一種多功能低壓智能開關(guān)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多功能低壓智能開關(guān)，測量與保護一體化電流互感器和溫度傳感器分別向智能模塊傳遞電流信號和溫度信號，智能模塊控制脫扣器和電動操作機構(gòu)分別實現(xiàn)自動分合閘功能和自動重合閘功能，智能模塊中的CPU處理單元根據(jù)設置參數(shù)和分合閘條件計算分析通過輸入輸出接口電路的輸出接口對外進行輸出控制；本發(fā)明實現(xiàn)了開關(guān)斷路器多功能一體化，具有綜合保護、考核計量、電能測量、分支回路監(jiān)測、電能管理、配變監(jiān)測、負荷管理、預付費管理、GPRS通訊、多回路監(jiān)控、配電線路過負荷監(jiān)控、遠程抄表、故障錄波、故障預警、電能質(zhì)量監(jiān)測、多功能諧波監(jiān)測、無功補償控制、電壓監(jiān)測、電力參數(shù)測量、重合閘控制等功能。
【專利說明】一種多功能低壓智能開關(guān)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種開關(guān)，具體涉及一種多功能低壓智能開關(guān)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進步，電力行業(yè)的發(fā)展迅速，配電網(wǎng)里常用的開關(guān)有負荷開關(guān)、真空斷路器、塑殼斷路器、剩余電流動作斷路器等，主要作為用電的進線和出線開關(guān)，在電網(wǎng)中的應用非常廣泛。一般開關(guān)具有自動重合閘、剩余電流保護等功能，但是目前沒有一種在一個開關(guān)上同時實現(xiàn)多種功能的產(chǎn)品，一是由于要安裝各種電流互感器，需要占用大量空間，制成的產(chǎn)品體積較大；二是將這些功能集中在某一個單元中具有難度，要求集合配變監(jiān)測技術(shù)、負荷管理控制技術(shù)、GPRS通訊技術(shù)、微機保護技術(shù)、故障錄波技術(shù)、電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)坐寸ο


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多功能低壓智能開關(guān)。
[0004]技術(shù)方案:一種多功能低壓智能開關(guān)，包括智能模塊、測量與保護一體化電流互感器、溫度傳感器、脫扣器和電動操作機構(gòu)，所述測量與保護一體化電流互感器和溫度傳感器分別向所述智能模塊傳遞電流信號和溫度信號，所述智能模塊控制所述脫扣器和電動操作機構(gòu)分別實現(xiàn)自動分合閘功能和自動重合閘功能，所述智能模塊包括電壓電流采集電路、三相電源電路、CPU處理單元、輸入輸出接口電路、GPRS通訊單元電路和液晶屏顯示電路，所述三相電源電路給所述CPU處理單元供電，所述電壓電流采集電路采集電路信息通過所述輸入輸出接口電路的輸入接口傳遞給CPU處理單元，所述CPU處理單元根據(jù)設置參數(shù)和分合閘條件計算分析通過所述輸入輸出接口電路的輸出接口對外進行輸出控制，所述CPU處理單元還連接有與主站計算機交換數(shù)據(jù)的所述GPRS通訊單元電路和用于顯示數(shù)據(jù)信息的所述液晶顯示屏。
[0005]進一步,所述CPU處理單元通過計算有功電量、無功電量、有功功率、無功功率、功率因數(shù)和諧波實現(xiàn)電能測量、考核計量。
[0006]進一步，所述三相電源電路采用單相電輸入時所述CPU處理單元即可正常工作。
[0007]進一步，所述輸入輸出接口電路的輸入接口包括電壓信號、電流信號和溫度信號輸入，輸出接口包括繼電器控制輸出、RS485通訊接口輸出、有功脈沖輸出、無功脈沖輸出和開關(guān)狀態(tài)接口輸出，繼而實現(xiàn)了繼電器控制分合閘功能、RS485數(shù)據(jù)傳輸功能、脈沖輸出用于電量校準功能、開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測功能。
[0008]進一步，需要配變監(jiān)測、電能管理、故障錄波、電能質(zhì)量監(jiān)測、綜合保護時，所述CPU處理單元記錄電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電量、無功電量和功率因數(shù)并每隔15分鐘進行存儲，此時，功率限制和電量限制不會啟用，即功率或電量超過定值不會跳閘；若需要過載短路保護時，所述CPU處理單元監(jiān)測電流超過限值實現(xiàn)分閘功能，不對數(shù)據(jù)進行存儲。
[0009]有益效果:本發(fā)明實現(xiàn)了開關(guān)斷路器多功能一體化，具有綜合保護、考核計量、電能測量、分支回路監(jiān)測、電能管理、配變監(jiān)測、負荷管理、預付費管理、GPRS通訊、多回路監(jiān)控、配電線路過負荷監(jiān)控、遠程抄表、故障錄波、故障預警、電能質(zhì)量監(jiān)測、多功能諧波監(jiān)測、無功補償控制、電壓監(jiān)測、電力參數(shù)測量、重合閘控制等功能，減少了配電箱(柜)設備的投資，使得配電箱(柜)具有智能化功能，可應用低壓塑殼斷路器63A1250A、萬能式斷路器(框架式斷路器)、真空斷路器、永磁真空開關(guān)和負荷開關(guān)等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0011]下面對本發(fā)明技術(shù)方案進行詳細說明，但是本發(fā)明的保護范圍不局限于所述實施例。
[0012]實施例:一種多功能低壓智能開關(guān)，如圖1所示，包括智能模塊1、測量與保護一體化電流互感器2、溫度傳感器、脫扣器3和電動操作機構(gòu)4，其中，智能模塊I包括電壓電流采集電路、三相電源電路、CPU處理單元、輸入輸出接口電路、與CPU處理單元相連的GPRS通訊單元電路和液晶屏顯示電路，三相電源電路給CPU處理單元供電，其中一相有電輸入，CPU處理單元即可工作，電壓電流采集電路采集電壓、電流且溫度傳感器采集溫度信號通過輸入輸出接口電路的輸入接口傳遞給CPU處理單元，CPU處理單元計算有功電量、無功電量、有功功率、無功功率、功率因數(shù)和諧波，根據(jù)設置參數(shù)和分合閘條件通過輸入輸出接口電路的輸出接口對外進行繼電器控制輸出、RS485通訊輸出、有功脈沖輸出、無功脈沖輸出和開關(guān)狀態(tài)輸出，并控制分合閘。測量與保護一體化電流互感器2和溫度傳感器分別向智能模塊I傳遞電流信號和溫度信號，智能模塊I控制脫扣器3實現(xiàn)自動分合閘功能，控制電動操作機構(gòu)4實現(xiàn)自動重合閘功能。
[0013]工作流程如下:
①測量與保護一體化電流互感器2將ABC三相電流接入到智能控制模塊的電流接口，CPU處理單元檢測到電流過載或短路時，CPU處理單元控制脫扣器3動作，實現(xiàn)分閘保護。當然，也可以GPRS通訊遠程遙控分閘。
[0014]②測量與保護一體化電流互感器2將A相、B相、C相、N相通過時產(chǎn)生的剩余電流接入到智能控制模塊的電流接口，CPU處理單元檢測到剩余電流超過定值時，CPU處理單元發(fā)出指令，使得脫扣器3分閘，然后延時40秒后，CPU處理單元再次發(fā)出指令，電動操作機構(gòu)4動作，帶動斷路器觸頭合閘，這樣就實現(xiàn)了 I次自動重合閘動作。若發(fā)生再次剩余電流超過定值時，脫扣器3再次分閘，不再合閘，等待問題解決后，方可合閘。
[0015]③測量與保護一體化電流互感器2將ABC相電流接入到智能控制模塊的電流接口，并且從進線端子采集ABC相的電壓信號，CPU處理單元計算出有功電量、無功電量，作為斷路器開關(guān)進線處的考核電量，實現(xiàn)電量計量功能。
[0016]④測量與保護一體化電流互感器2將ABC相電流接入到智能控制模塊的電流接口，并且從進線端子采集ABC相的電壓信號，CPU處理單元計算出有功功率、無功功率、有功電量、無功電量，按照15分鐘的間隔存儲數(shù)據(jù)，實現(xiàn)配變監(jiān)測功能和電能管理功能。
[0017]⑤測量與保護一體化電流互感器2將ABC相電流接入到智能控制模塊的電流接口，并且從進線端子采集ABC相的電壓信號，CPU處理單元計算出有功功率和實時電量數(shù)值，與功率定值或者電量定值比較，功率或電量超過定值，可先報警，后驅(qū)動脫扣器3分閘，實現(xiàn)負荷管理(預付費控制)功能。
[0018]⑥測量與保護一體化電流互感器2將ABC相電流接入到智能控制模塊的電流接口，并且從進線端子采集ABC相的電壓信號，CPU處理單元采集電壓、電流信號，實現(xiàn)監(jiān)測電壓偏差、頻率偏差、三相不平衡度、電壓電流諧波、電壓波動閃變、暫時或瞬態(tài)過電壓、電壓暫降/中斷/暫升等電能質(zhì)量監(jiān)測功能和故障錄波功能。
[0019]⑦控制模塊單元中安裝GPRS模塊，可以設置通訊參數(shù)，實現(xiàn)與主站計算機GPRS數(shù)據(jù)傳輸功能。
[0020]⑧智能控制模塊中安裝有液晶顯示，可顯示電壓、電流、電量、功率、功率因數(shù)等信息，實現(xiàn)網(wǎng)絡儀表功能。
[0021]如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細節(jié)上作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能低壓智能開關(guān)，包括智能模塊、測量與保護一體化電流互感器、溫度傳感器、脫扣器和電動操作機構(gòu)，所述測量與保護一體化電流互感器和溫度傳感器分別向所述智能模塊傳遞電流信號和溫度信號，所述智能模塊控制所述脫扣器和電動操作機構(gòu)分別實現(xiàn)自動分合閘功能和自動重合閘功能，其特征在于:所述智能模塊包括電壓電流采集電路、三相電源電路、CPU處理單元、輸入輸出接口電路、GPRS通訊單元電路和液晶屏顯示電路，所述三相電源電路給所述CPU處理單元供電，所述電壓電流采集電路采集電路信息通過所述輸入輸出接口電路的輸入接口傳遞給CPU處理單元，所述CPU處理單元根據(jù)設置參數(shù)和分合閘條件計算分析通過所述輸入輸出接口電路的輸出接口對外進行輸出控制，所述CPU處理單元還連接有與主站計算機交換數(shù)據(jù)的所述GPRS通訊單元電路和用于顯示數(shù)據(jù)信息的所述液晶顯示屏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能低壓智能開關(guān)，其特征在于:所述CPU處理單元通過計算有功電量、無功電量、有功功率、無功功率、功率因數(shù)和諧波實現(xiàn)電能測量、考核計量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能低壓智能開關(guān)，其特征在于:所述三相電源電路采用單相電輸入時所述CPU處理單元即可正常工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能低壓智能開關(guān)，其特征在于:所述輸入輸出接口電路的輸入接口包括電壓信號、電流信號和溫度信號輸入，輸出接口包括繼電器控制輸出、RS485通訊接口輸出、有功脈沖輸出、無功脈沖輸出和開關(guān)狀態(tài)接口輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能低壓智能開關(guān)，其特征在于:需要配變監(jiān)測、電能管理、故障錄波、電能質(zhì)量監(jiān)測、綜合保護時，所述CPU處理單元記錄電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電量、無功電量和功率因數(shù)并每隔15分鐘進行存儲；若需要過載短路保護時，所述CPU處理單元監(jiān)測電流超過限值實現(xiàn)分閘功能，不對數(shù)據(jù)進行存儲。
【文檔編號】H02J13/00GK104135071SQ201410336736
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】金福根, 陳安軍, 肖民 申請人:南京捷泰電力設備有限公司