）、使用了专门的DSP采集芯片TMS320UC5402，当出现短路故障电流时，断路器必须要及时脱扣动作，为此采用DSP处理器；当电路中的电流超过预定值时，则不经过ARM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。

3)、使用了ARM处理器S3C2440，这样才能保证UC/OS-II操作***的正常运行，以方便通过GPS接口满足IEC61850规约的实时要求。

Claims (1)

1.一种用于万能式低压智能断路器的智能控制器，其特征在于：该控制器主要由：信号互感器、多路开关及放大电路、DSP处理器、ARM处理器、太网通讯接口、GPS接口、功率放大电路、环境温度检测模块、显示整定键盘组成；

——所述信号互感器；获取主回路中的三相四线电压信号和三相电流信号；

——多路开关及放大电路；将从信号互感器所获得的信号进行放大按顺序使DSP能够采集；

——DSP处理器；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，并通过IIC接口和ARM芯片S3C2440进行数据交换；

——ARM处理器；与 DSP芯片TMS320UC5402结合实现电压、电流检测，选择不同范围的三段保护曲线决定执行相应的脱扣动作；其内部含嵌入式UC/OS-II操作***的数据处理平台，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，ARM就会发出故障检测输出信号；

——太网通讯接口；起通讯连接作用，使ARM处理器可以用IEC61850通信协议与电网间隔层进行数据交换；

——GPS接口；能接收GPS对时信号，以满足IEC61850通信的实时要求；

——功率放大电路；对检测信号进行功率放大后对执行元件进行脱扣处理；

——环境温度检测模块；对***内部环境进行检测，保证其工作的安全性；

——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；

本控制器通过信号互感器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，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；以ARM处理器S3C2440为基础，内部含嵌入式UC/OS-II操作***的数据处理平台，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，ARM就会发出故障检测输出信号，并经过功率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。