一种新型断路器网关制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型断路器网关，包括MCU主控电路、485通信电路、HPLC耦合电路、过零检测电路、停电上报电路和AC/DC转换电路；AC/DC转换电路的输入端与电网的电力线电连接，输出端同时与网关中各电路连接；485通信电路分别与断路器和所述MCU主控电路通信连接；HPLC耦合电路分别与电网的电力线和所述MCU主控电路通信连接；停电上报电路与MCU主控电路通信连接；过零检测电路与MCU主控电路通信连接，用于检测电网的过零信号并发送给MCU主控电路。本方案无需对原有的线路进行改造即可实现对断路器工作状态监测，从而为电力线路中的故障识别和故障切除提供数据基础。故障识别和故障切除提供数据基础。故障识别和故障切除提供数据基础。

【技术实现步骤摘要】
一种新型断路器网关


[0001]本技术涉及电力系统
，具体涉及一种新型断路器网关。

技术介绍

[0002]随着经济水平的迅速发展，技术水平的不断提高，无论是工业生产还是日常生活都对电力系统的供电质量提出了越来越高的标准。这就要求供电系统具有较高的自动化程度和智能化水平，当电力系统出现一些故障时，智能保护设备能及时识别故障类型，快速切除系统中的故障部分，防止故障进一步扩大，使整个系统能够正常运行，实现能耗监测的数字化、智能化，决策的科学化，管理的现代化。
[0003]现有技术中，在电力系统中一般设有断路器，断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置，当电力系统出现故障时，通过断路器的开断来达到快速切除系统中的故障部分的目的。为了能够在电力系统出现故障时及时对断路器进行开断控制，现有的方法一般是针对原有的线路进行改造，通过在线路中接入相应的电器监测元件来实现对断路器工作状态的监测，但是这样势必会大大增加线路改造成本。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的上述不足，本技术要解决的技术问题是：如何提供一种无需对原有的线路进行改造即可实现对断路器工作状态监测，从而为电力线路中的故障识别和故障切除提供数据基础的新型断路器网关。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：
[0006]一种新型断路器网关，包括MCU主控电路、485通信电路、HPLC耦合电路、过零检测电路、停电上报电路和AC/DC转换电路；
[0007]所述AC/DC转换电路的输入端与电网的电力线电连接，所述AC/DC转换电路的输出端同时与所述MCU主控电路、所述485通信电路、所述HPLC耦合电路、所述过零检测电路和所述停电上报电路电连接，所述AC/DC转换电路用于将电网中的高压交流电转换为低压直流电，并分别为所述MCU主控电路、所述485通信电路、所述HPLC耦合电路、所述过零检测电路和所述停电上报电路供电；
[0008]所述485通信电路分别与断路器和所述MCU主控电路通信连接，用于实时采集断路器的工作状态信息并发送给所述MCU主控电路；
[0009]所述HPLC耦合电路分别与电网的电力线和所述MCU主控电路通信连接，用于将通讯信息耦合在电力线上并发送给所述MCU主控电路；
[0010]所述停电上报电路与所述MCU主控电路通信连接，用于在所述AC/DC转换电路供电时存储电能，并在所述AC/DC转换电路断电时向所述所述MCU主控电路、所述485通信电路、所述HPLC耦合电路和所述过零检测电路供电；
[0011]所述过零检测电路与所述MCU主控电路通信连接，用于检测电网的过零信号并发
送给所述MCU主控电路。
[0012]本技术的工作原理是：本方案的断路器网关中，485通信电路通过断路器通信连接，实时获取断路器的工作状态信息，具体包括电压、电流、漏电流、温度、功率、用电量以及其它各种用电故障报警信息，485通信电路将采集到的断路器的工作状态信息再实时传递给MCU主控电路；同时，电网中的电力线一方面通过AC/DC转换电路转换为低压直流电后为网关中的各个电路供电，另一方面，电网中的电力线还作为通讯线使用，通过HPLC耦合电路将通讯信息耦合到电力线上，并传递给MCU主控电路，传递到MCU主控电路上的断路器工作状态信息和通讯信息将进一步传递到外部的集中器(COO)处，外部的集中器再将数据传递到云平台，云平台进行对接收到的数据进行统计比对、大数据分析等可以实时得到并发现电力系统的故障信息，并在发现到故障信息时及时控制断路器开端，还能通过终端远程设置、查询、遥控或定时开关线路，由此实现将为电力线路中的故障识别和故障切除提供数据基础的目的。
[0013]另外，本方案的停电上报电路，在AC/DC转换电路正常运行时，存储电能，当电力线断电导致AC/DC转换电路突然断电的时候，通过停电上报电路给网关中的各个电路供电，以使得网关能够将信息及时存储和传输；而过零检测电路，用于检测220V交流电的过零信号，在拓扑识别中，识别台区信息，本方案中的MCU主控电路使用国产自研芯片，用于对HPLC通讯的算法实现，对外接微型断路器的通讯和其他控制功能。
[0014]优选的，所述485通信电路通过485总线与断路器进行通信连接，所述485通信电路包括485芯片U101，所述485芯片U101的接收数据端A和接收数据端B分别通过热敏电阻TR1和热敏电阻TR2与485总线连接。
[0015]这样，485通信电路通过485总线与断路器连接，485通信电路中，485芯片使用内置隔离式电源，将对外交互与内部隔开；热敏电阻TR1、TR2用于保护电路不受损坏，当外部短路或者接错到220V电源时，热敏电阻TR1、TR2阻值迅速变大，相当于短路，从而保护了后级电路不受损坏。
[0016]优选的，所述AC/DC转换电路包括二极管D201、二极管D202、电容C210、电容C211、电容C212、电感L201、电感L202、反馈电阻R211、反馈电阻R212和DC/DC芯片U203，所述二极管D201的阳极与电网中的高压交流电连接，所述二极管D201的阴极同时与所述电容C210的正极和所述电感L201的一端连接，所述电容C210的负极接地，所述电感L201的另一端同时与所述电容C211的正极和所述DC/DC芯片U203的输入端口连接，所述电容C211的负极接地，所述DC/DC芯片U203的输出端口同时与所述二极管D202的阴极和所述电感L202的一端连接，所述二极管D202的阳极接地，所述电感L202的另一端与所述电容C212的正极连接，所述电容C212的负极接地，所述DC/DC芯片U203的反馈端口同时与所述反馈电阻R211和所述反馈电阻R212的一端连接，所述反馈电阻R211的另一端通过二极管D203与所述电容C212的正极连接，所述反馈电阻R212的另一端与所述DCDC芯片U203的输出端口连接。
[0017]这样，AC/DC转换电路用于将电力线上输出的220V的高压交流电，转换为12V的低压直流，并给网关中的各个电路使用。AC/DC转换电路中的二极管D201为半波整流作用，利用二极管单相导通性，将交流电的负半周期波形隔掉，只保留正半周期波形；电容C210、电容C211和电感L201共同组成π型滤波，用于将正半周期交流电，整流为310V的直流电；DC/DC芯片U203为集成高压MOS管的DC/DC芯片，DC/DC芯片U203与电感L202、二极管D202和电容
C212一起组成BUCK降压电路，通过反馈电阻R211和反馈电阻R212，将电压稳定输出在VIN1。
[0018]优选的，所述AC/DC转换电路的输出电压为VIN1，计算公式为：
[0019][0020]式中：R211为反馈电阻R211的电阻值，R212为反馈电阻R212的电阻值，Vfb为DCDC芯片U203的反馈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型断路器网关，其特征在于，包括MCU主控电路、485通信电路、HPLC耦合电路、过零检测电路、停电上报电路和AC/DC转换电路；所述AC/DC转换电路的输入端与电网的电力线电连接，所述AC/DC转换电路的输出端同时与所述MCU主控电路、所述485通信电路、所述HPLC耦合电路、所述过零检测电路和所述停电上报电路电连接，所述AC/DC转换电路用于将电网中的高压交流电转换为低压直流电，并分别为所述MCU主控电路、所述485通信电路、所述HPLC耦合电路、所述过零检测电路和所述停电上报电路供电；所述485通信电路分别与断路器和所述MCU主控电路通信连接，用于实时采集断路器的工作状态信息并发送给所述MCU主控电路；所述HPLC耦合电路分别与电网的电力线和所述MCU主控电路通信连接，用于将通讯信息耦合在电力线上并发送给所述MCU主控电路；所述停电上报电路与所述MCU主控电路通信连接，用于在所述AC/DC转换电路供电时存储电能，并在所述AC/DC转换电路断电时向所述MCU主控电路、所述485通信电路、所述HPLC耦合电路和所述过零检测电路供电；所述过零检测电路与所述MCU主控电路通信连接，用于检测电网的过零信号并发送给所述MCU主控电路。2.根据权利要求1所述的新型断路器网关，其特征在于，所述485通信电路通过485总线与断路器进行通信连接，所述485通信电路包括485芯片U101，所述485芯片U101的接收数据端A和接收数据端B分别通过热敏电阻TR1和热敏电阻TR2与485总线连接。3.根据权利要求1所述的新型断路器网关，其特征在于，所述AC/DC转换电路包括二极管D201、二极管D202、电容C210、电容C211、电容C212、电感L201、电感L202、反馈电阻R211、反馈电阻R212和DC/DC芯片U203，所述二极管D201的阳极与电网中的高压交流电连接，所述二极管D201的阴极同时与所述电容C210的正极和所述电感L201的一端连接，所述电容C210的负极接地，所述电感L201的另一端同时与所述电容C211的正极和所述DC/DC芯片U203的输入端口连接，所述电容C211的负极接地，所述DC/DC芯片U203的输出端口同时与所述二极管D202的阴极和所述电感L202的一端连接，所述二极管D202的阳极接地，所述电感L202的另一端与所述电容C212的正极连接，所述电容C212的负极接地，所述DC/DC芯片U203的反馈端口同时与所述反馈电阻R211和所述反馈电阻R212的一端连接，所述反馈电阻R211的另一端通过二极管D203与所述电容C212的正极连接，所述反馈电阻R212的另一端与所述DC/DC芯片U203的输出端口连接。4.根据权利要求3所述的新型断路器网关，其特征在于，所述AC/DC转换电路的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：张绍平，陈咏诗，李显偶，唐楠，
申请(专利权)人：航天中电重庆微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：