專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于自動(dòng)重合閘控制器的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路控制，特別是涉及一種用于自動(dòng)重合閘控制器的控制方法。
背景技術(shù)：
在供配電系統(tǒng)中，有大量無(wú)人值守的低壓配電柜，失壓(欠壓)時(shí)低壓斷路 器跳閘，失壓跳閘中有的是瞬時(shí)性故障(例如雷擊)，也有的是上級(jí)供電線(xiàn)路 停電。失壓跳閘后必須等待人員去合閘，造成停電時(shí)間長(zhǎng)，增加了工作量。
目前，少數(shù)具有自動(dòng)重合閘功能的產(chǎn)品，只是針對(duì)特定的開(kāi)關(guān)，通用性不 強(qiáng)，并且在控制方法不能辨別各種跳閘的情況，比如在低壓斷路器輸出過(guò)負(fù)載， 乃至短路時(shí)，不能分辨確定，自動(dòng)重合閘有可能導(dǎo)致故障擴(kuò)大，造成嚴(yán)重后果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而 提供一種用于自動(dòng)重合閘控制器的控制方法。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn) 一種用于自動(dòng)重合閘控制器 的控制方法，其特征在于，包括以下步驟
1) 重合閘控制器初始化；
2) 分合閘檢測(cè)電路檢測(cè)低壓斷路器是否處于分閘狀態(tài)，若是，則執(zhí)行步 驟3);若否，則執(zhí)行步驟7);
3) 控制器中的微處理器從其停電記憶存儲(chǔ)裝置中讀取指令
4) 是否為重合閘指令，若是則執(zhí)行步驟5);若否，則執(zhí)行閉鎖動(dòng)作，并 執(zhí)行步驟15);
5) 微處理器檢測(cè)電壓變化率檢測(cè)模塊輸出的三相電壓UA、 UB、 UC是否 正常，若是，則執(zhí)行步驟6);若否，繼續(xù)執(zhí)行步驟5);6) 微處理器指令重合閘動(dòng)作執(zhí)行電路執(zhí)行重合閘動(dòng)作；
7) 微處理器檢測(cè)收到的三相電壓變化率是否異常，若是，則執(zhí)行步驟8); 若否，則執(zhí)行步驟9);
8) 寫(xiě)入故障標(biāo)志到停電記憶裝置中，并執(zhí)行步驟IO);
9) 清除停電記憶裝置中的標(biāo)志，并執(zhí)行步驟IO);
10) 分合閘檢測(cè)電路檢測(cè)斷路器是否處于分閘狀態(tài)，若是，則執(zhí)行步驟11); 若否，則返回步驟2);
11) 檢測(cè)停電記憶裝置中是否有故障標(biāo)志，若是，則執(zhí)行步驟12);若否， 則執(zhí)行步驟13);
12) 寫(xiě)入閉鎖指令到停電記憶裝置中，執(zhí)行步驟16);
13) 檢測(cè)三相電壓是否低于正常電壓，若是，則執(zhí)行步驟14);若否，則 執(zhí)行步驟12);
14) 寫(xiě)入重合閘指令到停電記憶裝置中，返回步驟2);
15) 控制器檢測(cè)斷路器是否處于合閘狀態(tài)，若是，則執(zhí)行步驟16)，若否， 繼續(xù)執(zhí)行步驟15);
16) 清除停電記憶裝置中的閉鎖指令，返回步驟7)。 所述的自動(dòng)重合閘控制器包括信號(hào)輸入單元、信號(hào)處理單元、信號(hào)輸出單
元、供電單元；所述的信號(hào)輸入單元與低壓斷路器相連接，所述的信號(hào)處理單
元與信號(hào)輸入單元、信號(hào)輸出單元相連接，所述的供電單元與信號(hào)輸入單元、 信號(hào)處理單元相連接。
所述的信號(hào)輸入單元包括 電壓變化率檢測(cè)模塊；
包括有光電耦合器GU1、電阻R2、 R3、發(fā)光二極管LED2的分合閘檢測(cè) 電路；
包括有光電耦合器GU2、電阻R4、 R5、 二極管D1的輸出端通斷電檢測(cè)電
路；
包括有排阻RP、撥動(dòng)開(kāi)關(guān)K1、 K2、 K3、 K4的時(shí)間設(shè)定電路； 所述的電壓變化率檢測(cè)模塊的AIN腳、BIN腳、CIN腳、N腳分別與低壓 斷路器的A相端、B相端、C相端、N端連接；所述的光電耦合器GUI中的發(fā)光二極管正極經(jīng)電阻R3后與輔助接點(diǎn)Fl 相連接，該接點(diǎn)與C相端相連接，負(fù)極與N端連接，發(fā)光二極管LED2接在光 電耦合器GUI中的發(fā)光二極管的正負(fù)極之間，所述的光電耦合器GUI中的三 極管的發(fā)射極接地，集電極經(jīng)電阻R2后接5V電源；
所述的光電耦合器GU2中的發(fā)光二極管正極經(jīng)電阻R4后與C相端相連 接，負(fù)極與N端連接，二極管D1接在光電耦合器GU2中的發(fā)光二極管的正負(fù) 極之間，所述的光電耦合器GU2中的三極管的發(fā)射極接地，集電極經(jīng)電阻R5 后接5V電源；
所述的排阻RP —端接5V電源，另一端分別與撥動(dòng)開(kāi)關(guān)Kl、 K2、 K3、 K4相連接。
所述的信號(hào)處理單元包括 微處理器IC3;
包括有電容C1和電阻R1的上電復(fù)位電路； 包括有電容C2、 C3、晶振XT的主振頻率供給電路；
所述的微處理器IC3的引腳3、 4、 5分別與電壓變化率檢測(cè)模塊的ADO 腳、ADO腳、CDO腳相連接，引腳12與光電耦合器GU1中的三極管的集電 極相連接，引腳14與光電耦合器GU2中的三極管的集電極相連接，引腳15、 16分別電壓變化率檢測(cè)模塊的SDO腳、SDI腳相連接；
所述的電容C1接地后與電阻R1的一端以及微處理器IC3的引腳1相連接， 該電阻R1的另一端接5V電源；
所述的電容C2、 C3接地后與微處理器IC3的引腳9、 IO相連接，該引腳 9、 IO之間接晶振XT。
所述的信號(hào)輸出單元包括
包括有電阻R6、三極管Q2、繼電器J2的儲(chǔ)能動(dòng)作執(zhí)行電路； 包括有電阻R7、三極管Q1、繼電器Jl的重合閘動(dòng)作執(zhí)行電路； 包括有電阻R9、三極管Q3、繼電器J3的報(bào)警動(dòng)作執(zhí)行電路； 包括有電阻R8、 RIO、三極管Q4、發(fā)光二極管LED1和蜂鳴器FM的聲光 報(bào)警電路；
所述的電阻R6與微處理器IC3的引腳17連接后與三極管Q2的基極相連接，所述的三極管Q2的發(fā)射極接地，集電極與繼電器J2連接后接12V電源； 所述的電阻R7與微處理器IC3的引腳18連接后與三極管Q1的基極相連接， 所述的三極管Ql的發(fā)射極接地，集電極與繼電器Jl連接后接12V電源；所述 的電阻R9與微處理器IC3的引腳21連接后與三極管Q3的基極相連接，所述 的三極管Q3的發(fā)射極接地，集電極與繼電器J3連接后接12V電源；所述的電 阻R10與微處理器IC3的引腳22連接后與三極管Q4的基極相連接，所述的三 極管Q4的發(fā)射極接地，所述的電阻R8接12V電源后經(jīng)發(fā)光二極管LED1后 與三極管Q4的集電極相連接，所述的蜂鳴器FM接12V電源后與三極管Q4 的集電極相連接。
所述的供電單元包括開(kāi)關(guān)K0、壓敏電阻YM、變壓器TO、橋式整流器ZDO、 電容C4、 C5、 C6、 C7、 C8、 C9、 CIO、電感LO、集成穩(wěn)壓器IC1、 IC2，所述 的變壓器TO的一次線(xiàn)圈的兩端分別與開(kāi)關(guān)K0的一端、低壓斷路器的N端相 連接，所述的開(kāi)關(guān)KO的另一端與低壓斷路器的C相端相連接，所述的壓敏電 阻YM連接與一次線(xiàn)圈的兩端，所述的變壓器T0與橋式整流器ZDO、集成穩(wěn) 壓器IC1、 IC2構(gòu)成5V和12V的穩(wěn)壓電源，其中連接有電容C4、 C5、 C6、 C7、 C8，用于抗干擾及濾波；所述的電容C9、 C10的一端與5V電源連接后與微處 理器IC3的引腳20相連接，電容C9、 C10的另一端以及微處理器IC3的引腳 19均接地。
所述的電壓變化率檢測(cè)模塊包括輸入端口、電壓變換單元、信號(hào)處理輸出 單元、輸出端口，所述的輸入端口、電壓變換單元、信號(hào)處理輸出單元和輸出 端口相互連接；三相電壓經(jīng)輸入端口給電壓變換單元，電壓變換單元將電壓按 比例變換成可供信號(hào)處理輸出單元處理的低電壓信號(hào)，由信號(hào)處理輸出單元對(duì) 信號(hào)進(jìn)行處理運(yùn)算后，將電壓變化率信號(hào)經(jīng)輸出端口輸出。
所述的低壓斷路器跳閘時(shí)，分合閘檢測(cè)電路將跳閘信號(hào)通知微處理器IC3 的引腳12，同時(shí)微處理器IC3對(duì)輸入到引腳3、 4、 5的三相電壓UA、 UB、 UC進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，判斷是否發(fā)生欠壓、失壓故障，若是，則微處理器IC3將 自動(dòng)重合閘指令寫(xiě)入停電記憶EEPROM。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的方法使得控制器能分辨各種跳閘情況，并 做出正確的處理，提高了供電可靠性，減少了工作量。


圖1為本發(fā)明的流程圖2為本發(fā)明的自動(dòng)重合閘控制器的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的自動(dòng)重合閘控制器的電壓變化率檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1 3所示， 一種用于自動(dòng)重合閘控制器的控制方法，包括以下步驟
1) 重合閘控制器初始化；
2) 分合閘檢測(cè)電路檢測(cè)低壓斷路器是否處于分閘狀態(tài)，若是，則執(zhí)行步 驟3);若否，則執(zhí)行步驟7);
3) 控制器中的微處理器從其停電記憶存儲(chǔ)裝置中讀取指令
4) 是否為重合閘指令，若是則執(zhí)行步驟5);若否，則執(zhí)行閉鎖動(dòng)作，并 執(zhí)行步驟15);
5) 微處理器檢測(cè)電壓變化率檢測(cè)模塊輸出的三相電壓UA、 UB、 UC是否 正常，若是，則執(zhí)行步驟6);若否，繼續(xù)執(zhí)行步驟5);
6) 微處理器指令重合閘動(dòng)作執(zhí)行電路執(zhí)行重合閘動(dòng)作；
7) 微處理器檢測(cè)收到的三相電壓變化率是否異常，若是，則執(zhí)行步驟8); 若否，則執(zhí)行步驟9);
8) 寫(xiě)入故障標(biāo)志到停電記憶裝置中，并執(zhí)行步驟IO);
9) 清除停電記憶裝置中的標(biāo)志，并執(zhí)行步驟IO);
10) 分合閘檢測(cè)電路檢測(cè)斷路器是否處于分閘狀態(tài)，若是，則執(zhí)行步驟11); 若否，則返回步驟2);
11) 檢測(cè)停電記憶裝置中是否有故障標(biāo)志，若是，則執(zhí)行步驟12);若否， 則執(zhí)行步驟13);
12) 寫(xiě)入閉鎖指令到停電記憶裝置中，執(zhí)行步驟16);
13) 檢測(cè)三相電壓是否低于正常電壓，若是，則執(zhí)行步驟14);若否，則 執(zhí)行步驟12);14) 寫(xiě)入重合鬧指令到停電記憶裝置中，返回步驟2);
15) 控制器檢測(cè)斷路器是否處于合閘狀態(tài)，若是，則執(zhí)行步驟16)，若否，
繼續(xù)執(zhí)行步驟15);
16) 清除停電記憶裝置中的閉鎖指令，返回步驟7)。 所述的自動(dòng)重合閘控制器包括信號(hào)輸入單元、信號(hào)處理單元、信號(hào)輸出單
元、供電單元；所述的信號(hào)輸入單元與低壓斷路器相連接，所述的信號(hào)處理單
元與信號(hào)輸入單元、信號(hào)輸出單元相連接，所述的供電單元與信號(hào)輸入單元、 信號(hào)處理單元相連接。
所述的信號(hào)輸入單元包括電壓變化率檢測(cè)模塊；包括有光電耦合器GU1、 電阻R2、 R3、發(fā)光二極管LED2的分合閘檢測(cè)電路；包括有光電耦合器GU2、 電阻R4、 R5、 二極管D1的輸出端通斷電檢測(cè)電路；包括有排阻RP、撥動(dòng)開(kāi) 關(guān)K1、 K2、 K3、 K4的時(shí)間設(shè)定電路；所述的電壓變化率檢測(cè)模塊的AIN腳、 BIN腳、CIN腳、N腳分別與低壓斷路器的A相端、B相端、C相端、N端連 接；所述的光電耦合器GUI中的發(fā)光二極管正極經(jīng)電阻R3后與輔助接點(diǎn)Fl 相連接，該接點(diǎn)與C相端相連接，負(fù)極與N端連接，發(fā)光二極管LED2接在光 電耦合器GU1中的發(fā)光二極管的正負(fù)極之間，所述的光電耦合器GU1中的三 極管的發(fā)射極接地，集電極經(jīng)電阻R2后接5V電源；所述的光電耦合器GU2 中的發(fā)光二極管正極經(jīng)電阻R4后與C相端相連接，負(fù)極與N端連接，二極管 Dl接在光電耦合器GU2中的發(fā)光二極管的正負(fù)極之間，所述的光電耦合器 GU2中的三極管的發(fā)射極接地，集電極經(jīng)電阻R5后接5V電源；所述的排阻 RP —端接5V電源，另一端分別與撥動(dòng)開(kāi)關(guān)Kl、 K2、 K3、 K4相連接；所述 的信號(hào)處理單元包括微處理器IC3;包括有電容C1和電阻R1的上電復(fù)位電 路；包括有電容C2、 C3、晶振XT的主振頻率供給電路；所述的微處理器IC3 的引腳3、 4、 5分別與電壓變化率檢測(cè)模塊的ADO腳、ADO腳、CDO腳相連 接，引腳12與光電耦合器GU1中的三極管的集電極相連接，引腳14與光電耦 合器GU2中的三極管的集電極相連接，引腳15、 16分別電壓變化率檢測(cè)模塊 的SDO腳、SDI腳相連接；所述的電容C1接地后與電阻R1的一端以及微處 理器IC3的引腳1相連接，該電阻R1的另一端接5V電源；所述的電容C2、 C3接地后與微處理器IC3的引腳9、 IO相連接，該引腳9、 IO之間接晶振XT;所述的信號(hào)輸出單元包括包括有電阻R6、三極管Q2、繼電器J2的儲(chǔ)能動(dòng)作 執(zhí)行電路；包括有電阻R7、三極管Q1、繼電器Jl的重合閘動(dòng)作執(zhí)行電路；包 括有電阻R9、三極管Q3、繼電器J3的報(bào)警動(dòng)作執(zhí)行電路；包括有電阻R8、 RIO、三極管Q4、發(fā)光二極管LED1和蜂鳴器FM的聲光報(bào)警電路；所述的電 阻R6與微處理器IC3的引腳17連接后與三極管Q2的基極相連接，所述的三 極管Q2的發(fā)射極接地，集電極與繼電器J2連接后接12V電源；所述的電阻 R7與微處理器IC3的引腳18連接后與三極管Ql的基極相連接，所述的三極 管Q1的發(fā)射極接地，集電極與繼電器J1連接后接12V電源；所述的電阻R9 與微處理器IC3的引腳21連接后與三極管Q3的基極相連接，所述的三極管 Q3的發(fā)射極接地，集電極與繼電器J3連接后接12V電源；所述的電阻R10與 微處理器IC3的引腳22連接后與三極管Q4的基極相連接，所述的三極管Q4 的發(fā)射極接地，所述的電阻R8接12V電源后經(jīng)發(fā)光二極管LED1后與三極管 Q4的集電極相連接，所述的蜂鳴器FM接12V電源后與三極管Q4的集電極相 連接；所述的供電單元包括開(kāi)關(guān)K0、壓敏電阻YM、變壓器T0、橋式整流器 ZDO、電容C4、 C5、 C6、 C7、 C8、 C9、 CIO、電感L0、集成禾急壓器IC1、 IC2， 所述的變壓器T0的一次線(xiàn)圈的兩端分別與開(kāi)關(guān)K0的一端、低壓斷路器的N 端相連接，所述的開(kāi)關(guān)K0的另一端與低壓斷路器的C相端相連接，所述的壓 敏電阻YM連接與一次線(xiàn)圈的兩端，所述的變壓器T0與橋式整流器ZDO、集 成穩(wěn)壓器IC1、 IC2構(gòu)成5V和12V的穩(wěn)壓電源，其中連接有電容C4、 C5、 C6、 C7、 C8，用于抗干擾及濾波；所述的電容C9、 C10的一端與5V電源連接后與 微處理器IC3的引腳20相連接，電容C9、 C10的另一端以及微處理器IC3的 引腳19均接地；所述的電壓變化率檢測(cè)模塊包括輸入端口、電壓變換單元、 信號(hào)處理輸出單元、輸出端口，所述的輸入端口、電壓變換單元、信號(hào)處理輸 出單元和輸出端口相互連接；三相電壓經(jīng)輸入端口給電壓變換單元，電壓變換
單元將電壓按比例變換成可供信號(hào)處理輸出單元處理的低電壓信號(hào)，由信號(hào)處 理輸出單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理運(yùn)算后，將電壓變化率信號(hào)經(jīng)輸出端口輸出；所述 的低壓斷路器跳閘時(shí)，分合閘檢測(cè)電路將跳閘信號(hào)通知微處理器IC3的引腳12， 同時(shí)微處理器IC3對(duì)輸入到引腳3、 4、 5的三相電壓UA、 UB、 UC進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換，判斷是否發(fā)生欠壓、失壓故障，若是，則微處理器IC3將自動(dòng)重合閘指令寫(xiě)入停電記憶EEPROM。
1. 信號(hào)輸入部分由四部分組成-
a) CFU電壓變化率檢測(cè)模塊。該模塊輸入工業(yè)電網(wǎng)中三相電壓，輸出對(duì)應(yīng) 的三個(gè)直流電壓UA， UB， UC，同時(shí)，通過(guò)串行口 SDI、 SDO輸出三相電壓 變化率d(ua)/dt， d(ub)/dt， d(uc)/dt，的數(shù)字信號(hào)，供給信號(hào)處理芯片IC3。
b) 分合閘檢測(cè)電路。由光電耦合器GU1及電阻R2，R3;發(fā)光二極管LED2 構(gòu)成。
當(dāng)?shù)蛪簲嗦菲鞣珠l時(shí)，其輔助接點(diǎn)Fl接通電源，R3限制電流，使GUI 導(dǎo)通，LED2發(fā)光，GUI的CO端輸出低電平。當(dāng)?shù)蛪簲嗦菲骱祥l時(shí)，其輔助 接點(diǎn)F1分?jǐn)嚯娫?，GU1截止，LED2熄滅，R2上拉高電平，GUI的CO端輸 出高電平。供給信號(hào)處理芯片IC3。
c) 輸出端通斷電檢測(cè)電路。由光電耦合器GU2及電阻R4， R5; 二極管 Dl構(gòu)成。
當(dāng)?shù)蛪簲嗦菲骱祥l時(shí)，其輸出端有電，R4限制電流，使GU2導(dǎo)通，GU2 的CO端輸出低電平。當(dāng)?shù)蛪簲嗦菲鞣珠l時(shí)，其輸出端失電，GU2截止，R5 上拉高電平，GU2的CO端輸出高電平。供給信號(hào)處理芯片IC3。
d) 時(shí)間設(shè)定電路。由排阻RP及撥動(dòng)開(kāi)關(guān)K1， K2， K3， K4構(gòu)成。
Kl， K2， K3， K4不同位置，代表不同延時(shí)時(shí)間的設(shè)定。排阻RP上拉高 電平。
2. 信號(hào)處理部分由微處理器IC3、電阻R1、電容C1、 C2、 C3和晶振XT組成。
XT、 C2、 C3供給IC3主振頻率。電容C1、電阻R1為上電復(fù)位電路。 IC3是高性能、CMOS單片微處理器，具有增強(qiáng)內(nèi)核架構(gòu)，其工作頻率達(dá)
40 MHz，具有16位寬的指令集、硬件乘法器，集成了 10位(A/D)模數(shù)轉(zhuǎn)
換器。并有停電記憶的EEPROM。
3. 輸出部分電阻R6、三極管Q2、繼電器J2，執(zhí)行儲(chǔ)能動(dòng)作。電阻R7、 三極管Q1、繼電器J1，執(zhí)行重合閘動(dòng)作。電阻R9、三極管Q3、繼電器J3， 執(zhí)行報(bào)警動(dòng)作。電阻R8、 RIO、三極管Q4、發(fā)光二極管LED1，蜂鳴器FM發(fā) 出聲光報(bào)警。4.電源部分，由變壓器T0、橋式整流器ZD0、集成穩(wěn)壓器IC1、 IC2、壓 敏電阻YM、電容C4 C10和電感L0組成。
YM為電壓保護(hù)器件，保護(hù)電源不受超電壓的損壞。TO、 ZD0和IC1、 IC2 構(gòu)成12V和5V穩(wěn)壓電源，供本控制器使用。C5起濾波作用，其余電容和電感 起抗干擾作用。
當(dāng)?shù)蛪簲嗦菲魈l，分合閘檢測(cè)電路將跳閘信號(hào)通知微處理器IC3一RC1 口，同時(shí)，IC3對(duì)輸入到RA1、 RA2、 RA3 口的三相電壓UA， UB, UC進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換，判斷是否發(fā)生欠壓、失壓故障，如果發(fā)生了欠壓、失壓故障，IC3 將自動(dòng)重合閘的指令寫(xiě)入停電記憶EEPROM。
如果未發(fā)生欠壓、失壓故障，IC3將判斷在跳閘前瞬間輸入到IC3_SDI、 SDO 口的三相電壓變化率d(ua)/dt， d(ub)/dt， d(uc)/dt是否異常，是否為負(fù)向且 大于某設(shè)定值足夠長(zhǎng)時(shí)間。斷路器輸出電壓大幅下降意味著過(guò)負(fù)載，乃至短路 的發(fā)生；因此，如果電壓變化率出現(xiàn)異常，確定為斷路器負(fù)載出現(xiàn)過(guò)負(fù)載、短 路的故障，此時(shí)將禁止自動(dòng)重合閘的閉鎖指令寫(xiě)入記憶EEPROM。如果電壓變 化率未出現(xiàn)異常，而且三相電壓UA， UB， UC正常，那么斷路器跳閘的原因， 是人為操作分閘，IC3將禁止自動(dòng)重合閘的閉鎖指令寫(xiě)入EEPROM。
如果是電網(wǎng)三相電壓欠壓、失壓造成斷路器跳閘，在三相電壓恢復(fù)正常后， IC3讀取保存在EEPROM中的自動(dòng)重合閘的指令，并判定UA， UB， UC均大 于額定電壓的85%時(shí)，按設(shè)定的時(shí)間開(kāi)始延時(shí)，在延時(shí)過(guò)程中，IC3一RB1 口送 出高電平,經(jīng)R8、 RIO、 Q4、驅(qū)動(dòng)LED1， FM發(fā)出聲光報(bào)警。在延時(shí)過(guò)程中， 三相電壓應(yīng)始終為正常電壓，否則IC3將停止計(jì)時(shí)，直到電壓正常再重新開(kāi)始 延時(shí)；延時(shí)結(jié)束時(shí)，IC3發(fā)出合閘指令，RC6 口送出高電平，經(jīng)R7、 Ql驅(qū)動(dòng) 繼電器J1，執(zhí)行合閘動(dòng)作。通過(guò)輸出端通斷電檢測(cè)電路，IC3—RC3 口輸入低電 平,確定斷路器已合閘，再發(fā)出停止合閘指令。如果重合閘失敗，斷路器未能按 預(yù)期合閘，IC3將發(fā)出二次延時(shí)、重合閘的指令。如果二次重合閘失敗，IC3 發(fā)出報(bào)警指令，RB0 口送出高電平，經(jīng)RIO、 Q3驅(qū)動(dòng)繼電器J3，執(zhí)行報(bào)警動(dòng) 作。
有預(yù)儲(chǔ)能的斷路器，沒(méi)有預(yù)儲(chǔ)能將不能合閘。IC3一RC5 口經(jīng)電阻R6、三 極管Q2、繼電器J2，執(zhí)行儲(chǔ)能動(dòng)作。保證斷路器可靠合閘。如圖3所示，電壓變化率檢測(cè)器，包括輸入端口、電壓變換單元、信號(hào)處 理輸出單元、輸出端口，所述的輸入端口、電壓變換單元、信號(hào)處理輸出單元 和輸出端口相互連接；工業(yè)電網(wǎng)中三相電壓經(jīng)輸入端口給電壓變換單元，電壓
變換單元將電壓按比例變換成可供信號(hào)處理輸出單元處理的低電壓信號(hào)，由信 號(hào)處理輸出單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理運(yùn)算后，將電壓變化率信號(hào)經(jīng)輸出端口輸出。
所述的輸入端口包括三相電壓輸入端AIN、 BIN、 CIN以及零線(xiàn)端N;所 述的電壓變換單元包括電壓保護(hù)器件YA、 YB、 YC以及電壓變換器T，所述 的電壓變換器T包括環(huán)狀的磁芯，該磁芯上繞有三組線(xiàn)圈，每組線(xiàn)圈分別由一 次線(xiàn)圈及二次線(xiàn)圈構(gòu)成；所述的信號(hào)處理輸出單元包括16位的數(shù)字信號(hào)控制 器、上電復(fù)位電路、主振頻率提供電路、工作狀態(tài)指示電路；所述的上電復(fù)位 電路、主振頻率提供電路和工作狀態(tài)指示電路均與數(shù)字信號(hào)控制器連接；所述 的輸出端口包括模擬電壓輸出端口 ADO、 BDO、 CDO，三相電壓變化率的數(shù) 字信號(hào)串行輸出端口 SDI、 SDO，以及通訊端口 TX、 RX;所述的三相電壓輸 入端AIN與電壓保護(hù)器件YA的一端以及一次線(xiàn)圈TA1的一端連接，電壓保 護(hù)器件YA的另一端以及一次線(xiàn)圈TA1的另一端均與零線(xiàn)端N連接，同線(xiàn)圈組 的TA2的一端與數(shù)字信號(hào)控制器的引腳2連接，其另一端接地；所述的三相電 壓輸入端BIN與電壓保護(hù)器件YB的一端以及一次線(xiàn)圈TB1的一端連接，電壓 保護(hù)器件YB的另一端以及一次線(xiàn)圈TB1的另一端均與零線(xiàn)端N連接，同線(xiàn)圈 組的TB2的一端與數(shù)字信號(hào)控制器的引腳3端連接，其另一端接地；三相電壓 輸入端CIN與電壓保護(hù)器件YC的一端以及一次線(xiàn)圈TC1的一端連接，電壓保 護(hù)器件YC的另一端以及一次線(xiàn)圈TC1的另一端均與零線(xiàn)端N連接，同線(xiàn)圈組 的TC2的一端與數(shù)字信號(hào)控制器的引腳4端連接，其另一端接地；所述的數(shù)字 信號(hào)控制器的引腳5以及引腳24均接地，引腳17、引腳25與+ 5V電壓端連 接，引腳16與一5V電壓端連接，引腳23依次與電阻R3、 R4串聯(lián)后與模擬電 壓輸出端口 ADO連接，電阻R4兩端分別連接有電容C4、 C5，電容C4、 C5 均與一5V電壓端連接，引腳21依次與電阻R5、 R6串聯(lián)后與模擬電壓輸出端 口BDO連接，電阻R6兩端分別連接有電容C6、 C7，電容C6、 C7均與一5V 電壓端連接，引腳19依次與電阻R7、 R8串聯(lián)后與模擬電壓輸出端口 CDO連 接，電阻R8兩端分別連接有電容C8、 C9，電容C8、 C9均與一5V電壓端連接，引腳14、 15分別與端口SDI、 SDO連接，引腳8、 9分別與通訊端口TX、 RX連接；所述的上電復(fù)位電路包括電容Cl、電阻R1，電容C1和電阻R1的 一端均與5V電壓源連接，電容C1的另一端接地，電阻R1的另一端與數(shù)字信 號(hào)控制器的引腳26連接；所述的主振頻率提供電路包括電容C2、 C2、晶振 XT，電容C2、 C2的一端均接地，其另一端分別于數(shù)字信號(hào)控制器的引腳6、 7 連接，該引腳6、 7之間連接有晶振XT;所述的工作狀態(tài)指示電路包括電阻 R2、 LED指示燈，電阻R2的一端與數(shù)字信號(hào)控制器的引腳U連接，其另一 端與LED指示燈連接后接地；所述的電壓保護(hù)器件采用壓敏電阻；所述的磁芯 采用超微晶材料，磁芯采用環(huán)氧樹(shù)脂封裝。 其中-
1. 電壓變換部分由YA， YB， YC及T組成。YA， YB， YC為電壓保護(hù) 器件，保護(hù)本模塊不受超電壓的損壞。T為專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制作的變換器，將工業(yè)電 網(wǎng)中三相電壓按比例變換成可供芯片處理的低電壓信號(hào)。
變換器T的磁芯采用超微晶材料制成。超微晶材料制作變換器有著獨(dú)特的 優(yōu)異性
a) 非常低的鐵損，非常高的飽和磁通密度，足夠高的磁導(dǎo)率。
b) 工作溫度高，在-4(TC +120'C范圍內(nèi)，特性不隨溫度變化。
c) 磁芯由環(huán)氧樹(shù)脂封裝，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。
變換器T的線(xiàn)圈參數(shù)經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)。 一次線(xiàn)圈具有良好的絕緣性能，最佳 的電流密度，較小的占用體積； 一次線(xiàn)圈和二次線(xiàn)圈具有良好的匹配。
這樣保證了在環(huán)境溫度變化并電壓大幅度、急劇變化時(shí)輸出信號(hào)不失真、 無(wú)滯后。
2. 信號(hào)運(yùn)算、處理和輸出部分，由IC、 C1 C9， R1 R8、 XT和LED 組成。其中IC為16位數(shù)字信號(hào)控制器(DSC)，對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn) 換，變化率du/dt運(yùn)算和轉(zhuǎn)換輸出。其輸出方式有三種
a) 通過(guò)SDI、 SDO 口將變化率du/dt的數(shù)字信號(hào)串行輸出給其它器件。
b) 通過(guò)TX、 RX 口與其它設(shè)備進(jìn)行通訊。
c) 經(jīng)D/A變換輸出模擬電壓信號(hào)。
IC具有12位A/D轉(zhuǎn)換能力，其分辨率為1/4096;最小50ns運(yùn)算時(shí)間，16位數(shù)字處理能力，高階數(shù)字濾波器，保證了足夠高的精度。IC具有足夠多
的EEPROM，即使停電，數(shù)據(jù)仍可保存。
其中變化率du/dt運(yùn)算采用基于泰勒級(jí)數(shù)的離散數(shù)值微分。
電容C1、電阻R1為上電復(fù)位電路，電容C2、 C3和晶振XT供給IC主振頻率。
電阻R2和發(fā)光二極管LED指示工作狀態(tài)。
高精度電壓變化率檢測(cè)模塊封裝成一個(gè)整體器件，引腳為標(biāo)準(zhǔn)2.54mm腳 距，以便于使用。
權(quán)利要求
1. 一種用于自動(dòng)重合閘控制器的控制方法，其特征在于，包括以下步驟1)重合閘控制器初始化；2)分合閘檢測(cè)電路檢測(cè)低壓斷路器是否處于分閘狀態(tài)，若是，則執(zhí)行步驟3)；若否，則執(zhí)行步驟7)；3)控制器中的微處理器從其停電記憶裝置中讀取指令4)是否為重合閘指令，若是則執(zhí)行步驟5)；若否，則執(zhí)行閉鎖動(dòng)作，并執(zhí)行步驟15)；5)微處理器檢測(cè)電壓變化率檢測(cè)模塊輸出的三相電壓UA、UB、UC是否正常，若是，則執(zhí)行步驟6)；若否，繼續(xù)執(zhí)行步驟5)；6)微處理器指令重合閘動(dòng)作執(zhí)行電路執(zhí)行重合閘動(dòng)作；7)微處理器檢測(cè)收到的三相電壓變化率是否異常，若是，則執(zhí)行步驟8)；若否，則執(zhí)行步驟9)；8)寫(xiě)入故障標(biāo)志到停電記憶裝置中，并執(zhí)行步驟10)；9)清除停電記憶裝置中的標(biāo)志，并執(zhí)行步驟10)10)分合閘檢測(cè)電路檢測(cè)斷路器是否處于分閘狀態(tài)，若是，則執(zhí)行步驟11)；若否，則返回步驟2)；11)檢測(cè)停電記憶裝置中是否有故障標(biāo)志，若是，則執(zhí)行步驟12)；若否，則執(zhí)行步驟13)；12)寫(xiě)入閉鎖指令到停電記憶裝置中，執(zhí)行步驟16)；13)檢測(cè)三相電壓是否低于正常電壓，若是，則執(zhí)行步驟14)；若否，則執(zhí)行步驟12)；14)寫(xiě)入重合閘指令到停電記憶裝置中，返回步驟2)；15)控制器檢測(cè)斷路器是否處于合閘狀態(tài)，若是，則執(zhí)行步驟16)，若否，繼續(xù)執(zhí)行步驟15)；16)清除停電記憶裝置中的閉鎖指令，返回步驟7)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于自動(dòng)重合閘控制器的控制方法，其特 征在于，所述的自動(dòng)重合閘控制器包括信號(hào)輸入單元、信號(hào)處理單元、信號(hào)輸出單元、供電單元；所述的信號(hào)輸入單元與低壓斷路器相連接，所述的信號(hào)處 理單元與信號(hào)輸入單元、信號(hào)輸出單元相連接，所述的供電單元與信號(hào)輸入單 元、信號(hào)處理單元相連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于自動(dòng)重合閘控制器的控制方法，其特 征在于，所述的信號(hào)輸入單元包括電壓變化率檢測(cè)模塊；包括有光電耦合器(GUI)、電阻(R2) 、 (R3)、發(fā)光二極管(LED2) 的分合閘檢測(cè)電路；包括有光電耦合器(GU2)、電阻(R4) 、 (R5) 、 二極管(Dl)的輸出 端通斷電檢測(cè)電路；包括有排阻(RP)、撥動(dòng)開(kāi)關(guān)(Kl) 、 (K2) 、 (K3) 、 (K4)的時(shí)間 設(shè)定電路；所述的電壓變化率檢測(cè)模塊的(AIN)腳、(BIN)腳、(CIN)腳、(N) 腳分別與低壓斷路器的(A)相端、(B)相端、(C)相端、(N)端連接；所述的光電耦合器(GUI)中的發(fā)光二極管正極經(jīng)電阻(R3)后與輔助接 點(diǎn)(Fl)相連接，該接點(diǎn)與(C)相端相連接，負(fù)極與(N)端連接，發(fā)光二極 管(LED2)接在光電耦合器(GUI)中的發(fā)光二極管的正負(fù)極之間，所述的光 電耦合器(GUI)中的三極管的發(fā)射極接地，集電極經(jīng)電阻(R2)后接5V電 源；所述的光電耦合器(GU2)中的發(fā)光二極管正極經(jīng)電阻(R4)后與(C) 相端相連接，負(fù)極與(N)端連接，二極管(Dl)接在光電耦合器(GU2)中 的發(fā)光二極管的正負(fù)極之間，所述的光電耦合器(GU2)中的三極管的發(fā)射極 接地，集電極經(jīng)電阻(R5)后接5V電源；所述的排阻(RP) —端接5V電源，另一端分別與撥動(dòng)開(kāi)關(guān)(Kl) 、 (K2)、 (K3) 、 (K4)相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于自動(dòng)重合鬧控制器的控制方法，其特 征在于，所述的信號(hào)處理單元包括-微處理器(IC3);包括有電容(Cl)和電阻(Rl)的上電復(fù)位電路；包括有電容(C2) 、 (C3)、晶振(XT)的主振頻率供給電路；所述的微處理器IC3的引腳(3) 、 (4) 、 (5)分別與電壓變化率檢測(cè) 模塊的(ADO)腳、(ADO)腳、(CDO)腳相連接，引腳(12)與光電耦合 器(GUI)中的三極管的集電極相連接，引腳(14)與光電耦合器(GU2)中 的三極管的集電極相連接，引腳(15)、 (16)分別電壓變化率檢測(cè)模塊的(SDO) 腳、(SDI)腳相連接；所述的電容(Cl)接地后與電阻(Rl)的一端以及微處理器(IC3)的引 腳(1)相連接，該電阻(Rl)的另一端接5V電源；所述的電容(C2)、 (C3)接地后與微處理器(IC3)的引腳(9) 、 (10) 相連接，該引腳(9) 、 (10)之間接晶振(XT)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于自動(dòng)重合閘控制器的控制方法，其特 征在于，所述的信號(hào)輸出單元包括包括有電阻(R6)、三極管(Q2)、繼電器(J2)的儲(chǔ)能動(dòng)作執(zhí)行電路； 包括有電阻(R7)、三極管(Ql)、繼電器(Jl)的重合閘動(dòng)作執(zhí)行電路； 包括有電阻(R9)、三極管(Q3)、繼電器(J3)的報(bào)警動(dòng)作執(zhí)行電路； 包括有電阻(R8) 、 (R10)、三極管(Q4)、發(fā)光二極管(LED1)和蜂 鳴器(FM)的聲光報(bào)警電路；所述的電阻(R6)與微處理器(IC3)的引腳(17)連接后與三極管(Q2) 的基極相連接，所述的三極管(Q2)的發(fā)射極接地，集電極與繼電器(J2)連 接后接12V電源；所述的電阻(R7)與微處理器(IC3)的引腳(18)連接后 與三極管(Ql)的基極相連接，所述的三極管(Ql)的發(fā)射極接地，集電極與 繼電器(Jl)連接后接12V電源；所述的電阻(R9)與微處理器(IC3)的引 腳(21)連接后與三極管(Q3)的基極相連接，所述的三極管(Q3)的發(fā)射極 接地，集電極與繼電器(J3)連接后接12V電源；所述的電阻(R10)與微處 理器(IC3)的引腳(22)連接后與三極管(Q4)的基極相連接，所述的三極 管(Q4)的發(fā)射極接地，所述的電阻(R8)接12V電源后經(jīng)發(fā)光二極管(LED1) 后與三極管(Q4)的集電極相連接，所述的蜂鳴器(FM)接12V電源后與三 極管(Q4)的集電極相連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于自動(dòng)重合閘控制器的控制方法，其特征在于，所述的供電單元包括開(kāi)關(guān)(K0)、壓敏電阻(YM)、變壓器(T0)、 橋式整流器(ZDO)、電容(C4) 、 (C5) 、 (C6) 、 (C7) 、 (C8) 、 (C9) (C10)、電感(L0)、集成穩(wěn)壓器(IC1) 、 (IC2)，所述的變壓器(T0) 的一次線(xiàn)圈的兩端分別與開(kāi)關(guān)(K0)的一端、低壓斷路器的(N)端相連接， 所述的開(kāi)關(guān)(K0)的另一端與低壓斷路器的(C)相端相連接，所述的壓敏電 阻(YM)連接與一次線(xiàn)圈的兩端，所述的變壓器(T0)與橋式整流器(ZDO)、 集成穩(wěn)壓器(IC1)、 (IC2)構(gòu)成5V和12V的穩(wěn)壓電源，其中連接有電容(C4)、 (C5) 、 (C6) 、 (C7) 、 (C8)，用于抗干擾及濾波；所述的電容(C9)、 (C10)的一端與5V電源連接后與微處理器(IC3)的引腳(20)相連接，電 容(C9) 、 (C10)的另一端以及微處理器(IC3)的引腳(19)均接地。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于自動(dòng)重合閘控制器的控制方法，其特 征在于，所述的電壓變化率檢測(cè)模塊包括輸入端口、電壓變換單元、信號(hào)處理 輸出單元、輸出端口，所述的輸入端口、電壓變換單元、信號(hào)處理輸出單元和 輸出端口相互連接；三相電壓經(jīng)輸入端口給電壓變換單元，電壓變換單元將電 壓按比例變換成可供信號(hào)處理輸出單元處理的低電壓信號(hào)，由信號(hào)處理輸出單 元對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理運(yùn)算后，將電壓變化率信號(hào)經(jīng)輸出端口輸出。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于自動(dòng)重合閘控制器的控制方法，其特 征在于，所述的低壓斷路器跳閘時(shí)，分合閘檢測(cè)電路將跳閘信號(hào)通知微處理器(IC3)的引腳(12),同時(shí)微處理器(IC3)對(duì)輸入到引腳(3) 、 (4) 、 (5) 的三相電壓UA、 UB、 UC進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，判斷是否發(fā)生欠壓、失壓故障，若 是，則微處理器(IC3)將自動(dòng)重合閘指令寫(xiě)入停電記憶EEPROM。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于自動(dòng)重合閘控制器的控制方法，由分合閘檢測(cè)電路檢測(cè)低壓斷路器是否處于分閘狀態(tài)，由微處理器檢測(cè)電壓變化率檢測(cè)模塊輸出的三相電壓UA、UB、UC是否正常，并由微處理器讀取停電記憶裝置中的指令。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的方法使得控制器能分辨各種跳閘情況，并做出正確的處理，提高了供電可靠性，減少了工作量。
文檔編號(hào)H02H3/02GK101447661SQ20071017117
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2007年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月28日
發(fā)明者胡正業(yè) 申請(qǐng)人:上海精益電器廠(chǎng)有限公司