本發(fā)明400v配電系統(tǒng)主開關(guān)檔位調(diào)節(jié)控制器及其調(diào)節(jié)控制方法涉及400v配電系統(tǒng)主開關(guān)檔位調(diào)節(jié)控制，特別涉及解決負(fù)荷變動(dòng)較大時(shí)主開關(guān)過負(fù)荷電流定值設(shè)置和控制問題的專用設(shè)備以及調(diào)節(jié)控制方法。

背景技術(shù)：

目前在眾多的小區(qū)或農(nóng)村配電系統(tǒng)中配有數(shù)目龐大的400v配電開關(guān)，受到季節(jié)性或節(jié)日性影響負(fù)荷會(huì)發(fā)生較大變化，實(shí)際運(yùn)行中開關(guān)的選擇存在“兩不靠”問題，即負(fù)荷重時(shí)凸顯出開關(guān)容量不夠，當(dāng)季節(jié)性或節(jié)日性負(fù)荷過后由于負(fù)荷降低會(huì)出現(xiàn)開關(guān)負(fù)荷配置量大于實(shí)際負(fù)荷的情況。目前解決方法主要是根據(jù)負(fù)荷的最大上限來配置開關(guān)，但會(huì)給上下級(jí)開關(guān)的定值配合帶來困難，出現(xiàn)大馬拉小車的尷尬局面。進(jìn)一步如需對(duì)開關(guān)一次電流定值調(diào)整則需切除開關(guān)，導(dǎo)致負(fù)荷斷電。因而急需能在保證系統(tǒng)不斷電的情況下進(jìn)行主開關(guān)過負(fù)荷電流定值的設(shè)置和控制的專用設(shè)備和相應(yīng)的調(diào)節(jié)控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述不足之處提供一種400v配電系統(tǒng)主開關(guān)檔位調(diào)節(jié)控制器和調(diào)節(jié)控制方法；本發(fā)明能在保證系統(tǒng)不斷電的情況下進(jìn)行主開關(guān)一次電流定值設(shè)置，并根據(jù)實(shí)測(cè)的一次電流和上下限閾值的關(guān)系，由投切控制單元控制開關(guān)投切，可有效解決負(fù)荷變動(dòng)較大時(shí)主開關(guān)過負(fù)荷電流定值的設(shè)置問題。

本發(fā)明是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

400v配電系統(tǒng)主開關(guān)檔位調(diào)節(jié)控制器，包括電流定值設(shè)定單元、電流采集單元、報(bào)警顯示單元、投切控制單元和中央處理單元；所述中央處理單元分別與電流定值設(shè)定單元、電流采集單元、報(bào)警顯示單元和投切控制單元相連；

所述電流定值設(shè)定單元包括按鍵組，所述按鍵組與中央處理單元中央處理單元連接構(gòu)成按鍵檢測(cè)回路；

所述報(bào)警顯示單元與中央處理單元連接構(gòu)成報(bào)警顯示回路；

所述投切控制單元與中央處理單元連接構(gòu)成投切控制回路。

所述電流定值設(shè)定單元用于對(duì)中央處理單元中存儲(chǔ)的主開關(guān)過負(fù)荷電流定值設(shè)定。

所述電流采集單元用于將主開關(guān)一次電流轉(zhuǎn)換為供中央處理單元運(yùn)算的數(shù)字量。

所述中央處理單元采用市售的cpu芯片。

所述報(bào)警顯示單元用于當(dāng)主開關(guān)一次電流越限時(shí)報(bào)警顯示。

所述投切控制單元根據(jù)主開關(guān)一次電流是否越限以投切開關(guān)。

所述電流采集單元包括電流互感器、電壓互感器、信號(hào)調(diào)理器、頻率跟蹤器和ad采樣芯片，其中:

所述電流互感器與主開關(guān)進(jìn)線連接構(gòu)成電流檢測(cè)回路；

所述電壓互感器與主開關(guān)進(jìn)線連接構(gòu)成電壓檢測(cè)回路；

所述信號(hào)調(diào)理器第一輸入端與所述電流檢測(cè)回路輸出端連接，信號(hào)調(diào)理器第二輸入端與所述電壓檢測(cè)回路輸出端連接；

所述頻率跟蹤器輸入端與所述電壓檢測(cè)回路輸出端連接，頻率跟蹤器輸出端與中央處理單元連接；

所述ad采樣芯片第一輸入端接所述信號(hào)調(diào)理器輸出端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器第二輸入端與中央處理單元相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出端與中央處理單元相連。

進(jìn)一步的，所述頻率跟蹤器包括前置帶通濾波器、比較器和光耦，帶通濾波器輸入端與所述電壓檢測(cè)回路輸出端連接，所述比較器輸入端與帶通濾波器輸出端相連，所述光耦輸入端與比較器輸出端相連，光耦的輸出端與中央處理單元相連。

400v配電系統(tǒng)主開關(guān)檔位調(diào)節(jié)控制器的控制方法，包括如下步驟：

1）由電流定值設(shè)定單元對(duì)主開關(guān)過負(fù)荷電流定值設(shè)定；

2）電流采集單元實(shí)時(shí)將主開關(guān)一次電流轉(zhuǎn)換為供中央處理單元運(yùn)算的數(shù)字量；

3）中央處理單元對(duì)采樣得到的數(shù)字量進(jìn)行運(yùn)算得到主開關(guān)一次電流實(shí)測(cè)值；

4）中央處理單元將測(cè)量得到的主開關(guān)一次電流值與過負(fù)荷電流定值進(jìn)行比較；

4-1）當(dāng)主開關(guān)一次電流實(shí)測(cè)值大于等于過負(fù)荷電流定值，中央處理單元控制報(bào)警顯示單元中的數(shù)碼管閃爍，同時(shí)報(bào)警器報(bào)警，同時(shí)中央處理單元控制投切控制單元發(fā)出有效信號(hào)使中間繼電器動(dòng)作從而接通控制回路，開關(guān)跳閘，實(shí)現(xiàn)開關(guān)動(dòng)作；

4-2）當(dāng)主開關(guān)一次電流實(shí)測(cè)值小于過負(fù)荷電流定值，報(bào)警顯示單元中的數(shù)碼管不閃爍，報(bào)警器不報(bào)警，投切控制單元不動(dòng)作。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：通過頻率跟蹤器實(shí)時(shí)跟蹤電網(wǎng)頻率，并根據(jù)電網(wǎng)的頻率動(dòng)態(tài)調(diào)整采樣頻率以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電流信號(hào)的同步采樣，使得電流測(cè)量的精度更高；電流定值設(shè)定與一次回路隔離，可以保證現(xiàn)場(chǎng)人員人身安全和系統(tǒng)不斷電的情況下，進(jìn)行主開關(guān)一次電流定值設(shè)置，更加靈活方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明400v配電系統(tǒng)主開關(guān)檔位調(diào)節(jié)控制器的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明的電流采集單元的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明的cpu芯片與ad采樣芯片連接電氣原理實(shí)施例圖；

圖4為本發(fā)明的ad采樣芯片外圍電氣原理實(shí)施例圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明：

如圖1所示，400v配電系統(tǒng)主開關(guān)檔位調(diào)節(jié)控制器包括電流定值設(shè)定單元、報(bào)警顯示單元、投切控制單元、cpu和電流采集單元。所述cpu分別連接所述電流定值設(shè)定單元、電流采集單元、報(bào)警顯示單元、投切控制單元。所述電流定值設(shè)定單元用于對(duì)主開關(guān)過負(fù)荷電流定值設(shè)定，所述電流采集單元用于將主開關(guān)一次電流轉(zhuǎn)換為供cpu運(yùn)算的數(shù)字量，所述報(bào)警顯示單元用于當(dāng)主開關(guān)一次電流越限時(shí)報(bào)警顯示，所述投切控制單元根據(jù)主開關(guān)一次電流是否越限以投切開關(guān)。

如圖2虛線框所示，電流采集單元包括電流互感器、電壓互感器、信號(hào)調(diào)理器、頻率跟蹤器和ad采樣芯片。所述電流互感器與主開關(guān)進(jìn)線連接構(gòu)成電流檢測(cè)回路。所述電壓互感器與主開關(guān)進(jìn)線連接構(gòu)成電壓檢測(cè)回路。所述信號(hào)調(diào)理器第一輸入端與所述電流檢測(cè)回路輸出端連接，信號(hào)調(diào)理器第二輸入端與所述電壓檢測(cè)回路輸出端連接。所述頻率跟蹤器輸入端與所述電壓檢測(cè)回路輸出端連接，頻率跟蹤器輸出端與所述cpu芯片連接。所述ad采樣芯片第一輸入端接所述信號(hào)調(diào)理器輸出端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器第二輸入端接所述cpu芯片，模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出端接所述cpu芯片。

頻率跟蹤器包括：帶通濾波器、比較器、光耦，其中所述帶通濾波器輸入端與所述電壓檢測(cè)回路輸出端連接，所述比較器輸入端接所述帶通濾波器輸出端，所述光耦輸入端接所述比較器輸出端，光耦的輸出接所述cpu芯片。帶通濾波器濾除交流電壓信號(hào)中諧波成分，比較器將濾除諧波成分后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為方波，通過光耦實(shí)現(xiàn)模擬和數(shù)字地的隔離。光耦的輸出接cpu捕獲單元，光耦輸出的方波信號(hào)觸發(fā)cpu捕獲中斷，得到電網(wǎng)電壓周期，進(jìn)而由cpu計(jì)算輸出ad采樣芯片的同步采樣控制信號(hào)。

如圖3所示，cpu芯片與ad采樣芯片連接電氣原理圖，所述cpu芯片為ti公司生產(chǎn)的浮點(diǎn)dsp28335，所述ad采樣芯片采用analogdevice公司生產(chǎn)ad7606，該芯片為16位ad芯片，最多可實(shí)現(xiàn)8個(gè)模擬通道的同步測(cè)量。

如圖4所示，ad7606采樣芯片外圍電氣原理圖。

下面舉例說明本發(fā)明的報(bào)警顯示單元和投切控制單元局部判斷過程：

if(ten_cyc_cnt_flag==1)

{

cal_ten_cyc_rms();

display(i_dis,float_to_dis(ia_rms));

display(u_dis,float_to_dis(ua_rms));

if(ia_rms>current_alarm)

{

spi_xmit(dig_blink_clt_l,current_flash1);//閃爍報(bào)警

spi_xmit(dig_blink_clt_h,current_flash2);

switch_off();//開關(guān)切除

}

else

{

spi_xmit(dig_blink_clt_l,00);//不閃爍

spi_xmit(dig_blink_clt_h,00);

}

}

電流定值設(shè)定單元設(shè)定的主開關(guān)一次電流定值為current_alarm。電流互感器對(duì)主開關(guān)一次電流進(jìn)行線性轉(zhuǎn)換，信號(hào)調(diào)理器對(duì)互感器二次電流信號(hào)放大后傳輸至ad7606采樣芯片，頻率跟蹤器實(shí)時(shí)跟蹤主開關(guān)一次電壓頻率，由dsp28335捕獲單元計(jì)算得到并輸出同步采樣控制信號(hào)進(jìn)行采樣，dsp28335芯片對(duì)ad7606采樣芯片輸出量做數(shù)據(jù)處理，得到主開關(guān)一次電流值ia_rms。當(dāng)ia_rms>current_alarm時(shí)，報(bào)警顯示單元閃爍報(bào)警，接著通過swich_off函數(shù)控制投切控制單元發(fā)出有效信號(hào)使中間繼電器動(dòng)作，從而接通控制回路，開關(guān)跳閘，實(shí)現(xiàn)開關(guān)動(dòng)作。

綜上所述，本發(fā)明能在系統(tǒng)不斷電的情況下進(jìn)行主開關(guān)一次電流定值設(shè)置，并根據(jù)實(shí)測(cè)的一次電流和上下限閾值的關(guān)系，由投切控制單元控制開關(guān)投切，可有效解決負(fù)荷變動(dòng)較大時(shí)主開關(guān)過負(fù)荷電流定值的設(shè)置問題。