断路器电流采样系统技术方案

一种断路器电流采样系统，包括双通道电流采样电路，空心互感器电流检测模块和微处理单元MCU；双通道电流采样电路的输入端与空心互感器电流检测模块的输出端连接，对输出的电流进行采样；双通道电流采样电路的输出端与微处理单元MCU的输入端连接；所述双通道电流采样电路包括采样大电流处理及断线检测电路和采样小电流二次处理电路，采样大电流处理及断线检测电路的输入端与空心互感器电流检测模块的输出端连接，采样大电流处理及断线检测电路的输出端与采样小电流二次处理电路的输入端和微处理单元MCU的输入端连接，采样小电流二次处理电路的输出端与微处理单元MCU的输入端连接。

【技术实现步骤摘要】
断路器电流采样系统
本技术涉及低压电器领域，特别涉及一种断路器电流采样系统。
技术介绍
随着低压电器行业的不断进步，塑料外壳式断路器正向智能化，可通信不断发展。为保护电力系统的运行安全，要确保断路器控制器运行极为可靠，这就需要控制器对主回路电流、电压、温升等参数进行准确和及时的采样，以达到保护的目的。其中，电流采样电路是重中之重，一般现有技术都采用铁芯互感器或空心互感器对主回路一次侧的电流进行检测，电流互感器本身的性能指标及工作状态直接决定了智能型断路器能否可靠工作，所以对电流互感器工作状态的监测就显得尤为重要。空心互感器是检测断路器主回路中电流的普遍使用的部件，其工作原理是将断路器所控制的主回路作为电流互感器的一次绕组，电流互感器的二次绕组所产生的感应电流作为测量仪表或继电器等装置所用的标准化电流，主要用于大电流框架的断路器中，可以有效的防止互感器内部磁芯的饱和检测电流信号畸变。后端电路采用整流、滤波、积分、放大等环节，得到的电流信号输入到微控制器中，进行计算和分析，以实现监测与保护功能。现有电流采样电路无法保证微小电流信号的采样精度。当电流互感器的二次线圈出现断线故障时，智能控制器对监测主回路是否存在故障电流的功能就出现失灵，从而造成安全隐患。所谓断线就是互感器的二次线圈与它所在的电路断开，这种断线的后果十分危险，轻则造成电子脱扣器的监测和控制功能失灵而使供电线路设备失去保护，重则引发断路器的发热、烧坏等安全隐患。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种电路结构简单，电流采样精度高，检测量程广的断路器电流采样系统。为实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种断路器电流采样系统，包括双通道电流采样电路2，空心互感器电流检测模块3和微处理单元MCU4；双通道电流采样电路2的输入端与空心互感器电流检测模块3的输出端连接，对输出的电流进行采样；双通道电流采样电路2的输出端与微处理单元MCU4的输入端连接；所述双通道电流采样电路2包括采样大电流处理及断线检测电路5和采样小电流二次处理电路6，采样大电流处理及断线检测电路5的输入端与空心互感器电流检测模块3的输出端连接，采样大电流处理及断线检测电路5的输出端与采样小电流二次处理电路6的输入端和微处理单元MCU4的输入端连接，采样小电流二次处理电路6的输出端与微处理单元MCU4的输入端连接。进一步，还包括接地保护模块1，所述接地保护模块1的输入端与空心互感器电流检测模块3的输出端连接，接地保护模块1的输出端和微处理单元MCU4的输入端连接。进一步，所述空心互感器电流检测模块3包括分别与电源A相，电源B相，电源C相和电源N相连接的四个空心互感器，四个空心互感器的输出端并联输入到接地保护模块1；所述双通道电流采样电路2包括分别与四个空心互感器连接的A相电流采样电路、B相电流采样电路、C相电流采样电路和N相电流采样电路；A相电流采样电路、B相电流采样电路和C相电流采样电路分别包括一个采样大电流处理及断线检测电路5和一个采样小电流二次处理电路6，A相电流采样电路、B相电流采样电路和C相电流采样电路的采样大电流处理及断线检测电路5的输出端分别与对应的采样小电流二次处理电路6的输入端和微处理单元MCU4的输入端连接，A相电流采样电路、B相电流采样电路和C相电流采样电路的采样小电流二次处理电路6的输出端分别与微处理单元MCU4的输入端连接；N相电流采样电路包括一个采样大电流处理及断线检测电路5，N相电流采样电路的采样大电流处理及断线检测电路5的输出端与微处理单元MCU4的输入端连接。进一步，所述采样大电流处理及断线检测电路5包括基准源电压平移电路51，断线检测采样电路52，第一积分变换电路53，一级信号放大电路54和第一低通滤波电路55；所述基准源电压平移电路51的输入端与空心互感器电流检测模块3的输出端连接，第一积分变换电路53的输入端与基准源电压平移电路51的输出端连接，一级信号放大电路54的输入端与第一积分变换电路53的输出端连接，第一低通滤波电路55的输入端与一级信号放大电路54的输出端连接，第一低通滤波电路55的输出端连接至微处理单元MCU4的输入端；断线检测采样电路52的输入端与空心互感器电流检测模块3的输出端连接。进一步，采样小电流二次处理电路6包括二级信号放大电路61和第二低通滤波电路62，所述二级信号放大电路61的输入端与采样大电流处理及断线检测电路5的输出端连接，第二低通滤波电路62的输入端与二级信号放大电路61的输出端连接，第二低通滤波电路62的输出端与微处理单元MCU4的输入端。进一步，所述基准源电压平移电路51包括电阻R6和电阻R9，所述电阻R6和电阻R9串联后的两端并联连接在空心互感器电流检测模块3的输出端，电阻R6和电阻R9的一端同时连接至第一积分变换电路53的输入端，电阻R6和电阻R9的中间节点连接至基准电压Vref；所述第一积分变换电路53包括电阻R1，电阻R10和电容C3，电阻R1和电阻R10的一端并联连接在基准源电压平移电路51的输出端，电容C3并联连接在电阻R1和电阻R10的另一端；所述一级信号放大电路54包括电阻R2和电阻R11，电阻R2和电阻R11的一端并联连接在第一积分变换电路53的输出端，电阻R2的另一端连接至运算放大器U1的输入端负极，电阻R11的另一端连接至运算放大器U1的输入端正极，电阻R12的一端连接至运算放大器U1的输入端正极，另一端连接至基准电压Vref，电阻R3的一端连接至运算放大器U1的输入端负极，另一端与运算放大器U1的输出端连接，运算放大器U1的输出端与第一低通滤波电路55的输入端连接；所述第一低通滤波电路55包括电阻R7和电容C1，电阻R7的一端与一级信号放大电路54的输出端连接，另一端与微处理单元MCU4的输入端连接，电容C1的一端与电阻R7的另一端连接，另一端接地。进一步，所述断线检测采样电路52包括电阻R14，电阻R14的一端与空心互感器电流检测模块3的输出端连接，另一端接地。进一步，所述二级信号放大电路61包括电阻R4和电阻R13，电阻R4的一端与采样大电流处理及断线检测电路5的输出端连接，另一端连接至运算放大器U2的输入端负极，电阻R13的一端与基准电压Vref连接，另一端与运算放大器U2的输入端正极，电阻R5的一端与运算放大器U2的输入端负极连接，另一端与运算放大器U2的输出端连接，运算放大器U2的输出端与第二低通滤波电路62的输入端连接；所述第二低通滤波电路62包括电阻R8和电容C2，电阻R8的一端与二级信号放大电路61的输出端连接，另一端与微处理单元MCU4的输入端连接，电容C2的一端与电阻R8的另一端连接，另一端接地。进一步，所述接地保护模块1包括第二积分变换电路8和第二信号放大电路9，所述第二积分变换电路8的输入端与空心互感器电流检测模块3的输出端连接，第二积分变换电路8的输出端与第二信号放大电路9的输入端连接，第二信号放大电路9的输出端与微处理单元MCU4的输入端连接。进一步，所述第二积分变换电路8包括电阻R15，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R22，电阻25，电阻R26，电阻R27和电容C4；电阻R15，电阻R16，电阻R17，电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种断路器电流采样系统，其特征在于：包括双通道电流采样电路(2)，空心互感器电流检测模块(3)和微处理单元MCU(4)；双通道电流采样电路(2)的输入端与空心互感器电流检测模块(3)的输出端连接，对输出的电流进行采样；双通道电流采样电路(2)的输出端与微处理单元MCU(4)的输入端连接；所述双通道电流采样电路(2)包括采样大电流处理及断线检测电路(5)和采样小电流二次处理电路(6)，采样大电流处理及断线检测电路(5)的输入端与空心互感器电流检测模块(3)的输出端连接，采样大电流处理及断线检测电路(5)的输出端与采样小电流二次处理电路(6)的输入端和微处理单元MCU(4)的输入端连接，采样小电流二次处理电路(6)的输出端与微处理单元MCU(4)的输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种断路器电流采样系统，其特征在于：包括双通道电流采样电路(2)，空心互感器电流检测模块(3)和微处理单元MCU(4)；双通道电流采样电路(2)的输入端与空心互感器电流检测模块(3)的输出端连接，对输出的电流进行采样；双通道电流采样电路(2)的输出端与微处理单元MCU(4)的输入端连接；所述双通道电流采样电路(2)包括采样大电流处理及断线检测电路(5)和采样小电流二次处理电路(6)，采样大电流处理及断线检测电路(5)的输入端与空心互感器电流检测模块(3)的输出端连接，采样大电流处理及断线检测电路(5)的输出端与采样小电流二次处理电路(6)的输入端和微处理单元MCU(4)的输入端连接，采样小电流二次处理电路(6)的输出端与微处理单元MCU(4)的输入端连接。2.根据权利要求1所述的断路器电流采样系统，其特征在于：还包括接地保护模块(1)，所述接地保护模块(1)的输入端与空心互感器电流检测模块(3)的输出端连接，接地保护模块(1)的输出端和微处理单元MCU(4)的输入端连接。3.根据权利要求2所述的断路器电流采样系统，其特征在于：所述空心互感器电流检测模块(3)包括分别与电源A相，电源B相，电源C相和电源N相连接的四个空心互感器，四个空心互感器的输出端并联输入到接地保护模块(1)；所述双通道电流采样电路(2)包括分别与四个空心互感器连接的A相电流采样电路、B相电流采样电路、C相电流采样电路和N相电流采样电路；A相电流采样电路、B相电流采样电路和C相电流采样电路分别包括一个采样大电流处理及断线检测电路(5)和一个采样小电流二次处理电路(6)，A相电流采样电路、B相电流采样电路和C相电流采样电路的采样大电流处理及断线检测电路(5)的输出端分别与对应的采样小电流二次处理电路(6)的输入端和微处理单元MCU(4)的输入端连接，A相电流采样电路、B相电流采样电路和C相电流采样电路的采样小电流二次处理电路(6)的输出端分别与微处理单元MCU(4)的输入端连接；N相电流采样电路包括一个采样大电流处理及断线检测电路(5)，N相电流采样电路的采样大电流处理及断线检测电路(5)的输出端与微处理单元MCU(4)的输入端连接。4.根据权利要求1所述的断路器电流采样系统，其特征在于：所述采样大电流处理及断线检测电路(5)包括基准源电压平移电路(51)，断线检测采样电路(52)，第一积分变换电路(53)，一级信号放大电路(54)和第一低通滤波电路(55)；所述基准源电压平移电路(51)的输入端与空心互感器电流检测模块(3)的输出端连接，第一积分变换电路(53)的输入端与基准源电压平移电路(51)的输出端连接，一级信号放大电路(54)的输入端与第一积分变换电路(53)的输出端连接，第一低通滤波电路(55)的输入端与一级信号放大电路(54)的输出端连接，第一低通滤波电路(55)的输出端连接至微处理单元MCU(4)的输入端；断线检测采样电路(52)的输入端与空心互感器电流检测模块(3)的输出端连接。5.根据权利要求1所述的断路器电流采样系统，其特征在于：采样小电流二次处理电路(6)包括二级信号放大电路(61)和第二低通滤波电路(62)，所述二级信号放大电路(61)的输入端与采样大电流处理及断线检测电路(5)的输出端连接，第二低通滤波电路(62)的输入端与二级信号放大电路(61)的输出端连接，第二低通滤波电路(62)的输出端与微处理单元MCU(4)的输入端。6.根据权利要求4所述的断路器电流采样系统，其特征在于：所述基准源电压平移电路(51)包括电阻R6和电阻R9，所述电阻R6和电阻R9串联后的两端并联连接在空心互感器电流检测模块(3)的输出端，电阻R6和电阻R9的一端同时连接至第一积分变换电路(53)的输入端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：易先君，李云，
申请(专利权)人：浙江正泰电器股份有限公司，上海电科电器科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33