一种智能通信断路器，主要包括断路器本体、智能模块，智能模块包括数据采集前端、控制单元、数据接收和处理单元、执行单元四个部分并依次相连。实现运行参数和状态检测以及各断路器位置的显示并实现与外部监控终端进行数据传输和远程监控，同时监控终端实现对相关智能通信断路器进行遥控，下级网断路器对上级网断路器配合实行相应的动作。应用于智能电网，特别是智能微网运行环境。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种断路器，尤其涉及一种智能微网运行环境中的可进行运行参数、状态检测和多种通信、控制的智能通信断路器，属于微电网设备
技术介绍
在智能微网中，能源的输送方向不再是确定的、单一方向的能源输送，上级网断路器断开时，下级网络还会存在电能，当线路需要维护时，会带来很大的安全隐患。在智能微电网中，需要经常了解断路器的参数情况，以便能够预防性的作出相关处理；同时在断路器发生故障时，能够及时发现。 为适应智能微网运行环境，微网中各部分根据不同条件选择合适的通信方式并进行分级通信后传输到监控终端。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种智能通信断路器，实现运行参数和状态检测以及各断路器位置的显示并实现与外部监控终端进行数据传输和远程监控，同时监控终端实现对相关智能通信断路器进行遥控，下级网断路器对上级网断路器配合实行相应的动作。本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现包括断路器本体、智能模块，智能模块包括数据采集前端(I)、控制单元(2)、数据接收和处理单元(3)、执行单元(4)四个部分并依次相连。进一步，所述断路器本体包括触头，所述数据采集前端对断路器所述触头的温度、电压、动触头插入深度、真空灭弧室触头的电磨损量和开闭状态进行检测。进一步，所述控制单元采用微电脑芯片并嵌入GPRS/3G模块、TCP/IP协议模块、短消息处理模块、载波通信模块和RS232/RS485转换接口电路，实现有线和/或无线通信方式，与智能微网和上/下级网的断路器进行通信。进一步，所述执行单元一端连控制单元的光电隔离、放大电路，另一端连断路器本体的继电器；执行单元采用终端调度指令通过控制单元经光电隔离、放大电路后，通过继电器对断路器本体执行合、分闸动作。进一步，所述数据接收和处理单元的下级网断路器接收上级网断路器合、分闸信号，使其进行相应的动作。所述数据采集前端对断路器触头的温度T、电压U、动触头插入深度TH、真空灭弧室触头的电磨损量S和开闭状态Q进行检测，通过采集处理成标准信号后送入微电脑芯片上，再经预处理、通信及命令处理等相关处理之后再选择相应的通信模块及对应的接口与外部监控终端通信，进行数据传输、处理和远程监控及调度，外部监控终端通过发送指令给控制单元相应的通信模块，经通信模块接收处理后，通过控制中心微电脑芯片的处理与执行单元相连接，执行单元对处理的信号进行光电隔离G1、放大G2后通过继电器J对断路器本体执行合、分闸动作；经通信处理后的标准信号，通过相应的通信模块，同时与下一级断路器进行通信，下一级断路器接收信号后，根据上一级断路器的合、分闸状态进行相应的动作。前述智能断路器，其中数据采集单元I设置的通过数字温度传感器检测的断路器触头的温度1\±、1'0、13±、1'0、1'。±、1'0直接与微电脑芯片相连；通过进出线两个三相触头电压采集信号输出电路检测断路器触头的电压Ua ±、Ua T、Ub ±、Ub T、Uc ±、Uc τ变成开关量Κ3、Κ4，直接与微电脑芯片相连；通过动触头插入深度检测元件检测的动触头插入深度Th和通过真空来弧室磨损触头元件检测的电磨损量SA、SB、Sc和通过光电隔离后送至微电脑芯片；分合闸状态经光耦后送入微电脑芯片上，通过控制单元的相应通信模块传输至监控终端。前述智能断路器，其中控制单元2设置的微电脑芯片采用ATMAL公司的8位单片机AT89C51，内含128KFLASH，SKARM，开发中充分利用AT89C51集成度高、模块功能强的优点，装置的软件存放在片内大容量FLASHEEPR0M，片内RAM存放实时数据、程序中变量等，EEPROM内存放定值。数据、地址总线不引出控制单元，具有良好的抗干扰性能，而且Pl 口、P2 口可用来扩展并行接口的设备。PO 口作为开关量I的接口，P3.4和P3. 5 口驱动时钟芯片，时钟芯片带有后备电池，供CPU读取日期、时间。P3.0、P3.1和P3. 2、P3. 3 口适合于作 通讯使用，通过通讯功能可实现远方对定值修改和对回路巡检。增强的定时器模块可用来产生能精确到微秒级的中断，同时使用内部和外部两级看门狗，确保装置正常运行。前述智能断路器，其中控制单元2设置的TCP/IP协议模块是一个标准协议套件，可以用分层模型来描述。数据打包处理数据时，每一层把自己的信息添加到一个数据头中，而这个数据头又被下一层中的协议包装到数据体中。数据解包处理程序接收到通信数据时，把相应的数据头剥离，并把数据包的其余部分当作数据体对待。使用EEPROM可以将IP地址、PPP协议等参数保存在里面。单片机复位后首先调取这些数据以初始化网络。单片机主要完成采集数据的打包，通过通信模块，将数据输出到网络中。前述智能断路器，其中控制单元2设置的GPRS/3G通信模块，是采用自带TCP/IP协议处理功能的GPRS无线Modem和内置3G模块化芯片Sim5210，即支持消息收发模式，又支持GPRS/3G无线数据传输，同时相应的接口还可实现通过电话线和光纤进行数据传输。GPRS无线Modem连入GPRS/3G网络并和监控终端建立连接后，监控终端发送数据处理命令给GPRS/3G数据采集终端，GPRS/3G数据采集终端接收到命令后，通过RS232数据总线对断路器进行通信，采集微电脑芯片中存储的数据信息，通过GPRS无线Modem内置的协议处理器对数据进行处理、协议封装，然后实时发送到GPRS/3G网络，数据包经由GPRS/3G网络传递到Internet，再通过ADSL或拨号网络或固定网络传送到监控终端。该系统还可通过短消息的方式进行数据传输。当系统信号不好、网络连接不畅通或者不在GPRS/3G网络覆盖区，不能进行GPRS/3G传输时，采用短消息的方式，作为GPRS/3G数据传输的补充。另外当监控终端主机的网络参数(IP地址或端口号)改变，GPRS/3G模块无法找到数据处理下机时，以短消息的方式通知数据采集终端修改GPRS/3G模块的网络参数，重新建立新的连接。前述智能断路器，其中控制单元2设置的载波通信模块采用AT89C51作为微控制器，电力线载波调制解调器采用专用芯片ST7536。AT89C51和ST7536之间采用通用串行通信接口，用I2C总线和串行EEPROM通信，EEPROM采用铁电的24C02，此芯片具有无限次可擦写功能。通过电力载波实现整个网络的通信，通过两总线实现模块与其它设备的通信。这样，通信模块就可以通过软件及通信协议实现对多个实际设备通信与控制。所有的数据帧均采用CRC校验。AT89C51和ST7536均采用外部硬件上电复位，同时使用AT89C51的内部看门狗功能，对AT89C51和ST7536进行必要的复位，以防止系统死机造成网络通信中断。多路选择开关采用CD4052，通过其进行电力载波和两总线的选择，以实现电力载波通信和两总线通信的分时控制。然后分别通过电力线接口电路与电力线相连和RS232/RS485转换接口电路与RS232/RS485总线相连进行传输。前述智能断路器，其中控制单元2设置的执行单元电路是由一个光耦器Gl和放大器G2和继电器J组成，由微电脑芯片传送的开关信号经光耦合放大后，通过继电器来驱动断路器合、分闸动作。本专利技术主要适应于智能微网运行，在智能微网中，能源本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种智能通信断路器，其特征是，包括断路器本体、智能模块，智能模块包括数据采集前端（1）、控制单元（2）、数据接收和处理单元（3）、执行单元（4）四个部分并依次相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张恩理，娄志林，贺雪平，
申请(专利权)人：湖南天利恩泽太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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