一种断路器智能控制器及断路器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种断路器智能控制器，包括用于采集信号的互感器及信号采集模块，用于测量计算电能参数的电能测量模块，用于测量保护处理及控制的保护控制模块；所述互感器及信号采集模块包括罗氏线圈电流互感器、铁芯电流互感器、三相电压传感器，罗氏线圈电流互感器和三相电压传感器用于为电能测量模块提供测量计算电能参数所需的电流、电压信号，铁芯电流互感器用于为保护控制模块提供测量保护处理及控制所需的电流信号。本实用新型专利技术还公开了一种断路器。本实用新型专利技术在实现电能测量管理功能的同时，具有低成本、小型化的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种断路器智能控制器及断路器
本技术涉及一种断路器智能控制器。
技术介绍
随着社会的发展，对电力的需求越来越高；同时，由于经济实力的提高，使用的电力设备的种类和数量越来越多，而且分布广泛，对供电的质量要求越来越高；同时，由于环境压力越来越大，对能源使用的效率越来越高。因此，在供配电领域，能源管理的需求越来越多，传统的塑壳断路器，由于只提供了保护的功能，没有电能测量的功能，已不能满足能源管理的要求。传统的设计方案，大多采用断路器+带有电能管理功能的仪表的设计方案，存在成本高、体积大、系统复杂等缺点，不能满足系统小型化、低成本的要求。另外，传统的电子式塑壳断路器，可实现长延时保护、短延时保护、瞬时保护等功能，由于需实现多种保护功能，其保护电流的整定范围从额定电流的数分之一到十几倍，跨度达到数十倍，互感器的设计只能以电流保护范围为设计标准，不能满足高精度测量的要求。目前需要设计一种低成本、小型化、高精度测量要求的设备，来满足日益发展的市场需求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种低成本、小型化的带有电能测量管理功能的断路器智能控制器。本技术断路器智能控制器，包括用于采集信号的互感器及信号采集模块，用于测量计算电能参数的电能测量模块，用于测量保护处理及控制的保护控制模块；所述互感器及信号采集模块包括罗氏线圈电流互感器、铁芯电流互感器、三相电压传感器，罗氏线圈电流互感器和三相电压传感器用于为电能测量模块提供测量计算电能参数所需的电流、电压信号，铁芯电流互感器用于为保护控制模块提供测量保护处理及控制所需的电流信号。进一步地，所述铁芯电流互感器还用于电源供应。进一步地，所述断路器智能控制器还包括用于进行人机交互的人机接口模块。优选地，所述人机接口模块包括显示单元、整定单元、通信单元。优选地，所述电能测量模块包括一个内置积分器和可编程信号放大器的电能计量芯片及相关外围电路。根据相同专利技术思路还可以得到以下技术方案：一种断路器，包括如上任一技术方案所述断路器智能控制器。相比现有技术，本技术技术方案及其进一步改进或优选技术方案具有以下有益效果：本技术采用双互感器的设计，保护用互感器采用传统的铁芯互感器，可满足保护功能的实现以及自供能的需要；电能测量互感器采用高精度的Rogowski(罗氏)线圈电流互感器，可满足高精度电能测量的要求。本技术采用高精度电能计量芯片进行电能测量管理，可直接与Rogowski线圈式电流互感器连接。传统的Rogowski线圈式电流互感器输出信号，需经过积分电路、信号调理电路，才能变换成MCU可处理的信号。而本技术所使用的电能计量芯片内置积分器、可编程信号放大器，可直接处理Rogowski线圈式电流互感器输出的信号，可减少电路板面积，满足断路器小型化的需求，同时，由于元器件的减少，也降低了断路器的成本。附图说明图1为本技术断路器智能控制器一个优选实施例的结构框图；图2为互感器及信号采集模块的结构框图；图3为保护控制模块的结构框图。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案进行详细说明：图1显示了本技术断路器智能控制器一个优选实施例的基本结构。如图1所示，该智能控制器包括用于采集信号的互感器及信号采集模块，用于测量计算电能参数的电能测量模块，用于测量保护处理及控制的保护控制模块，用于实现人机交互的人机接口模块，以及为断路器智能控制器提供工作电源的电源模块。如图2所示，互感器及信号采集模块包括：与电能测量模块连接的Rogowski线圈电流互感器及相应的采样单元，三相电压传感器及相应的采样单元；与保护控制模块依次连接的铁芯电流互感器、整流单元及采样单元。如图3所示，电能测量模块采集Rogowski线圈电流互感器及三相电压传感器输出的电流及电压信号，本实施例中的电能测量模块包括一个内置积分器和可编程信号放大器的高精度电能计量芯片及相关外围电路，电能计量芯片可直接采集Rogowski线圈式电流互感器及三相电压传感器的输出信号，计算出电流、电压、功率、电能、频率、谐波等信息。电能测量模块采用Rogowski线圈，具有精度高的特点，满足测量模块的要求；电能测量模块与保护控制模块的电流采样互感器采用不同的互感器，分别满足高精度的测量要求和快速的保护要求。保护控制模块包括电流信号前端处理单元及MCU处理单元。电流信号前端处理单元将铁芯电流互感器输出的电流采样信号经过处理后变换成MCU内置A/D模块可直接采样处理的电压信号；MCU处理单元包括MCU及相关外围器件，MCU处理单元采集电流信号，实时计算出断路器中流过的电流值，进行相关保护功能的处理，同时MCU处理单元与电能测量模块相连接，接收电能测量模块计算得到的电流、电压、功率、电能、频率、谐波等相关信号，用于实现显示、通信等功能。人机接口模块与保护控制模块相连接，其包括显示单元、整定单元、通信单元。显示单元实时显示电压、电流等相关信息，供用户查询；整定单元用于断路器保护值的设置，可为按键或拨码方式；通信单元可与上位机连接，实现断路器遥控、遥调、遥信、遥测等四遥功能。为断路器智能控制器提供工作电源的电源模块可通过铁芯电流互感器从所保护的主回路中采集能量，转化成断路器智能控制器所需的电源；也可以同时连接外部电源，生成断路器智能控制器所需的电源，以保证在断路器低电流时，铁芯电流互感器产生能量较小时，也能生成断路器智能控制器所需的电源。本技术所涉及的相关电压、电流信号处理、AD采样以及电能计算测量、保护控制等均为现有成熟技术，为节省篇幅起见，未对其进行进一步详细描述。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种断路器智能控制器，包括用于采集信号的互感器及信号采集模块，用于测量计算电能参数的电能测量模块，用于测量保护处理及控制的保护控制模块；其特征在于，所述互感器及信号采集模块包括罗氏线圈电流互感器、铁芯电流互感器、三相电压传感器，罗氏线圈电流互感器和三相电压传感器用于为电能测量模块提供测量计算电能参数所需的电流、电压信号，铁芯电流互感器用于为保护控制模块提供测量保护处理及控制所需的电流信号。

【技术特征摘要】
1.一种断路器智能控制器，包括用于采集信号的互感器及信号采集模块，用于测量计算电能参数的电能测量模块，用于测量保护处理及控制的保护控制模块；其特征在于，所述互感器及信号采集模块包括罗氏线圈电流互感器、铁芯电流互感器、三相电压传感器，罗氏线圈电流互感器和三相电压传感器用于为电能测量模块提供测量计算电能参数所需的电流、电压信号，铁芯电流互感器用于为保护控制模块提供测量保护处理及控制所需的电流信号。2.如权利要求1所述断路器智能控制器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚慎云，张晓霞，朱力宏，
申请(专利权)人：常熟开关制造有限公司原常熟开关厂，
类型：新型
国别省市：江苏,32