一种自适应控制断路器动作的装置

一种自适应控制断路器动作的装置

白刚,邓疆利,蒋益强,洪运飞,施逸

网四川省电力公司宜宾供电公司 四川宜宾 644000

摘要：本实用新型涉及电力配电网自动化装置，特别是一种自适应控制断路器动作的装置。

关键词：自适应控制；断路器动作；装置

实用新型的结构框式示意图

一、背景技术：

目前，智能断路器控制器通过控制电容器的放电时间来实现断路器的开闭功能。电容器的放电时间通常根据断路器以往的经验固定为30ms-90ms。放电电流在电磁铁上产生的磁力足以使开关运转。但是，传统断路器本体的永磁机构和工艺存在较大程度的偏差，导致一些断路器需要过大的张力，传统控制器在采用固定的放电时间进行通断时容易出现故障，这是由断路器开关的机械性能决定的。如果将放电时间固定在30ms，则机体需要拉动的能量超过30ms所释放的能量而导致动作失效，如果将放电时间固定在90ms，机体会因强度过大而反弹，也会导致动作失效，严重影响配电网的安全运行。因此，它的改进和创新势在必行。

二、技术实现要素：

基于自适应控制断路器动作的装置的控制断路器合闸的方法，包括以下步骤:

(1)电压电流采集模块将采集到的电压电流数据上传到主控单元;

(2)主控单元根据OLED显示模块上设置的电压电流阈值，对电压电流采集模块上传的电压电流数据和检测到的断路器开关状态进行分析，判断是否进入合闸过程;

(3)进入合闸过程，电容器放电30ms;

(4)检测断路器开关状态是否处于合闸状态;

(5)若仍处于开启状态，则在5ms后重新测试，若仍处于开启状态，则重复检测过程，当延迟时间大于90ms时关闭失败;

(6)若开始时，检测开关位置在电容器放电30ms后处于合闸状态，则延时3ms再检测开关状态是否处于合闸状态，若仍处于合闸状态，则合闸成功，若处于合闸状态，则进入步骤(4)。

基于自适应控制断路器操作装置的控制断路器开断方法，包括以下步骤:

(1)电压电流采集模块将采集到的电压电流数据上传到主控单元;

(2)主控单元根据OLED显示模块上设置的电压电流阈值，对电压电流采集模块上传的电压电流数据和检测到的断路器开关状态进行分析，判断是否进入开关过程;

(3)进入开关过程，电容放电30ms;

(4)检测断路器开关状态是否为开断状态;

(5)若仍处于开启状态，则在5ms后重新测试，若仍处于开启状态，则重复检测过程，当延迟时间大于90ms时门失效;

(6)如果在电容器开始放电30ms后检测开关位置处于断开状态，那么延迟3ms将再次测试开关状态是否处于断开状态。如果仍然处于打开状态，则打开成功。如果处于打开状态，则进入步骤(4)。

三、具体实施方式

为保证使用效果，主控单元包括芯片U1A和芯片U1B;

芯片U1A和芯片U1B的型号为SZ_STM32F407。

电压电流采集模块由芯片U26、变压器T5和变压器T2组成。芯片U26的4引脚接芯片U1B的45B引脚，7引脚分别接电容C75的一端和电阻R87的一端。电容器C75的另一端与电容器C77的一端连接，电容器C75与电容器C77的公共端子接地。电容器C77的另一端连接到结束的电阻器R91的销8芯片U26电阻的另一端R87连接到结束的电容器C74电阻R86结束,另一端的电容器C74连接到电容C76,常见的终端接地,另一端的电容器C76连接的电阻器R90和电阻的另一端R91。电阻的另一端R86连接电阻的一端R88和磁珠18的一端,另一端的电阻器R88连接电阻的一端R89,常见的终端接地,另一端的电阻器R89连接到另一端的电阻器R90和磁珠L9结束,另一端的磁珠了18个连接到变压器T5 2针,磁珠L9的另一端连接变压器T5的4引脚，变压器T5的1引脚为电流输入端，3引脚为电流输出端，在1引脚与3引脚之间安装瞬态抑制二极管D25;

芯片U26的引脚18连接电容C54的一端和电阻R73的一端，电容C54的另一端接地，电阻R73的另一端连接变压器T2的引脚4和电阻R72的一端，电阻R72的另一端连接变压器T2的引脚2和电阻R71的一端。电阻R71的另一端与电容器C50的一端与芯片U26的引脚23连接，电容器C50的另一端接地，变压器T2的引脚1与瞬态抑制二极管D22的一端与电阻RA2的一端连接，瞬态抑制二极管D22的另一端与变压器T2的引脚3连接。电阻RA2的另一端设有与之串联的电阻RA1;

芯片U26的引脚29与芯片U1B的引脚27B相连，引脚32与芯片U1B的引脚28B相连，引脚35与芯片U1B的引脚30B相连，引脚36与芯片U1B的引脚49B相连，引脚39与芯片U1B的引脚50B相连。引脚37连接芯片U1B的引脚48B，引脚38连接芯片U1B的引脚47B。

芯片U26的型号为ADE7878CPZ;

状态输入/输出模块包括与远程/本地状态电路、复位电路和开关状态输入电路、手动开闭电路、手动闭合电路、复位电路、激活电路和远程信号电路相同的结构；

其中，远程/本地状态电路、开路状态输入电路和返回电路具有相同的结构，包括光电耦合器U10，光电耦合器U10输入端的一个引脚连接电阻器R35的一端、电容器C93的一端、电容器C94的一端，光电耦合器U10输入端的另一个引脚连接电源模块的输出端。电容C93的另一端与电容C94的另一端连接，公共端接地，电阻R35的另一端与电阻R36的一端与瞬态抑制二极管D7的一端连接，电阻R36的另一端与电感L24的一端与压敏电阻RT5的一端连接。压敏电阻RT5的另一端与瞬态抑制二极管D7的另一端连接，公共端子接地，电感器L24的另一端作为远/本端状态电路、通/关状态输入电路和复位电路的输入端。

对于远程/本地状态电路和复位电路，电感器L24的另一端连接到面板键;

通断状态输入电路，电感L24的另一端连接在断路器本体的辅助节点上;

光电耦合器的输出端销之一U10连接电阻的一端R33电阻R34的一端,另一端的电阻器R33连接到电源模块,输出的其他销的光电耦合器U10与电容器的一端C18,常见的终端接地,另一端的电容器使用C18连接到另一端的电阻器R34。公共端作为远/本地状态电路、通/关状态输入电路和复位电路的输出;

对于远/本地状态电路，电容C18和电阻R34的公共终端芯片U1A 19A引脚;

在通断状态输入电路中，电容C18和电阻R34共接在芯片U1A的22A引脚上;

对于恢复电路，将电容C18和电阻R34共接在芯片U1B的22B引脚上;

手动开关电路、手动合闸电路和远程信号电路具有相同的结构，包括电阻R50、电容C31、电感L28和瞬态抑制二极管D29，电阻R50的一端与功率模块的输出端连接。电阻器R50的另一端分别连接电容器C31的一端、瞬态抑制二极管D29的一端和电感器L28的一端。电容器C31的另一端与瞬态抑制二极管D29的另一端连接，其公共端接地。电感器L28的另一端作为手动开关电路、手动合闸电路和遥控信号电路的输入端；

电阻R50、电容C31、电感L28和瞬态抑制二极管D29的常用端子分别作为手动开关电路、手动合闸电路和远程信号电路的输出端子。

手动开关电路，公共端子连接芯片U1B的引脚15B;

手动合闸电路，公共端子连接芯片U1B的16B引脚;

对于远程信号电路，公共终端分别连接芯片U1A的39A引脚、40A引脚、47A引脚和48A引脚。

激活电路包括光耦U16，光耦U16的输入端一引脚分别连接功率模块的输出端和电阻R12的一端，电阻R12的另一端分别连接电阻R20的一端，光耦U16的输入端另一引脚以及瞬态抑制二极管D4的一端。电阻R20的另一端通过电感器L27连接到电容器C92的一端，电容器C92的另一端连接到瞬态抑制二极管D4的另一端，其公共端接地，电容器C92的公共端与电感器L27作为输入端，并连接到芯片U1A的18A引脚。光电耦合器U16输出端的一个引脚连接电阻R2的一端、压敏电阻RT8的一端和二极管D33的正极。电阻R2的另一端接在二极管D33的负极上，公共端接在功率模块的输出端上。光电耦合器U16输出端的另一引脚连接到压敏电阻RT8的另一端，并将其公共端接地。光电耦合器U16、电阻器R2、压敏电阻RT8、二极管D33的公共端子作为输出端子，用面板键连接;

总结

本实用新型专利技术涉及一种自适应控制断路器动作装置，可有效解决自适应控制断路器分合问题，其技术方案为:主控单元分别与电压电流采集模块、状态量输入输出模块、IGBT驱动模块、功率模块和OLED显示模块连接，IGBT驱动模块与断路器连接。本实用新型专利技术结构新颖独特，简单合理，可灵活调节并提供维持开合的拉力，大大简化和降低了断路器的使用成本，提高了控制器装置的智能化水平，可用于市场上90%以上的断路器，安全可靠，使用方便，效果好，具有良好的社会效益和经济效益。