一种智能断路器操作箱制造技术

本实用新型专利技术涉及一种智能断路器操作箱。本实用新型专利技术的处理器与开入单元通过总线联接，用于采集开关量状态信息；处理器可通过通信接口单元与其它智能装置或后台进行通信，接收其它智能装置或监控后台的控制命令，处理器与开出单元通过总线联接；处理器的ADC与经电气量滤波单元滤波后的电气量信号联接，信号变送与控制回路单元通过开出单元与处理器实现联接，信号变送与控制回路单元通过电气量滤波单元将分闸回路与合闸回路电流量送往处理器。本实用新型专利技术实现了断路器操作回路的数字化控制，与其它智能设备的联接通过通信接口，简化了接口，较少了接线，节省了电缆投资。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力系统变电站自动化
，具体涉及一种智能断路器操作箱。
技术介绍
断路器操作箱是实现变电站二次回路对一次回路的控制设备，即低压设备对高压设备的控制所使用的电力设备。电力断路器分闸或合闸动作是由于分闸或合闸线圈短时带电吸合电磁而实现的；分闸和合闸回路设有自保持继电器，由其对分闸或合闸闸信号进行自动保持，以保证可靠完成分闸与合闸操作；分闸或合闸动作完成后，其回路依靠与断路器联动的辅助开关切断；所有断路器分合闸线圈都是按短时带电设计。在实际运行中，如果出现断路器机构卡涩、辅助开关接点配合不当或异常时，辅助接点将不能打开，造成断路器拒分或拒合。一方面，断路器拒分或拒合将使回路长期带电烧毁分闸线圈或合闸线圈，烧毁过程中伴随着分、合闸线圈匝间短路，电流增大，进而烧毁断路器操作箱，造成设备损失。另一方面，在发生故障断路器拒分时，本级的断路器操作箱如不能切除故障，只能由上级保护切断，将造成事故范围扩大；在重合闸保护动作时，断路器拒合将导致无法恢复供电，造成长期停电。此外，高压开关设备作为供电系统最主要元件之一，由其导致的非计划停电事故，无论在事故总量还是在事故时间上都是相当多的。但在配电网系统中，开关的机构的在线状态检测功能一直缺失，无法实现状态检修。各个用户目前均还是每年进行定期检修，由此带来检修用时长、停电及因检修导致开关设备故障等多个问题。目前常见的断路器操作箱均为继电器直接搭接而成，对外输出信号均为电气信号量，与其他智能装置连接需要很多电缆联接，接线工作量大、投资大。
技术实现思路
本技术提供一种智能断路器操作箱，在断路器机构故障或断路器辅助接点异常时，能防止断路器分闸线圈、合闸线圈及操作箱烧毁；对断路器分、合闸回路进行状态检测，评估断路器机构工作状态，当机构临近异常时给出信号，通知运行人员检修；使操作箱具有通信及处理功能，可接收并执行远方控制命令。为达到本技术的目的，本技术所采取的技术方案如下一种智能断路器操作箱，包括通信接口单元和处理器，其特征在于还包括开入单元、开出单元、电气量滤波单元和信号变送与控制回路单元，处理器与开入单元通过总线联接，用于采集开关量状态信息；处理器可通过通信接口单元与其它智能装置或后台进行通信，接收其它智能装置或监控后台的控制命令，对断路器进行分合，并可上送开关状态和操作回路状态信息，处理器与开出单元通过总线联接，用于对外输出空接点和发出跳合闸命令；处理器的ADC与经电气量滤波单元滤波后的电气量信号联接，实现对分闸回路与合闸回路的电流信息采集；信号变送与控制回路单元通过开出单元与处理器实现联接，用于接收处理器的控制命令，将接收到的控制信号通过继电器后，接点输出实现断路器的分闸、合闸控制及分闸回路、合闸回路超时断开控制，信号变送与控制回路单元通过电气量滤波单元将分闸回路与合闸回路电流量送往处理器，信号变送与控制回路单元通过开入单元将回路内部状态量和接入回路的外部状态信号量送往处理器。所述处理器采用32位LM3S9B96处理器；所述开入单元是由光耦隔离器和三态门器件构成，三态门器件的型号为74LVC245 ;所述开出单元是由三态门器件和光耦隔离器构成，三态门器件的型号为74LVC273 ;所述电气量滤波单元由2级阻容元件构成低通滤波回路，实现多路模拟信号的信号滤波。所述信号变送与控制回路单元由断路器分闸回路、断路器合闸回路、防跳回路、不对应启动回路和霍尔传感器构成；所述信号变送与控制回路单元，在断路器分闸回路与合闸回路中串入了霍尔传感器，用于传变分闸与合闸电流，实现对分闸回路与合闸回路电流的测量；在分闸回路与合闸回路串入超时断开控制回路的大功率继电器常闭接点，以在超时时断开对分闸回路或合闸回路。与现有技术相比，本技术的有益效果是1、避免了操作箱及分闸回路与合闸回路中电气元件的烧毁事件发生，减少了维护费用，保证了设备的安全运行。2、在线状态监测功能的增加，提高了开关电器及成套开关设备的智能化水平，为开关电器状态检修提供依据，实现了开关设备从计划检修向状态检修的转变；可预防开关设备事故的发生，减少检修本身对设备带来的非预期损害的几率，缩短停电时间，节省检修开支和停电损失，提高供配电系统可靠性。3、实现了断路器操作回路的数字化控制，与其它智能设备的联接通过通信接口，简化了接口，较少了接线，节省了电缆投资。4本技术可集成在断路器机构内，以实现断路器智能化。附图说明图1是本技术的系统原理框图；图2是开入单元电路图；图3是开出单元电路图；图4是信号变送与控制回路单元电路图。其中1 一通信接口单元，2 —处理器，3 —开入单元，4 一开出单元，5 —电气量滤波单元，6 —信号变送与控制回路单元，7 —断路器机构。具体实施方式以下结合附图详细说明本技术的具体实施方法。 参见图1，一种智能断路器操作箱，包括通信接口单元2、处理器1、开入单元3、开出单元4、电气量滤波单元5和信号变送与控制回路单元6。处理器I与开入单元3通过总线联接，用于采集开关量状态信息；处理器可通过通信接口与其它智能装置或后台进行通信，接收其它智能装置或监控后台的控制命令，对断路器进行分合，并可上送开关状态和操作回路状态信息。处理器I与开出单元4通过总线联接，用于对外输出空接点和发出跳合闸命令；处理器I的ADC与经电气量滤波单元5滤波后的电气量信号联接，实现对分闸回路及合闸回路的电流信息采集；信号变送与控制回路单元6通过开出单元4与处理器I实现联接，用于接收处理器I的控制命令，将接收到的控制信号通过继电器后，接点输出实现断路器的分闸、合闸控制及分闸回路、合闸回路超时断开控制，信号变送与控制回路单元6通过电气量滤波单元5将分闸回路与合闸回路电流量送往处理器1，信号变送与控制回路单元6通过开入单元3将回路内部状态量和接入回路的外部状态信号量送往处理器I。使用时将本技术的分闸与合闸输出信号，分别对应接入断路器机构7的分闸与合闸线圈。工作时，处理器I定时对分闸回路电流、合闸回路电流及开入状态量进行采集，并对其进行相关算法、逻辑判断处理，回路异常时给出信号、生成通信报文；接收并执行其它智能装置或后台的控制命令，对断路器进行分闸或合闸操作。所述处理器I采用TI公司的32位LM3S9B96处理器，主频80MHz，其自身带有I个以太网控制器，2个CAN接口，16通道的ADC，96KB的SRAM、ROM和256KB的Flash存储器，集成FHY，且支持IEEE1588协议，相关通信与存储不需要再扩展。处理器I定时读取ADC采样值、开入状态量值，经过相关算法、逻辑处理后，对满足动作条件的进行发出出口命令，产生信息报文；处理器I接收其它智能装置或后台控制命令，发出出口命令驱动出口继电器进行相关控制；处理器I通过通信口定时发送开入状态量或变位立即发送状态量。所述处理器I对分闸回路与合闸回路电流进行检测，对采集到的电流曲线进行算法运算和逻辑判断，评估断路器机构运行状态良好与否，在机构运行状态达到设定值时，处理器给出异常信息，驱动异常继电器动作出口，同时将报文事件通过网络上送后台或主站，通知运行人员，须进行开关机构检修。所述处理器I对分闸回路与合闸回路电流进行测量，当电流大于设定值，启动计时；当延时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能断路器操作箱，包括通信接口单元（2）和处理器（1），其特征在于：还包括开入单元（3）、开出单元（4）、电气量滤波单元（5）和信号变送与控制回路单元（6），处理器（1）与开入单元（3）通过总线联接，用于采集开关量状态信息；处理器（1）可通过通信接口单元（2）与其它智能装置或后台进行通信，接收其它智能装置或监控后台的控制命令，对断路器进行分合，并可上送开关状态和操作回路状态信息，处理器（1）与开出单元（4）通过总线联接，用于对外输出空接点和发出跳合闸命令；处理器（1）的ADC与经电气量滤波单元（5）滤波后的电气量信号联接，实现对分闸回路与合闸回路的电流信息采集；信号变送与控制回路单元（6）通过开出单元（4）与处理器（1）实现联接，用于接收处理器（1）的控制命令，将接收到的控制信号通过继电器后，接点输出实现断路器的分闸、合闸控制及分闸回路、合闸回路超时断开控制，信号变送与控制回路单元（6）通过电气量滤波单元（5）将分闸回路与合闸回路电流量送往处理器（1），信号变送与控制回路单元（6）通过开入单元（3）将回路内部状态量和接入回路的外部状态信号量送往处理器（1）。

【技术特征摘要】
1.一种智能断路器操作箱，包括通信接口单元(2)和处理器(1)，其特征在于还包括开入单元(3)、开出单元(4)、电气量滤波单元(5)和信号变送与控制回路单元(6)，处理器(I)与开入单元(3 )通过总线联接，用于采集开关量状态信息；处理器(I)可通过通信接口单元(2 )与其它智能装置或后台进行通信，接收其它智能装置或监控后台的控制命令，对断路器进行分合，并可上送开关状态和操作回路状态信息，处理器(I)与开出单元(4)通过总线联接，用于对外输出空接点和发出跳合闸命令；处理器(I)的ADC与经电气量滤波单元(5 )滤波后的电气量信号联接，实现对分闸回路与合闸回路的电流信息采集；信号变送与控制回路单元(6)通过开出单元(4)与处理器(I)实现联接，用于接收处理器(I)的控制命令，将接收到的控制信号通过继电器后，接点输出实现断路器的分闸、合闸控制及分闸回路、合闸回路超时断开控制，信号变送与控制回路单元(6)通过电气量滤波单元(5)将分闸回路与合闸回路电流量送往处理器(1)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张恒泰，王根元，乔昕，汪俊峰，
申请(专利权)人：西安西瑞保护控制设备有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：