一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法,其成本低、空間利用率高、信息上傳便捷,能夠?qū)崿F(xiàn)故障預(yù)警,包括斷路器、分流器、斷路器電流檢測(cè)電路、斷路器過載檢測(cè)電路、斷路器短路檢測(cè)電路、斷路器位置檢測(cè)電路、處理器電路和通信接口電路;斷路器電流檢測(cè)電路檢測(cè)斷路器的工作電流信號(hào)并放大;斷路器過載檢測(cè)電路將放大后的工作電流信號(hào)與過載限定值進(jìn)行比較,得到過載電平信號(hào);斷路器短路檢測(cè)電路將工作電流信號(hào)與短路限定值進(jìn)行比較,得到短路脈沖信號(hào);斷路器位置檢測(cè)電路檢測(cè)斷路器的位置電平信號(hào);處理器電路讀取位置電平信號(hào)、過載電平信號(hào)和捕捉短路脈沖信號(hào)進(jìn)行處理,獲得斷路器的位置信息、過載信息和短路跳閘信息。
【專利說明】一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及直流饋線系統(tǒng)的監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其是一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力、軌道交通、石化等行業(yè)的供電系統(tǒng)中,直流饋線屏為各種控制、保護(hù)、操作設(shè)備提供可靠的直流供電電源,各用電設(shè)備通過直流饋線斷路器連接到直流電源母線。由于供電電源是各種用電設(shè)備正常工作的基礎(chǔ),因此,用戶均要求對(duì)饋線斷路器位置和跳閘信息進(jìn)行監(jiān)測(cè),以便于實(shí)時(shí)了解饋線屏工作信息,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障。如果能檢測(cè)斷路器的過載信息,用戶可以在斷路器故障跳閘之前采取處理措施,避免設(shè)備異常斷電造成損失。
[0003]目前直流饋線斷路器的位置信息監(jiān)測(cè)一般是通過給斷路器增加一個(gè)輔助觸頭實(shí)現(xiàn),無論斷路器的位置改變是人為操作或系統(tǒng)過載、短路、故障所引起,輔助觸頭均隨著斷路器的閉合而閉合,隨著斷路器的斷開而斷開,用于指示斷路器所處的分?jǐn)嗷蜷]合位置信息。輔助觸頭提供一對(duì)無源干接點(diǎn)接入后級(jí)開關(guān)量監(jiān)測(cè)模塊。
[0004]直流饋線斷路器的脫扣信息監(jiān)測(cè)是通過給斷路器增加一個(gè)報(bào)警觸頭實(shí)現(xiàn),報(bào)警觸頭用于指示斷路器由于過載、短路等故障引起的跳閘信息,對(duì)于人為操作引起斷路器斷開或閉合位置的改變,斷路器報(bào)警觸頭不發(fā)生動(dòng)作。后級(jí)開關(guān)量監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)報(bào)警觸頭的干接點(diǎn)閉合動(dòng)作,監(jiān)測(cè)斷路器跳閘故障。
[0005]采用機(jī)械觸頭方式的斷路器位置和跳閘信息監(jiān)測(cè)方案存在如下缺陷,一是輔助觸頭和報(bào)警觸頭均是專用配套的機(jī)械裝置組件,采購(gòu)價(jià)格昂貴,會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)成本較高;二是由于輔助觸頭和報(bào)警觸頭需要與斷路器配套安裝在饋線屏面板上,占用饋線屏面板空間,降低了饋電屏面板利用率;三是機(jī)械觸頭信號(hào)需要在后級(jí)配置饋線監(jiān)控模塊才能完成信號(hào)采集和上傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng);四是由于過載導(dǎo)致的饋線斷路器的故障,只能在斷路器跳閘后通過報(bào)警觸頭作出指示,而不能提前給出警示以便用戶提前采取處理措施,避免損失。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明提供一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法,所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)采用機(jī)械觸頭方式的斷路器位置和跳閘信息監(jiān)測(cè)方案中存在的成本高、占空間、信號(hào)采集及上傳過程復(fù)雜、不能做出故障預(yù)警等問題。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)裝置,包括斷路器、分流器、斷路器電流檢測(cè)電路、斷路器過載檢測(cè)電路、斷路器短路檢測(cè)電路、斷路器位置檢測(cè)電路、處理器電路和通信接口電路。
[0008]所述斷路器的正極輸入端連接直流電源的正母線端,所述斷路器的負(fù)極輸入端連接所述分流器的一端,所述分流器的另一端連接直流電源的負(fù)母線端,所述斷路器的正極輸出端和負(fù)極輸出端為直流負(fù)載端。
[0009]所述斷路器電流檢測(cè)電路用于通過所述分流器檢測(cè)經(jīng)過所述斷路器的工作電流信號(hào),并進(jìn)行放大處理,將經(jīng)過放大處理后的所述工作電流信號(hào)分別輸入到所述斷路器過載檢測(cè)電路和斷路器短路檢測(cè)電路中;
[0010]所述斷路器過載檢測(cè)電路用于將所述斷路器當(dāng)前的工作電流信號(hào)與預(yù)先設(shè)定過載限定值進(jìn)行比較并判斷,得到過載電平信號(hào),并將所述過載電平信號(hào)輸入到所述處理器電路的電平檢測(cè)端口。所述斷路器過載檢測(cè)電路具有過載電流門限值設(shè)置功能,過載電流門限值可通過斷路器過載檢測(cè)電路內(nèi)部的電阻分壓電路或電位器進(jìn)行設(shè)置,也可通過處理器電路中的處理器給出的PWM信號(hào)設(shè)置。所述斷路器過載檢測(cè)電路通過其內(nèi)部的電阻分壓電路進(jìn)行幅值變換和穩(wěn)壓管進(jìn)行限幅處理后,將過載信號(hào)傳輸給處理器電路,可防止過載信號(hào)的電平電壓過高損害處理器的輸入接口。
[0011]所述斷路器短路檢測(cè)電路用于將所述斷路器當(dāng)前的工作電流信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的短路限定值進(jìn)行比較并判斷,得到短路脈沖信號(hào),并將所述短路脈沖信號(hào)輸入到所述處理器電路的脈沖捕捉端口。所述斷路器短路檢測(cè)電路具有短路電流門限值設(shè)置功能,短路電流門限值可通過斷路器短路檢測(cè)電路內(nèi)部的電阻分壓電路或電位器進(jìn)行設(shè)置,也可通過處理器電路中的處理器給出的PWM信號(hào)進(jìn)行設(shè)置。所述斷路器短路檢測(cè)電路通過其內(nèi)部的電阻分壓電路進(jìn)行幅值變換和穩(wěn)壓管進(jìn)行限幅處理后,將短路信號(hào)傳輸給處理器電路,可防止短路信號(hào)的電平電壓過高損害處理器的輸入接口。
[0012]所述斷路器位置檢測(cè)電路用于檢測(cè)所述斷路器的位置電平信號(hào),并將所述位置電平信號(hào)輸入到所述處理器電路的位置信號(hào)輸入端口。所述斷路器位置檢測(cè)電路包含從斷路器的輸出端連接直流電壓信號(hào)時(shí)防止正、負(fù)電壓接反的防反二極管。
[0013]所述處理器電路用于讀取所述斷路器的位置電平信號(hào)和過載電平信號(hào),并對(duì)所述位置電平信號(hào)和過載電平信號(hào)進(jìn)行處理,分別獲得所述斷路器的位置信息和過載信息;捕捉所述短路脈沖信號(hào),根據(jù)所述位置信息對(duì)所述短路脈沖信號(hào)并進(jìn)行處理,獲得所述斷路器的短路跳閘信息;將所述位置信息、過載信息和短路跳閘信息傳送給所述通信接口電路;
[0014]所述通信接口電路,用于將所述位置信息、過載信息和短路跳閘信息傳送給外部監(jiān)控設(shè)備。
[0015]本發(fā)明的工作原理為通過檢測(cè)斷路器的工作電流信號(hào),將該工作電流信號(hào)與斷路器的過載限定值和短路限定值進(jìn)行實(shí)時(shí)比較,獲得斷路器的過載信號(hào)和短路信號(hào),并將這兩個(gè)信號(hào)輸入到處理器電路中;同時(shí)通過斷路器位置檢測(cè)電路檢測(cè)斷路器斷開和閉合時(shí)的位置信息,將該位置信息也輸入到處理器電路中;處理器電路對(duì)斷路器的位置信息、過載信號(hào)或短路信號(hào)進(jìn)行綜合判斷,并完成直流饋線系統(tǒng)中斷路器的位置信息、過載和短路脫扣信息的監(jiān)測(cè)。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:通過本發(fā)明進(jìn)行斷路器的信息檢測(cè),能夠及時(shí)檢測(cè)到斷路器的過載狀態(tài)信息、短路引起的脫扣跳閘信息和斷路器手動(dòng)開合引起的位置變化信息,并可通過串行總線實(shí)現(xiàn)信息上傳,方便快捷;檢測(cè)時(shí)無需使用輔助觸頭和報(bào)警觸頭,極大地降低了檢測(cè)成本;檢測(cè)信息通過串行總線上傳,顯著的減少了機(jī)柜接線和電纜用量,增加空間利用率,有效提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。并且,本發(fā)明可及時(shí)檢測(cè)斷路器過載信息,用戶可在斷路器故障之前收到預(yù)警并采取處理措施避免設(shè)備停電。
[0017]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0018]進(jìn)一步,所述斷路器電流檢測(cè)電路包括模擬調(diào)試信號(hào)電路、輸入端保護(hù)電路、差分濾波電路、差分放大電路和分壓電路。
[0019]所述模擬調(diào)試信號(hào)電路包括第一電阻、第二電阻、第一開關(guān)和第二開關(guān);所述第一電阻的一端接12V電源,另一端通過所述第一開關(guān)連接所述斷路器電流檢測(cè)電路的第一輸入端;所述第二電阻的一端接12V電源,另一端通過所述第二開關(guān)連接所述斷路器電流檢測(cè)電路的第一輸入端。
[0020]所述輸入端保護(hù)電路包括第三電阻、第四電阻、第一雙向穩(wěn)壓管、第二雙向穩(wěn)壓管和第一電容;所述第三電阻與所述第一電容并聯(lián)連接,兩個(gè)并聯(lián)公共端分別連接所述斷路器電流檢測(cè)電路的第一輸入端和所述斷路器電流檢測(cè)電路的第二輸入端;所述第四電阻與所述第二雙向穩(wěn)壓管并聯(lián)連接,其中一個(gè)并聯(lián)公共端連接所述斷路器電流檢測(cè)電路的第二輸入端,另一并聯(lián)公共端接信號(hào)地;所述第一雙向穩(wěn)壓管的一端連接所述斷路器電流檢測(cè)電路的第一輸入端,所述第一雙向穩(wěn)壓管的另一端接信號(hào)地;第一雙向穩(wěn)壓管、第二雙向穩(wěn)壓管為差分放大電路輸入端的保護(hù)器件,用于防止靜電放電或輸入電壓過高而損壞運(yùn)算放大器。
[0021]所述差分濾波電路包括第五電阻、第六電阻、第二電容、第三電容和第四電容;所述第五電阻的一端連接所述斷路器電流檢測(cè)電路的第一輸入端,所述第五電阻的另一端連接所述第二電容與所述第三電容的公共連接端,所述第三電容的另一端連接所述第四電容的一端并接信號(hào)地,所述第四電容的另一端連接所述第二電容與所述第六電阻的公共連接端,所述第六電阻的另一端連接所述斷路器電流檢測(cè)電路的第二輸入端。
[0022]所述差分放大電路包括第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第五電容、第六電容和第一運(yùn)算放大器;所述第七電阻的一端連接所述第五電阻、第二電容與第三電容三者的公共連接端,所述第七電阻的另一端連接所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端;所述第五電容與所述第九電阻并聯(lián),其中一個(gè)并聯(lián)公共端連接所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端,另一并聯(lián)公共端接信號(hào)地;所述第八電阻的一端連接所述第六電阻、第二電容與第四電容三者的公共連接端,所述第八電阻的另一端連接所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端;所述第六電容與所述第十電阻并聯(lián),其中一個(gè)并聯(lián)公共端連接所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端,另一并聯(lián)公共端連接所述第一運(yùn)算放大器的輸出端。通過差分放大電路將分流器的mV級(jí)電壓小信號(hào)變換為適合于后級(jí)電路的V級(jí)電壓信號(hào),放大倍數(shù)由第五電阻、第七電阻、第九電阻的阻值確定,第五電容和第六電容分別與第九電阻和第十電阻組成一階低通濾波,抑制第一運(yùn)算放大器的噪聲。
[0023]所述分壓電路包括第十一電阻和第十二電阻;所述第十一電阻的一端連接所述第一運(yùn)算放大器的輸出端,所述第十一電阻的另一端連接所述第十二電阻的一端,所述第十二電阻的另一端接信號(hào)地,所述第十一電阻與所述第十二電阻連接的公共端為所述斷路器電流檢測(cè)電路的輸出端。第十一電阻和第十二電阻完成分壓處理,形成斷路器的工作電流信號(hào)送至下級(jí)電路。
[0024]進(jìn)一步,所述斷路器過載檢測(cè)電路包括第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第十六電阻、第二運(yùn)算放大器和第一穩(wěn)壓二極管;所述第十三電阻的一端接+5V電源,另一端通過所述第十四電阻接信號(hào)地,所述第十三電阻與所述第十四電阻連接的公共端連接所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端;所述第二運(yùn)算放大器的同相輸入端為所述斷路器過載檢測(cè)電路的輸入端,所述第二運(yùn)算放大器的正電源輸入端接+12V電源,所述第二運(yùn)算放大器的負(fù)電源輸入端接-12V電源,所述第二運(yùn)算放大器的輸出端連接所述第十五電阻的一端,所述第十五電阻的另一端為所述斷路器過載檢測(cè)電路的輸出端;所述第十六電阻與所述第一穩(wěn)壓二極管并聯(lián),其中一個(gè)并聯(lián)公共端連接所述斷路器過載檢測(cè)電路的輸出端,另一并聯(lián)公共端接信號(hào)地。
[0025]進(jìn)一步,所述斷路器短路檢測(cè)電路包括第十七電阻、第十八電阻、第十九電阻、第二十電阻、第三運(yùn)算放大器、第二穩(wěn)壓二極管和第一二極管;所述第十七電阻的一端接+5V電源,另一端通過所述第十八電阻接信號(hào)地,所述第十七電阻與所述第十八電阻連接的公共端連接所述第三運(yùn)算放大器的同相輸入端,所述第三運(yùn)算放大器的反相輸入端為所述斷路器短路檢測(cè)電路的輸入端,所述第三運(yùn)算放大器的正電源輸入端接+12V電源,所述第三運(yùn)算放大器的負(fù)電源輸入端接-12V電源,所述第三運(yùn)算放大器的輸出端連接所述第十九電阻的一端,所述第十九電阻的一端連接所述第一二極管的負(fù)極,所述第一二極管的正極為所述斷路器短路檢測(cè)電路的輸出端,所述第二十電阻與所述第二穩(wěn)壓二極管并聯(lián),其中一個(gè)并聯(lián)公共端連接所述第一二極管的負(fù)極,另一并聯(lián)公共端接信號(hào)地。
[0026]進(jìn)一步,所述斷路器位置檢測(cè)電路第二i^一電阻、第二十二電阻、第二二極管和光電耦合器;所述第二十一電阻的一端為所述斷路器位置檢測(cè)電路的第一輸入端,所述第二十一電阻的另一端連接所述光電耦合器的正極輸入端;所述第二二極管的負(fù)極為所述斷路器位置檢測(cè)電路的第二輸入端,所述第二二極管的正極連接所述光電耦合器的負(fù)極輸入端,所述光電耦合器的發(fā)射電極輸出端接信號(hào)地,所述光電耦合器的發(fā)射電極輸出端為所述斷路器位置檢測(cè)電路的輸出端;所述第二十二電阻電阻的一端接+5V電源,另一端接所述光電I禹合器的發(fā)射電極輸出端。
[0027]本發(fā)明還提供一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)方法,包括以下步驟:
[0028]步驟1:檢測(cè)經(jīng)過斷路器的工作電流信號(hào),對(duì)所述工作電流信號(hào)進(jìn)行放大處理。
[0029]步驟2:將步驟I中經(jīng)過處理放大后的所述工作電流信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的過載限定值進(jìn)行比較并判斷,得到過載電平信號(hào)。
[0030]步驟3:將步驟I中經(jīng)過處理放大后的所述工作電流信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的短路限定值進(jìn)行比較并判斷,得到短路脈沖信號(hào)。
[0031]步驟4:檢測(cè)所述斷路器的位置電平信號(hào)。
[0032]步驟5:讀取所述位置電平信號(hào)和過載電平信號(hào),并對(duì)所述位置電平信號(hào)和過載電平信號(hào)進(jìn)行處理,分別獲得所述斷路器的位置信息和過載信息;捕捉所述短路脈沖信號(hào),根據(jù)所述位置信息對(duì)所述短路脈沖信號(hào)進(jìn)行處理,獲得所述斷路器的短路跳閘信息。
[0033]步驟6:將所述位置信息、過載信息和短路跳閘信息傳送給外部監(jiān)控設(shè)備。
[0034]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0035]進(jìn)一步,所述步驟5中讀取所述位置電平信號(hào)并進(jìn)行處理,獲得所述斷路器的位置信息的具體實(shí)現(xiàn)步驟為:
[0036]步驟SAl:定時(shí)讀取所述位置電平信號(hào)。
[0037]步驟SA2:根據(jù)預(yù)先設(shè)定的處理器輸入端口的高低電平與斷路器的開合位置信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系,修改所述斷路器的位置信息的變量數(shù)值。
[0038]步驟SA3:將修改后的所述位置信息的變量數(shù)值放入處理器的發(fā)送緩沖區(qū)。
[0039]步驟SA4:將所述位置信息的變量數(shù)值傳送給外部監(jiān)控設(shè)備。
[0040]進(jìn)一步,所述步驟5中讀取所述過載電平信號(hào)并進(jìn)行處理,獲得所述斷路器的過載信息的具體實(shí)現(xiàn)步驟為:
[0041]步驟SBl:定時(shí)讀取所述過載電平信號(hào)。
[0042]步驟SB2:根據(jù)所述過載電平信號(hào)判斷所述斷路器是否工作在過載狀態(tài),若所述斷路器工作在過載狀態(tài),則時(shí)間計(jì)數(shù)器的數(shù)值加1,進(jìn)一步判斷所述時(shí)間計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值是否等于過載限定值,是則判定所述斷路器發(fā)生過載故障,發(fā)出所述斷路器的過載告警信號(hào),否則執(zhí)行步驟SBl ;若所述斷路器沒有工作在過載狀態(tài),則時(shí)間計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值清零。
[0043]步驟SB3:發(fā)出所述斷路器的過載告警信號(hào)后,修改所述斷路器的過載信息的變量數(shù)值,并將修改后的所述過載信息的變量數(shù)值放入處理器的發(fā)送緩沖區(qū)。
[0044]步驟SB4:將所述過載信息的變量數(shù)值傳送給外部監(jiān)控設(shè)備。
[0045]進(jìn)一步,所述步驟5中捕捉所述短路脈沖信號(hào),并根據(jù)所述位置信息對(duì)所述短路脈沖信號(hào)進(jìn)行處理,獲得所述斷路器的短路跳閘信息的具體實(shí)現(xiàn)步驟為:
[0046]步驟SCl:實(shí)時(shí)捕捉所述短路脈沖信號(hào)。
[0047]步驟SC2:當(dāng)捕捉到所述短路脈沖信號(hào)時(shí),進(jìn)行延遲處理,然后讀取所述斷路器的位置信息,根據(jù)所述斷路器的位置信息判斷所述斷路器是否處于斷開位置,是則判斷所述斷路器發(fā)生短路跳閘,并發(fā)出跳閘告警信號(hào),否則結(jié)束。
[0048]步驟SC3:若所述斷路器發(fā)生短路跳閘,則修改所述斷路器的短路跳閘信息的變量數(shù)值,并將修改后的所述短路跳閘信息的變量數(shù)值放入處理器的發(fā)送緩沖區(qū)。
[0049]步驟SC4:將所述短路跳閘信息的變量數(shù)值傳送給外部監(jiān)控設(shè)備。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0050]圖1為本發(fā)明的電路原理框圖;
[0051]圖2為本發(fā)明的斷路器電流檢測(cè)電路圖;
[0052]圖3為本發(fā)明的斷路器過載檢測(cè)電路圖;
[0053]圖4為本發(fā)明的斷路器短路檢測(cè)電路圖;
[0054]圖5為本發(fā)明的斷路器位置檢測(cè)電路圖;
[0055]圖6為本發(fā)明的方法流程圖;
[0056]圖7為本發(fā)明讀取位置電平信號(hào)并進(jìn)行處理,獲得斷路器QFl的位置信息的具體實(shí)現(xiàn)方法流程圖;
[0057]圖8為本發(fā)明讀取過載電平信號(hào)并進(jìn)行處理,獲得斷路器QFl的過載信息的具體實(shí)現(xiàn)方法流程圖;
[0058]圖9為本發(fā)明捕捉短路脈沖信號(hào),并根據(jù)位置信息對(duì)短路脈沖信號(hào)進(jìn)行處理,獲得斷路器QFl的短路跳閘信息的具體實(shí)現(xiàn)方法流程圖。
[0059]附圖中,各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0060]QF1、斷路器,RS1、分流器,1、斷路器電流檢測(cè)電路,2、斷路器過載檢測(cè)電路,3、斷路器短路檢測(cè)電路,4、斷路器位置檢測(cè)電路,5、處理器電路,6、通信接口電路,101、模擬調(diào)試信號(hào)電路,102、輸入端保護(hù)電路,103、差分濾波電路,104、差分放大電路,105、分壓電路,in1、斷路器電流檢測(cè)電路的第一輸入端,in2、斷路器電流檢測(cè)電路的第二輸入端,in3、斷路器過載檢測(cè)電路的輸入端,in4、斷路器短路檢測(cè)電路的輸入端,in5、斷路器位置檢測(cè)電路的第一輸入端,in6、斷路器位置檢測(cè)電路的第二輸入端,outl、斷路器電流檢測(cè)電路的輸出端,out2、斷路器過載檢測(cè)電路的輸出端,out3、斷路器短路檢測(cè)電路3的輸出端,out4、斷路器位置檢測(cè)電路的輸出端,R1、第一電阻,R2、第二電阻,R3、第三電阻,R4、第四電阻,R5、第五電阻,R6、第六電阻,R7、第七電阻,R8、第八電阻,R9、第九電阻,R10、第十電阻,R11、第i^一電阻,R12、第十二電阻,R13、第十三電阻,R14、第十四電阻,R15、第十五電阻,R16、第十六電阻,Cl、R17、第十七電阻,R18、第十八電阻,R19、第十九電阻,R20、第二十電阻,R21、第二i^一電阻,R22、第二十二電阻,第一電容,C2、第二電容,C3、第三電容,C4、第四電容,C5、第五電容,C6、第六電容,SA1、第一開關(guān),SA2、第二開關(guān),VW1、第一雙向穩(wěn)壓管,VW2、第二雙向穩(wěn)壓管,V1、第一穩(wěn)壓二極管,V2、第二穩(wěn)壓二極管,VD1、第一二極管,VD2、第二二極管,Al、第一運(yùn)算放大器,A2、第二運(yùn)算放大器,A3、第三運(yùn)算放大器,ED1、光電耦合器。
【具體實(shí)施方式】
[0061]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述,所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明,并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0062]在一【具體實(shí)施方式】中,如圖1所示,一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)裝置,包括斷路器QFl、分流器RS1、斷路器電流檢測(cè)電路1、斷路器過載檢測(cè)電路2、斷路器短路檢測(cè)電路3、斷路器位置檢測(cè)電路4、處理器電路5和通信接口電路6。
[0063]所述斷路器QFl的正極輸入端連接直流電源的正母線端HM+,所述斷路器QFl的負(fù)極輸入端連接所述分流器RSl的一端,所述分流器RSl的另一端連接直流電源的負(fù)母線端HM-,所述斷路器QFl的正極輸出端和負(fù)極輸出端為直流負(fù)載端。
[0064]所述斷路器電流檢測(cè)電路I用于通過所述分流器RSl檢測(cè)經(jīng)過所述斷路器QFl的工作電流信號(hào),并進(jìn)行放大處理,將經(jīng)過放大處理后的所述工作電流信號(hào)分別輸入到所述斷路器過載檢測(cè)電路2和斷路器短路檢測(cè)電路3中。
[0065]所述斷路器過載檢測(cè)電路2用于將所述斷路器QFl當(dāng)前的工作電流信號(hào)與預(yù)先設(shè)定過載限定值進(jìn)行比較并判斷,得到過載電平信號(hào),并將所述過載電平信號(hào)輸入到所述處理器電路5的電平檢測(cè)端口。所述斷路器過載檢測(cè)電路2具有過載電流門限值設(shè)置功能,過載電流門限值可通過斷路器過載檢測(cè)電路2內(nèi)部的電阻分壓電路或電位器進(jìn)行設(shè)置,也可通過處理器電路5中的處理器給出的PWM信號(hào)設(shè)置。所述斷路器過載檢測(cè)電路2通過其內(nèi)部的電阻分壓電路進(jìn)行幅值變換和穩(wěn)壓管進(jìn)行限幅處理后,將過載信號(hào)傳輸給處理器電路5,可防止過載信號(hào)的電平電壓過高損害處理器的輸入接口。
[0066]所述斷路器短路檢測(cè)電路3用于將所述斷路器QFl當(dāng)前的工作電流信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的短路限定值進(jìn)行比較并判斷,得到短路脈沖信號(hào),并將所述短路脈沖信號(hào)輸入到所述處理器電路5的脈沖捕捉端口。所述斷路器短路檢測(cè)電路3具有短路電流門限值設(shè)置功能,短路電流門限值可通過斷路器短路檢測(cè)電路3內(nèi)部的電阻分壓電路或電位器進(jìn)行設(shè)置,也可通過處理器電路5中的處理器給出的PWM信號(hào)進(jìn)行設(shè)置。所述斷路器短路檢測(cè)電路3通過其內(nèi)部的電阻分壓電路進(jìn)行幅值變換和穩(wěn)壓管進(jìn)行限幅處理后,將短路信號(hào)傳輸給處理器電路5,可防止短路信號(hào)的電平電壓過高損害處理器的輸入接口。
[0067]所述斷路器位置檢測(cè)電路4用于檢測(cè)所述斷路器QFl的位置電平信號(hào),并將所述位置電平信號(hào)輸入到所述處理器電路5的位置信號(hào)輸入端口。所述斷路器位置檢測(cè)電路4包含從斷路器QFl的輸出端連接直流電壓信號(hào)時(shí)防止正、負(fù)電壓接反的防反二極管。
[0068]所述處理器電路5用于讀取所述斷路器QFl的位置電平信號(hào)和過載電平信號(hào),并對(duì)所述位置電平信號(hào)和過載電平信號(hào)進(jìn)行處理,分別獲得所述斷路器QFl的位置信息和過載信息;捕捉所述短路脈沖信號(hào),根據(jù)所述位置信息對(duì)所述短路脈沖信號(hào)并進(jìn)行處理,獲得所述斷路器QFl的短路跳閘信息;將所述位置信息、過載信息和短路跳閘信息傳送給所述通信接口電路;
[0069]所述通信接口電路6,用于將所述位置信息、過載信息和短路跳閘信息傳送給外部監(jiān)控設(shè)備。
[0070]如圖2所示,所述斷路器電流檢測(cè)電路I包括模擬調(diào)試信號(hào)電路101、輸入端保護(hù)電路102、差分濾波電路103、差分放大電路104和分壓電路105。
[0071]所述模擬調(diào)試信號(hào)電路101包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一開關(guān)SAl和第二開關(guān)SA2 ;所述第一電阻Rl的一端接12V電源,另一端通過所述第一開關(guān)SAl連接所述斷路器電流檢測(cè)電路I的第一輸入端ini ;所述第二電阻R2的一端接12V電源,另一端通過所述第二開關(guān)SA2連接所述斷路器電流檢測(cè)電路I的第一輸入端ini。
[0072]所述輸入端保護(hù)電路102包括第三電阻R3、第四電阻R4、第一雙向穩(wěn)壓管VW1、第二雙向穩(wěn)壓管VW2和第一電容Cl ;所述第三電阻R3與所述第一電容Cl并聯(lián)連接,兩個(gè)并聯(lián)公共端分別連接所述斷路器電流檢測(cè)電路I的第一輸入端ini和所述斷路器電流檢測(cè)電路I的第二輸入端in2 ;所述第四電阻R4與所述第二雙向穩(wěn)壓管VW2并聯(lián)連接,其中一個(gè)并聯(lián)公共端連接所述斷路器電流檢測(cè)電路I的第二輸入端in2,另一并聯(lián)公共端接信號(hào)地;所述第一雙向穩(wěn)壓管VWl的一端連接所述斷路器電流檢測(cè)電路I的第一輸入端inl,所述第一雙向穩(wěn)壓管VWl的另一端接信號(hào)地;第一雙向穩(wěn)壓管VW1、第二雙向穩(wěn)壓管VW2為差分放大電路104輸入端的保護(hù)器件,用于防止靜電放電或輸入電壓過高而損壞運(yùn)算放大器。
[0073]所述差分濾波電路103包括第五電阻R5、第六電阻R6、第二電容C2、第三電容C3和第四電容C4 ;所述第五電阻R5的一端連接所述斷路器電流檢測(cè)電路I的第一輸入端inl,所述第五電阻R5的另一端連接所述第二電容C2與所述第三電容C3的公共連接端,所述第三電容C3的另一端連接所述第四電容C4的一端并接檢測(cè)信號(hào)地,所述第四電容C4的另一端連接所述第二電容C2與所述第六電阻R6的公共連接端,所述第六電阻R6的另一端連接所述斷路器電流檢測(cè)電路I的第二輸入端in2。
[0074]所述差分放大電路104包括第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第五電容C5、第六電容C6和第一運(yùn)算放大器Al ;所述第七電阻R7的一端連接所述第五電阻R5、第二電容C2與第三電容C3三者的公共連接端,所述第七電阻R7的另一端連接所述第一運(yùn)算放大器Al的同相輸入端;所述第五電容C5與所述第九電阻R9并聯(lián),其中一個(gè)并聯(lián)公共端連接所述第一運(yùn)算放大器Al的同相輸入端,另一并聯(lián)公共端接信號(hào)地;所述第八電阻R8的一端連接所述第六電阻R6、第二電容C2與第四電容C4三者的公共連接端,所述第八電阻R8的另一端連接所述第一運(yùn)算放大器Al的反相輸入端;所述第六電容C6與所述第十電阻RlO并聯(lián),其中一個(gè)并聯(lián)公共端連接所述第一運(yùn)算放大器Al的反相輸入端,另一并聯(lián)公共端連接所述第一運(yùn)算放大器Al的輸出端;通過差分放大電路104將分流器RSl的mV級(jí)電壓小信號(hào)變換為適合于后級(jí)電路的V級(jí)電壓信號(hào),放大倍數(shù)由第五電阻R5、第七電阻R7、第九電阻R9的阻值確定,第五電容C5和第六電容C6分別與第九電阻R9和第十電阻RlO組成一階低通濾波,抑制第一運(yùn)算放大器Al的噪聲。
[0075]所述分壓電路105包括第i^一電阻Rl I和第十二電阻R12 ;所述第i^一電阻Rl I的一端連接所述第一運(yùn)算放大器Al的輸出端,所述第十一電阻Rll的另一端連接所述第十二電阻R12的一端,所述第十二電阻R12的另一端接信號(hào)地,所述第十一電阻Rll與所述第十二電阻R12連接的公共端為所述斷路器電流檢測(cè)電路I的輸出端outl。第十一電阻Rll和第十二電阻R12完成分壓處理,形成斷路器QFl的工作電流信號(hào)送至下級(jí)電路。
[0076]如圖3所示,所述斷路器過載檢測(cè)電路2包括第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第二運(yùn)算放大器A2和第一穩(wěn)壓二極管Vl ;所述第十三電阻R13的一端接+5V電源,另一端通過所述第十四電阻R14接信號(hào)地,所述第十三電阻R13與所述第十四電阻R14連接的公共端連接所述第二運(yùn)算放大器A2的反相輸入端;所述第二運(yùn)算放大器A2的同相輸入端為所述斷路器過載檢測(cè)電路2的輸入端in3,所述第二運(yùn)算放大器A2的正電源輸入端接+12V電源,所述第二運(yùn)算放大器A2的負(fù)電源輸入端接-12V電源,所述第二運(yùn)算放大器A2的輸出端連接所述第十五電阻R15的一端,所述第十五電阻R15的另一端為所述斷路器過載檢測(cè)電路2的輸出端out2 ;所述第十六電阻R16與所述第一穩(wěn)壓二極管Vl并聯(lián),其中一個(gè)并聯(lián)公共端連接所述斷路器過載檢測(cè)電路2的輸出端out2,另一并聯(lián)公共端接信號(hào)地。斷路器QFl的工作電流信號(hào)輸送至第二運(yùn)算放大器A2的同相端,過載限定值設(shè)置電路即由第十三電阻R13和第十四電阻R14組成的電路的輸出端接第二運(yùn)算放大器A2的反相端,斷路器QFl的工作電流信號(hào)與過載限定值信號(hào)進(jìn)行比較,當(dāng)斷路器QFl的工作電流信號(hào)大于過載整定值時(shí),第二運(yùn)算放大器A2輸出高電平信號(hào),經(jīng)過第十五電阻R15、第十六電阻R16和第一穩(wěn)壓二極管Vl組成的電路進(jìn)行分壓和限壓處理后送至處理器電路5,處理器電路5通過檢測(cè)輸入端口電平的高低判斷斷路器QFl是否過載工作。
[0077]如圖4所示,所述斷路器短路檢測(cè)電路3包括第十七電阻R17、第十八電阻R18、第十九電阻R19、第二十電阻R20、第三運(yùn)算放大器A3、第二穩(wěn)壓二極管V2和第一二極管VDl ;所述第十七電阻R17的一端接+5V電源,另一端通過所述第十八電阻R18接信號(hào)地,所述第十七電阻R17與所述第十八電阻R18連接的公共端連接所述第三運(yùn)算放大器A3的同相輸入端,所述第三運(yùn)算放大器A3的反相輸入端為所述斷路器短路檢測(cè)電路3的輸入端in4,所述第三運(yùn)算放大器A3的正電源輸入端接+12V電源,所述第三運(yùn)算放大器A3的負(fù)電源輸入端接-12V電源,所述第三運(yùn)算放大器A3的輸出端連接所述第十九電阻R19的一端,所述第十九電阻R19的一端連接所述第一二極管VDl的負(fù)極,所述第一二極管VDl的正極為所述斷路器短路檢測(cè)電路3的輸出端out3,所述第二十電阻R20與所述第二穩(wěn)壓二極管V2并聯(lián),其中一個(gè)并聯(lián)公共端連接所述第一二極管VDl的負(fù)極,另一并聯(lián)公共端接信號(hào)地。斷路器QFl的工作電流信號(hào)傳輸至第三運(yùn)算放大器A3的反相端,短路限定值接第三運(yùn)算放大器A3的同相端,斷路器QFl的工作電流信號(hào)與短路限定值信號(hào)進(jìn)行比較,當(dāng)斷路器QFl的工作電流信號(hào)大于短路限定值時(shí),第三運(yùn)算放大器A3輸出低電平信號(hào),經(jīng)過第十九電阻R19、第二十電阻R20和第二穩(wěn)壓二極管V2組成的電路進(jìn)行分壓和限壓處理,再通過第一二極管VDl送至處理器電路5,將處理器電路5中的處理器端口的電平拉至低電平,處理器電路5通過實(shí)時(shí)檢測(cè)輸入端口電平的下降沿判斷斷路器QFl是否發(fā)生短路故障。
[0078]如圖5所示,所述斷路器位置檢測(cè)電路4第二i^一電阻R21、第二十二電阻R22、第二二極管VD2和光電耦合器EDl ;所述第二十一電阻R21的一端為所述斷路器位置檢測(cè)電路4的第一輸入端in5,所述第二^ 電阻R21的另一端連接所述光電稱合器EDl的正極輸入端;所述第二二極管VD2的負(fù)極為所述斷路器位置檢測(cè)電路4的第二輸入端in6,所述第二二極管VD2的正極連接所述光電耦合器EDl的負(fù)極輸入端,所述光電耦合器EDl的發(fā)射電極輸出端接信號(hào)地,所述光電耦合器EDl的發(fā)射電極輸出端為所述斷路器位置檢測(cè)電路4的輸出端out4;所述第二十二電阻R22電阻的一端接+5V電源,另一端接所述光電耦合器EDl的發(fā)射電極輸出端。第二十一電阻R21為限流電阻,第二二極管VD2為防止反接二極管,當(dāng)斷路器QFl閉合時(shí),斷路器QFl輸出端電壓導(dǎo)致光電耦合器EDl原邊發(fā)光管工作,光電耦合器EDI輸出隔離的低電平信號(hào)送至處理器電路5,處理器電路5通過檢測(cè)輸入端口電平的高低確定斷路器QFl的斷開、閉合位置。
[0079]如圖6所示,一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)方法,包括以下步驟:
[0080]步驟1:檢測(cè)經(jīng)過斷路器QFl的工作電流信號(hào),對(duì)所述工作電流信號(hào)進(jìn)行放大處理。
[0081]步驟2:將步驟I中經(jīng)過處理放大后的所述工作電流信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的過載限定值進(jìn)行比較并判斷,得到過載電平信號(hào)。
[0082]步驟3:將步驟I中經(jīng)過處理放大后的所述工作電流信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的短路限定值進(jìn)行比較并判斷,得到短路脈沖信號(hào)。
[0083]步驟4:檢測(cè)電路檢測(cè)所述斷路器QFl的位置電平信號(hào)。
[0084]步驟5:讀取所述位置電平信號(hào)和過載電平信號(hào),并對(duì)所述位置電平信號(hào)和過載電平信號(hào)進(jìn)行處理,分別獲得所述斷路器QFl的位置信息和過載信息;捕捉所述短路脈沖信號(hào),根據(jù)所述位置信息對(duì)所述短路脈沖信號(hào)進(jìn)行處理,獲得所述斷路器QFl的短路跳閘信息。
[0085]步驟6:將所述位置信息、過載信息和短路跳閘信息傳送給外部監(jiān)控設(shè)備。
[0086]如圖7所示,所述步驟5中讀取所述位置電平信號(hào)并進(jìn)行處理,獲得所述斷路器QFl的位置信息的具體實(shí)現(xiàn)步驟為:
[0087]步驟SAl:定時(shí)讀取所述位置電平信號(hào)。
[0088]步驟SA2:根據(jù)預(yù)先設(shè)定的處理器輸入端口的高低電平與斷路器QFl的開合位置信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系,修改所述斷路器QFl的位置信息的變量數(shù)值。
[0089]步驟SA3:將修改后的所述位置信息的變量數(shù)值放入處理器的發(fā)送緩沖區(qū)。
[0090]步驟SA4:將所述位置信息的變量數(shù)值傳送給外部監(jiān)控設(shè)備。
[0091]如圖8所示,所述步驟5中讀取所述過載電平信號(hào)并進(jìn)行處理,獲得所述斷路器QFl的過載信息的具體實(shí)現(xiàn)步驟為:
[0092]步驟SBl:定時(shí)讀取所述過載電平信號(hào)。
[0093]步驟SB2:根據(jù)所述過載電平信號(hào)判斷所述斷路器QFl是否工作在過載狀態(tài),若所述斷路器QFl工作在過載狀態(tài),則時(shí)間計(jì)數(shù)器的數(shù)值加1,進(jìn)一步判斷所述時(shí)間計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值是否等于過載限定值,是則判定所述斷路器QFl發(fā)生過載故障,發(fā)出所述斷路器QFl的過載告警信號(hào),否則執(zhí)行步驟SBl ;若所述斷路器QFl沒有工作在過載狀態(tài),則時(shí)間計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值清零。
[0094]步驟SB3:發(fā)出所述斷路器QFl的過載告警信號(hào)后,修改所述斷路器QFl的過載信息的變量數(shù)值,并將修改后的所述過載信息的變量數(shù)值放入處理器的發(fā)送緩沖區(qū)。
[0095]步驟SB4:將所述過載信息的變量數(shù)值傳送給外部監(jiān)控設(shè)備。
[0096]如圖9所示,所述步驟5中捕捉所述短路脈沖信號(hào),并根據(jù)所述位置信息對(duì)所述短路脈沖信號(hào)進(jìn)行處理,獲得所述斷路器QFl的短路跳閘信息的具體實(shí)現(xiàn)步驟為:
[0097]步驟SCl:實(shí)時(shí)捕捉所述短路脈沖信號(hào)。
[0098]步驟SC2:當(dāng)捕捉到所述短路脈沖信號(hào)時(shí),進(jìn)行延遲處理,然后讀取所述斷路器QFl的位置信息,根據(jù)所述斷路器QFl的位置信息判斷所述斷路器QFl是否處于斷開位置,是則判斷所述斷路器QFl發(fā)生短路跳閘,并發(fā)出跳閘告警信號(hào),否則結(jié)束。
[0099]步驟SC3:若所述斷路器QFl發(fā)生短路跳閘,則修改所述斷路器QFl的短路跳閘信息的變量數(shù)值,并將修改后的所述短路跳閘信息的變量數(shù)值放入處理器的發(fā)送緩沖區(qū)。
[0100]步驟SC4:將所述短路跳閘信息的變量數(shù)值傳送給外部監(jiān)控設(shè)備。
[0101]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)裝置,其特征在于,包括斷路器(QFl)、分流器(RSl)、斷路器電流檢測(cè)電路(I)、斷路器過載檢測(cè)電路(2)、斷路器短路檢測(cè)電路(3)、斷路器位置檢測(cè)電路(4)、處理器電路(5)和通信接口電路(6); 所述斷路器(QFl)的正極輸入端連接直流電源的正母線端(HM+),所述斷路器(QFl)的負(fù)極輸入端連接所述分流器(RSl)的一端,所述分流器(RSl)的另一端連接直流電源的負(fù)母線端(HM-),所述斷路器(QFl)的正極輸出端和負(fù)極輸出端為直流負(fù)載端; 所述斷路器電流檢測(cè)電路(I)用于通過所述分流器(RSl)檢測(cè)經(jīng)過所述斷路器(QFl)的工作電流信號(hào),并進(jìn)行放大處理,將經(jīng)過放大處理后的所述工作電流信號(hào)分別輸入到所述斷路器過載檢測(cè)電路(2)和斷路器短路檢測(cè)電路(3)中; 所述斷路器過載檢測(cè)電路(2)用于將所述斷路器(QFl)當(dāng)前的工作電流信號(hào)與預(yù)先設(shè)定過載限定值進(jìn)行比較并判斷,得到過載電平信號(hào),并將所述過載電平信號(hào)輸入到所述處理器電路(5)的電平檢測(cè)端口 ; 所述斷路器短路檢測(cè)電路(3)用于將所述斷路器(QFl)當(dāng)前的工作電流信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的短路限定值進(jìn)行比較并判斷,得到短路脈沖信號(hào),并將所述短路脈沖信號(hào)輸入到所述處理器電路(5)的脈沖捕捉端口 ; 所述斷路器位置檢測(cè)電路(4)用于檢測(cè)所述斷路器(QFl)的位置電平信號(hào),并將所述位置電平信號(hào)輸入到所述處理器電路(5)的位置信號(hào)輸入端口 ; 所述處理器電路(5)用于讀取所述斷路器(QFl)的位置電平信號(hào)和過載電平信號(hào),并對(duì)所述位置電平信號(hào)和過載電平信號(hào)進(jìn)行處理,分別獲得所述斷路器(QFl)的位置信息和過載信息;捕捉所述短路脈沖信號(hào),根據(jù)所述位置信息對(duì)所述短路脈沖信號(hào)并進(jìn)行處理,獲得所述斷路器(QFl)的短路跳閘信息;將所述位置信息、過載信息和短路跳閘信息傳送給所述通信接口電路; 所述通信接口電路(6),用于將所述位置信息、過載信息和短路跳閘信息傳送給外部監(jiān)控設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)裝置,其特征在于,所述斷路器電流檢測(cè)電路(I)包括模擬調(diào)試信號(hào)電路(101)、輸入端保護(hù)電路(102)、差分濾波電路(103)、差分放大電路(104)和分壓電路(105); 所述模擬調(diào)試信號(hào)電路(101)包括第一電阻(Rl)、第二電阻(R2)、第一開關(guān)(SAl)和第二開關(guān)(SA2);所述第一電阻(Rl)的一端接12V電源,另一端通過所述第一開關(guān)(SAl)連接所述斷路器電流檢測(cè)電路(I)的第一輸入端(ini);所述第二電阻(R2)的一端接12V電源,另一端通過所述第二開關(guān)(SA2)連接所述斷路器電流檢測(cè)電路(I)的第一輸入端(ini); 所述輸入端保護(hù)電路(102)包括第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、第一雙向穩(wěn)壓管(VWl)、第二雙向穩(wěn)壓管(VW2)和第一電容(Cl);所述第三電阻(R3)與所述第一電容(Cl)并聯(lián)連接,兩個(gè)并聯(lián)公共端分別連接所述斷路器電流檢測(cè)電路(I)的第一輸入端(ini)和所述斷路器電流檢測(cè)電路(I)的第二輸入端(in2);所述第四電阻(R4)與所述第二雙向穩(wěn)壓管(VW2)并聯(lián)連接,其中一個(gè)并聯(lián)公共端連接所述斷路器電流檢測(cè)電路(I)的第二輸入端(in2),另一并聯(lián)公共端接信號(hào)地;所述第一雙向穩(wěn)壓管(VWl)的一端連接所述斷路器電流檢測(cè)電路(I)的第一輸入端(ini),所述第一雙向穩(wěn)壓管(VWl)的另一端接信號(hào)地; 所述差分濾波電路(103)包括第五電阻(R5)、第六電阻(R6)、第二電容(C2)、第三電容(C3)和第四電容(C4);所述第五電阻(R5)的一端連接所述斷路器電流檢測(cè)電路⑴的第一輸入端(ini),所述第五電阻(R5)的另一端連接所述第二電容(C2)與所述第三電容(C3)的公共連接端,所述第三電容(C3)的另一端連接所述第四電容(C4)的一端并接信號(hào)地,所述第四電容(C4)的另一端連接所述第二電容(C2)與所述第六電阻(R6)的公共連接端,所述第六電阻(R6)的另一端連接所述斷路器電流檢測(cè)電路(1)的第二輸入端(in2); 所述差分放大電路(104)包括第七電阻(R7)、第八電阻(R8)、第九電阻(R9)、第十電阻(R10)、第五電容(C5)、第六電容(C6)和第一運(yùn)算放大器(A1);所述第七電阻(R7)的一端連接所述第五電阻(R5)、第二電容(C2)與第三電容(C3)三者的公共連接端,所述第七電阻(R7)的另一端連接所述第一運(yùn)算放大器(A1)的同相輸入端;所述第五電容(C5)與所述第九電阻(R9)并聯(lián),其中一個(gè)并聯(lián)公共端連接所述第一運(yùn)算放大器(A1)的同相輸入端,另一并聯(lián)公共端接信號(hào)地;所述第八電阻(R8)的一端連接所述第六電阻(R6)、第二電容(C2)與第四電容(C4)三者的公共連接端,所述第八電阻(R8)的另一端連接所述第一運(yùn)算放大器(A1)的反相輸入端;所述第六電容(C6)與所述第十電阻(R10)并聯(lián),其中一個(gè)并聯(lián)公共端連接所述第一運(yùn)算放大器(A1)的反相輸入端,另一并聯(lián)公共端連接所述第一運(yùn)算放大器(A1)的輸出端; 所述分壓電路(105)包括第十一電阻(R11)和第十二電阻(R12);所述第十一電阻(R11)的一端連接所述第一運(yùn)算放大器(A1)的輸出端,所述第十一電阻(R11)的另一端連接所述第十二電阻(R12)的一端,所述第十二電阻(R12)的另一端接信號(hào)地,所述第十一電阻(R11)與所述第十二電阻(R12)連接的公共端為所述斷路器電流檢測(cè)電路(1)的輸出端(outl)ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)裝置,其特征在于,所述斷路器過載檢測(cè)電路(2)包括第十三電阻(R13)、第十四電阻(R14)、第十五電阻(R15)、第十六電阻(R16)、第二運(yùn)算放大器(Α2)和第一穩(wěn)壓二極管(VI);所述第十三電阻(R13)的一端接+5V電源,另一端通過所述第十四電阻(R14)接信號(hào)地,所述第十三電阻(R13)與所述第十四電阻(R14)連接的公共端連接所述第二運(yùn)算放大器(Α2)的反相輸入端;所述第二運(yùn)算放大器(Α2)的同相輸入端為所述斷路器過載檢測(cè)電路(2)的輸入端(in3),所述第二運(yùn)算放大器(A2)的正電源輸入端接+12V電源,所述第二運(yùn)算放大器(A2)的負(fù)電源輸入端接-12V電源,所述第二運(yùn)算放大器(A2)的輸出端連接所述第十五電阻(R15)的一端,所述第十五電阻(R15)的另一端為所述斷路器過載檢測(cè)電路(2)的輸出端(out2);所述第十六電阻(R16)與所述第一穩(wěn)壓二極管(VI)并聯(lián),其中一個(gè)并聯(lián)公共端連接所述斷路器過載檢測(cè)電路(2)的輸出端(out2),另一并聯(lián)公共端接信號(hào)地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)裝置,其特征在于,所述斷路器短路檢測(cè)電路(3)包括第十七電阻(R17)、第十八電阻(R18)、第十九電阻(R19)、第二十電阻(R20)、第三運(yùn)算放大器(A3)、第二穩(wěn)壓二極管(V2)和第一二極管(VD1);所述第十七電阻(R17)的一端接+5V電源,另一端通過所述第十八電阻(R18)接信號(hào)地,所述第十七電阻(R17)與所述第十八電阻(R18)連接的公共端連接所述第三運(yùn)算放大器(A3)的同相輸入端,所述第三運(yùn)算放大器(A3)的反相輸入端為所述斷路器短路檢測(cè)電路(3)的輸入端(in4),所述第三運(yùn)算放大器(A3)的正電源輸入端接+12V電源,所述第三運(yùn)算放大器(A3)的負(fù)電源輸入端接-12V電源,所述第三運(yùn)算放大器(A3)的輸出端連接所述第十九電阻(R19)的一端,所述第十九電阻(R19)的一端連接所述第一二極管(VD1)的負(fù)極,所述第一二極管(VD1)的正極為所述斷路器短路檢測(cè)電路(3)的輸出端(out3),所述第二十電阻(R20)與所述第二穩(wěn)壓二極管(V2)并聯(lián),其中一個(gè)并聯(lián)公共端連接所述第一二極管(VD1)的負(fù)極,另一并聯(lián)公共端接信號(hào)地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)裝置,其特征在于,所述斷路器位置檢測(cè)電路(4)第二十一電阻(R21)、第二十二電阻(R22)、第二二極管(VD2)和光電耦合器(EDI);所述第二十一電阻(R21)的一端為所述斷路器位置檢測(cè)電路(4)的第一輸入端(in5),所述第二十一電阻(R21)的另一端連接所述光電耦合器(EDI)的正極輸入端;所述第二二極管(VD2)的負(fù)極為所述斷路器位置檢測(cè)電路(4)的第二輸入端(in6),所述第二二極管(VD2)的正極連接所述光電耦合器(EDI)的負(fù)極輸入端,所述光電耦合器(EDI)的發(fā)射電極輸出端接信號(hào)地,所述光電耦合器(EDI)的發(fā)射電極輸出端為所述斷路器位置檢測(cè)電路(4)的輸出端(out4);所述第二十二電阻(R22)電阻的一端接+5V電源,另一端接所述光電f禹合器(EDI)的發(fā)射電極輸出端。
6.一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)方法,其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:檢測(cè)經(jīng)過斷路器(QF1)的工作電流信號(hào),對(duì)所述工作電流信號(hào)進(jìn)行放大處理; 步驟2:將步驟1中經(jīng)過處理放大后的所述工作電流信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的過載限定值進(jìn)行比較并判斷,得到過載電平信號(hào); 步驟3:將步驟1中經(jīng)過處理放大后的所述工作電流信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的短路限定值進(jìn)行比較并判斷,得到短路脈沖信號(hào); 步驟4:檢測(cè)所述斷路器(QF1)的位置電平信號(hào); 步驟5:讀取所述位置電平信號(hào)和過載電平信號(hào),并對(duì)所述位置電平信號(hào)和過載電平信號(hào)進(jìn)行處理,分別獲得所述斷路器(QF1)的位置信息和過載信息;捕捉所述短路脈沖信號(hào),根據(jù)所述位置信息對(duì)所述短路脈沖信號(hào)進(jìn)行處理,獲得所述斷路器(QF1)的短路跳閘信息; 步驟6:將所述位置信息、過載信息和短路跳閘信息傳送給外部監(jiān)控設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)方法,其特征在于,所述步驟5中讀取所述位置電平信號(hào)并進(jìn)行處理,獲得所述斷路器(QF1)的位置信息的具體實(shí)現(xiàn)步驟為: 步驟SA1:定時(shí)讀取所述位置電平信號(hào); 步驟SA2:根據(jù)預(yù)先設(shè)定的處理器輸入端口的高低電平與斷路器(QF1)的開合位置信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系,修改所述斷路器(QF1)的位置信息的變量數(shù)值; 步驟SA3:將修改后的所述位置信息的變量數(shù)值放入處理器的發(fā)送緩沖區(qū); 步驟SA4:將所述位置信息的變量數(shù)值傳送給外部監(jiān)控設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)方法,其特征在于,所述步驟5中讀取所述過載電平信號(hào)并進(jìn)行處理,獲得所述斷路器(QF1)的過載信息的具體實(shí)現(xiàn)步驟為: 步驟SB1:定時(shí)讀取所述過載電平信號(hào); 步驟SB2:根據(jù)所述過載電平信號(hào)判斷所述斷路器(QF1)是否工作在過載狀態(tài),若所述斷路器(QF1)工作在過載狀態(tài),則時(shí)間計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值加1,進(jìn)一步判斷所述時(shí)間計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值是否等于過載限定值,是則判定所述斷路器(QF1)發(fā)生過載故障,發(fā)出所述斷路器(QF1)的過載告警信號(hào),否則執(zhí)行步驟SB1 ;若所述斷路器(QF1)沒有工作在過載狀態(tài),則時(shí)間計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值清零; 步驟SB3:發(fā)出所述斷路器(QF1)的過載告警信號(hào)后,修改所述斷路器(QF1)的過載信息的變量數(shù)值,并將修改后的所述過載信息的變量數(shù)值放入處理器的發(fā)送緩沖區(qū); 步驟SB4:將所述過載信息的變量數(shù)值傳送給外部監(jiān)控設(shè)備。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種直流饋線斷路器的信息檢測(cè)方法,其特征在于,所述步驟5中捕捉所述短路脈沖信號(hào),并根據(jù)所述位置信息對(duì)所述短路脈沖信號(hào)進(jìn)行處理,獲得所述斷路器(QF1)的短路跳閘信息的具體實(shí)現(xiàn)步驟為: 步驟SC1:實(shí)時(shí)捕捉所述短路脈沖信號(hào); 步驟SC2:當(dāng)捕捉到所述短路脈沖信號(hào)時(shí),進(jìn)行延遲處理,然后讀取所述斷路器(QF1)的位置信息,根據(jù)所述斷路器(QF1)的位置信息判斷所述斷路器(QF1)是否處于斷開位置,是則判斷所述斷路器(QF1)發(fā)生短路跳閘,并發(fā)出跳閘告警信號(hào),否則結(jié)束; 步驟SC3:若所述斷路器(QF1)發(fā)生短路跳閘,則修改所述斷路器(QF1)的短路跳閘信息的變量數(shù)值,并將修改后的所述短路跳閘信息的變量數(shù)值放入處理器的發(fā)送緩沖區(qū);步驟SC4:將所述短路跳閘信息的變量數(shù)值傳送給外部監(jiān)控設(shè)備。
【文檔編號(hào)】G01R31/327GK104267340SQ201410522081
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】張國(guó)君, 李曉偉, 紀(jì)濤, 馬曉濤, 薛安忠, 楊寧 申請(qǐng)人:煙臺(tái)東方電子玉麟電氣有限公司