一種斷路器用智能脫扣器mcr及hsisc電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及斷路器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種斷路器用智能脫扣器MCR及HSISC電路。
【背景技術(shù)】
[0002]無論是工農(nóng)業(yè)發(fā)展、國(guó)防建設(shè)，還是人民生活的各個(gè)領(lǐng)域都離不開電。在電的產(chǎn)生、輸送、使用過程中，配電是一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)。在低壓配電系統(tǒng)中，斷路器起著控制和保護(hù)雙重作用，能在有載、無載及各種故障情況下完成規(guī)定的合、分閘或操作循環(huán)任務(wù)。斷路器的開斷要快速、可靠、穩(wěn)定。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和電力工業(yè)需求的增長(zhǎng)，對(duì)配電線路和設(shè)備的安全性、可靠性要求也越來越高；并且隨著電子通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展，使得斷路器向著模塊化和組合化、電子化和智能化、可靠性和環(huán)保性的方向發(fā)展。
[0003]電網(wǎng)母線或饋線有時(shí)會(huì)發(fā)生金屬性短路故障，如果此時(shí)接通斷路器，數(shù)十或上百千安電流將會(huì)流過斷路器，如果不能及時(shí)快速的切斷短路電流，斷路器很有可能會(huì)被嚴(yán)重?zé)龘p或毀壞，造成電網(wǎng)大面積停電或重大財(cái)產(chǎn)損失。
[0004]斷路器的MCR保護(hù)和HSISC保護(hù)是針對(duì)斷路器本身進(jìn)行的高速瞬斷保護(hù)，能夠在斷路器接通超過其極限能力的電流時(shí)使斷路器本體快速脫扣，防止斷路器被燒損或毀壞。
[0005]例如，申請(qǐng)?zhí)枮?00810039739.8、發(fā)明名稱為《一種斷路器的MCR保護(hù)方法》的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種斷路器的MCR保護(hù)方法，本方法判斷MCR信號(hào)是否有效，如有效，置MCR有效標(biāo)志，并計(jì)時(shí)，如計(jì)時(shí)大于10ms則清MCR有效標(biāo)志，如MCR信號(hào)無效，則清MCR有效標(biāo)志；判斷MCR標(biāo)志是否有效，如有效，判斷采樣數(shù)據(jù)是否大于MCR門限值，如是，MCR過門限次數(shù)加1，如果MCR過門限次數(shù)大于4次，則斷路器跳閘。如果采樣數(shù)據(jù)小于MCR門限值，則MCR過門限次數(shù)減1，直至減到O為止。本發(fā)明節(jié)省硬件電路和調(diào)試工序，免除了機(jī)械動(dòng)作產(chǎn)生的時(shí)間延時(shí)。
[0006]此外，申請(qǐng)?zhí)枮?00520123060.9、名稱為《帶有MCR和HSISC功能實(shí)現(xiàn)電路的斷路器》的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種帶有MCR和HSISC功能實(shí)現(xiàn)電路的斷路器，包括有智能脫扣器，在智能脫扣器帶有的MCR和HSISC功能電路中還包括分壓電路，它的輸出端與MCR和HSISC功能電路中的跟隨器的輸入端相連；分壓電路包括串聯(lián)的三個(gè)電阻，其中一端接地的電阻與三極管集電極和發(fā)射極并聯(lián)，它的基極通過三個(gè)電阻以外另一電阻接單片機(jī)的I/O端口，由集成運(yùn)算放大器及其周邊電路構(gòu)成跟隨器、反向器和窗口比較器，電源電壓通過斷路器的輔助觸頭和另一電阻接于單片機(jī)的I/O端口。由于單片機(jī)響應(yīng)極快，進(jìn)行接通分?jǐn)嗪驮较尢l保護(hù)的過程可以認(rèn)為全部由硬件實(shí)現(xiàn)，避免了軟件運(yùn)算，節(jié)約采樣和計(jì)算時(shí)間。
[0007]上述現(xiàn)有技術(shù)中，第一種方案中僅可實(shí)現(xiàn)MCR保護(hù)功能，不能在同一電路中集成MCR保護(hù)功能和HSISC保護(hù)功能；第二種方案采樣單片機(jī)控制產(chǎn)生兩種參考電壓分別作為MCR保護(hù)定值和HSISC保護(hù)定值，電路實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，成本相對(duì)較高?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種斷路器用智能脫扣器MCR及HSISC電路，通過在同一電路中集成MCR和HSISC保護(hù)功能，能夠有效的保護(hù)斷路器，防止斷路器在線路故障時(shí)損壞，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本很低。
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0010]一種斷路器用智能脫扣器MCR及HSISC電路，包括保護(hù)定值設(shè)定單元和脫扣單元，所述保護(hù)定值設(shè)定單元的輸入端連接電源，輸出端連接所述脫扣單元，其中，
[0011]所述保護(hù)定值設(shè)定單元適用于所述斷路器合閘瞬間輸出預(yù)設(shè)的MCR保護(hù)定值并在合閘延時(shí)預(yù)定時(shí)間后輸出預(yù)設(shè)的HSISC保護(hù)定值；
[0012]所述脫扣單元適用于將電網(wǎng)線路中各個(gè)相線的直流電壓信號(hào)與所述保護(hù)定值設(shè)定單元的輸出電壓比較，當(dāng)其中任一直流電壓信號(hào)大于所述保護(hù)定值設(shè)定單元的輸出電壓時(shí)，所述脫扣單元輸出第二電平，反之輸出第一電平，所述脫扣單元輸出第二電平時(shí)使所述斷路器斷開。
[0013]進(jìn)一步的，所述保護(hù)定值設(shè)定單元包括設(shè)定子單元、延時(shí)子單元和切換輸出子單元，所述設(shè)定子單元的輸出端為所述保護(hù)定值設(shè)定單元的輸出端，其中，
[0014]所述設(shè)定子單元用于設(shè)定所述MCR保護(hù)定值和所述HSISC保護(hù)定值，并通過同一輸出端分時(shí)輸出所述MCR保護(hù)定值和HSISC保護(hù)定值；
[0015]所述延時(shí)子單元適用于在所述斷路器合閘開始上電時(shí)，經(jīng)過所述延時(shí)預(yù)定時(shí)間后，通過所述切換輸出子單元將所述保護(hù)定值設(shè)定單元的輸出值從所述MCR保護(hù)定值切換至所述HS I SC保護(hù)定值。
[0016]進(jìn)一步的，所述延時(shí)子單元包括第二電容和第四電阻，所述第二電容和第四電阻并聯(lián)組成RC充放電電路，通過選擇合適的電容值和電阻值能夠確定所述延時(shí)預(yù)定時(shí)間。
[0017]進(jìn)一步的，所述切換輸出子單元包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一比較器和第一三極管，所述第一電阻和第三電阻的一端連接電源，所述第一電阻和第二電阻的公共端連接所述第一比較器的正向輸入端，所述第三電阻和第四電阻的公共端連接所述第一比較器的負(fù)向輸入端，所述第一比較器的輸出端連接所述第一三極管的輸入端，其中，
[0018]通過選擇合適的電容值和電阻值使得在不考慮所述延時(shí)子單元的情況下，所述負(fù)向輸入端的電壓值大于所述正向輸入端的電壓值；
[0019]當(dāng)所述斷路器合閘瞬間時(shí)，所述第一比較器負(fù)向輸入端的電壓值小于正向輸入端的電壓值，所述第一比較器輸出高電平，所述第一三極管導(dǎo)通；
[0020]當(dāng)所述斷路器合閘經(jīng)過所述延時(shí)預(yù)定時(shí)間后，所述第一比較器負(fù)向輸入端的電壓值大于正向輸入端的電壓值，所述第一比較器輸出低電平，所述第一三極管截止。
[0021]進(jìn)一步的，所述設(shè)定子單元為分壓電路，包括第九電阻、第十電阻和第十一電阻，所述第十電阻和第十一電阻的公共端連接所述第一三極管的集電極，所述第九電阻連接電源，所述分壓電路的輸出端為所述第九電阻和第十電阻的公共端，其中，
[0022]當(dāng)所述第一三極管導(dǎo)通時(shí)，所述分壓電路的輸出端輸出所述MCR保護(hù)定值，所述MCR保護(hù)定值由所述第九電阻和第十電阻分壓得到；
[0023]當(dāng)所述第一三極管截止時(shí)，所述分壓電路的輸出端輸出所述HSISC保護(hù)定值，所述HSISC保護(hù)定值由所述第九電阻、第十電阻和第十一電阻分壓得到。
[0024]進(jìn)一步的，所述脫扣單元包括信號(hào)轉(zhuǎn)換單元、比較單元和脫扣驅(qū)動(dòng)單元，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接所述比較單元的負(fù)向輸入端，所述比較單元的正向輸入端連接所述保護(hù)定值設(shè)定單元的輸出端，其中，
[0025]所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元適用于采集電網(wǎng)線路中各個(gè)相線的電流信號(hào)并將所述電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的直流電壓信號(hào)；
[0026]所述比較單元適用于將所述直流電壓信號(hào)與所述保護(hù)定值設(shè)定單元輸出的所述MCR保護(hù)定值和所述HS I SC保護(hù)定值比較，當(dāng)其中任一直流電壓信號(hào)大于所述MCR保護(hù)定值或所述HSISC保護(hù)定值時(shí)，所述脫扣單元輸出第二電平，反之輸出第一電平；
[0027]所述脫扣驅(qū)動(dòng)單元適用于在所述比較單元輸出第二電平時(shí)，使所述斷路器跳閘斷開。
[0028]進(jìn)一步的，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括三個(gè)采集子單元和三個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換子單元，所述三個(gè)采集子單元的輸出端分別連接對(duì)應(yīng)的所述三個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換子單元的輸入端，其中，
[0029]所述三個(gè)采集子單元，用于分別采集電網(wǎng)線路中的各個(gè)相線的電流信號(hào)；
[0030]所述三個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換子單元，用于將所述采集子單元輸出的所述電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)。
[0031]進(jìn)一步的，所述比較單元包括三個(gè)比較子單元和第二三極管，所述三個(gè)比較子單元的輸出端分別連接所述第二三極管的輸入端，所述第二三極管的輸出端是所述比較單元的輸出端，其中，
[0032]所述三個(gè)比較子單元，用于將所述三個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換子單元輸出的三個(gè)所述直流電壓信號(hào)分別與所述MCR保護(hù)定值和所述HSISC保護(hù)定值進(jìn)行比較，當(dāng)所述直流電壓信號(hào)大于所述M