一種用于智能低壓斷路器上的智能控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于智能低壓斷路器上的智能控制器，該控制器主要由由信號(hào)互感器、三相電能計(jì)量芯片ATT7022、FPGA處理器芯片EP3C40、以太網(wǎng)接口、GPS接口、環(huán)境溫度檢測(cè)模塊、功率放大電路和顯示整定鍵盤模塊組成。該控制器是以FPGA處理器芯片EP3C40為基礎(chǔ)，通過外置的顯示整定鍵盤模塊，設(shè)定不同的電壓電流整定值，選擇不同范圍的三段保護(hù)曲線，通過以太網(wǎng)接口用IEC61850通信協(xié)議與電網(wǎng)間隔層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，當(dāng)出現(xiàn)瞬動(dòng)電流過大、短路或過載等異常情況的時(shí)候，F(xiàn)PGA就會(huì)發(fā)出故障檢測(cè)輸出信號(hào)，并經(jīng)過功率放大電路放大后對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行脫扣處理，故障解除后才能進(jìn)行復(fù)位。
【專利說明】一種用于智能低壓斷路器上的智能控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于機(jī)電制造領(lǐng)域，特別涉及一種用于智能低壓斷路器上的智能控制 器。

【背景技術(shù)】
[0002] 智能低壓斷路器系統(tǒng)已成為國(guó)內(nèi)目前研究的重要課題。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù) 字式低壓斷路器和故障記錄器的應(yīng)用日益廣泛，但在配置上還是著重于保護(hù)功能本身，在 數(shù)據(jù)共享及分析方面考慮較少。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，缺乏有效的手段將保護(hù)的動(dòng)作情況及 故障信息主動(dòng)上送到調(diào)度中心，對(duì)故障測(cè)距、阻抗分析、保護(hù)動(dòng)作統(tǒng)計(jì)等功能的實(shí)現(xiàn)均停留 在較低的水平。如何有效地利用數(shù)字式低壓斷路器和故障記錄器提供的故障信息，提高故 障分析能力，加快故障處理速度，避免事故擴(kuò)大，減小故障損失，是擺在各級(jí)調(diào)度部門面前 的一個(gè)重大課題。智能低壓斷路器系統(tǒng)的提出，就是為了提高電網(wǎng)安全運(yùn)行的調(diào)度系統(tǒng)信 息化、智能化水平，在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)提供實(shí)時(shí)故障信息，有效地快速恢復(fù)系統(tǒng)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 為克服上述缺陷，本實(shí)用新型公開了一種用于智能低壓斷路器上的智能控制器。
[0004] 一種用于智能低壓斷路器上的智能控制器，該智能控制器主要由信號(hào)互感器、三 相電能計(jì)量芯片ATT7022、FPGA處理器芯片EP3C40、以太網(wǎng)接口、GPS接口、環(huán)境溫度檢測(cè)模 塊、功率放大電路和顯示整定鍵盤模塊組成；--所述信號(hào)互感器；通過三相電能計(jì)量芯 片ATT7022獲取主回路中的三相四線電壓信號(hào)和三相電流信號(hào)；
[0005] --三相電能計(jì)量芯片ATT7022 ;可完成三相電流、電壓、有功功率、無功功率、能 量、有效值、功率因素及頻率的測(cè)量，并通過以太網(wǎng)接口和FPGA處理器芯片EP3C40進(jìn)行數(shù) 據(jù)交換；
[0006] --FPGA處理器芯片EP3C40 ;可以通過以太網(wǎng)接口用IEC61850通信協(xié)議與電網(wǎng) 間隔層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；
[0007] -以太網(wǎng)接口；起通訊連接作用，用于FPGA處理器芯片EP3C40與電網(wǎng)間隔層進(jìn) 行數(shù)據(jù)交換；
[0008] --GPS接口，使其能接收GPS對(duì)時(shí)信號(hào)，以滿足IEC61850通信的實(shí)時(shí)要求；
[0009] -環(huán)境溫度檢測(cè)模塊，使其能對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，保證其工作的安全性；
[0010] --功率放大電路；用于將檢測(cè)輸出信號(hào)放大，通過執(zhí)行元件進(jìn)行脫扣處理；
[0011] --顯示整定鍵盤模塊；可以設(shè)定不同的電壓電流整定值，選擇不同范圍的三段 保護(hù)曲線；
[0012] 本控制器是以FPGA處理器芯片EP3C40為基礎(chǔ)，通過外置的顯示整定鍵盤模塊，設(shè) 定不同的電壓電流整定值，選擇不同范圍的三段保護(hù)曲線，通過以太網(wǎng)接口用IEC61850通 信協(xié)議與電網(wǎng)間隔層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，當(dāng)出現(xiàn)瞬動(dòng)電流過大、短路或過載等異常情況的時(shí)候， FPGA就會(huì)發(fā)出故障檢測(cè)輸出信號(hào)，并經(jīng)過功率放大電路放大后對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行脫扣處理， 故障解除后才能進(jìn)行復(fù)位。
[0013] 采用本實(shí)用新型智能控制器，當(dāng)出現(xiàn)短路故障電流時(shí)，斷路器必須要及時(shí)脫扣動(dòng) 作，當(dāng)電路中的電流超過預(yù)定值時(shí)，則不經(jīng)過FPGA處理，馬上執(zhí)行跳閘動(dòng)作，開斷時(shí)間為脫 扣器的機(jī)械動(dòng)作時(shí)間。而且由于使用了 FPGA處理器EP3C40,在IEC61850規(guī)約中采用了應(yīng) 用和通信分離的方法，大大增加了系統(tǒng)的可移植性，也有利于系統(tǒng)的升級(jí)和裁剪。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本實(shí)用新型智能控制器的工作原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 本實(shí)用新型作為智能低壓斷路器的核心組成部分，下面結(jié)合圖1進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0016] 一種用于智能低壓斷路器上的智能控制器，它主要由信號(hào)互感器、三相電能計(jì)量 芯片、FPGA處理器、以太網(wǎng)接口、GPS接口、環(huán)境溫度檢測(cè)模塊、功率放大電路和顯示整定鍵 盤組成。信號(hào)互感器通過三相電能計(jì)量芯片ATT7022獲取主回路中的三相四線電壓信號(hào)和 三相電流信號(hào)。通過外置的顯示整定鍵盤模塊，可以設(shè)定不同的電壓電流整定值，選擇不同 范圍的三段保護(hù)曲線。三相電能計(jì)量芯片ATT7022是一顆高精度三相電能專用計(jì)量芯片， 完成三相電流、電壓、有功功率、無功功率、能量、有效值、功率因素及頻率的測(cè)量，并通過以 太網(wǎng)接口和FPGA芯片EP3C40進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0017] 本系統(tǒng)是以FPGA處理器EP3C40為基礎(chǔ)，其可以通過以太網(wǎng)接口用IEC61850通 信協(xié)議與電網(wǎng)間隔層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，當(dāng)出現(xiàn)瞬動(dòng)電流過大、短路或過載等異常情況的時(shí)候， FPGA就會(huì)發(fā)出故障檢測(cè)輸出信號(hào)，并經(jīng)過功率放大電路放大后對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行脫扣處理， 故障解除后才能進(jìn)行復(fù)位。
[0018] 本系統(tǒng)中內(nèi)使用GPS接口，使其能接收GPS對(duì)時(shí)信號(hào)，以滿足IEC61850通信的實(shí) 時(shí)要求。
[0019] 本系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有環(huán)境溫度檢測(cè)模塊，使其能對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，保證其工 作的安全性。
[0020] 本智能低壓斷路器的特點(diǎn)：
[0021] 1 )、使用了專門的三相電能計(jì)量芯片ATT7022,適用于三相三線和三相四線應(yīng)用， 能對(duì)對(duì)三相電流、電壓、有功功率、無功功率、能量、有效值、功率因素及頻率進(jìn)行測(cè)量，充分 滿足三相復(fù)費(fèi)率多功能電能顯示的需求。當(dāng)出現(xiàn)短路故障電流時(shí)，斷路器必須要及時(shí)脫扣 動(dòng)作，當(dāng)電路中的電流超過預(yù)定值時(shí)，則不經(jīng)過FPGA處理，馬上執(zhí)行跳閘動(dòng)作，開斷時(shí)間為 脫扣器的機(jī)械動(dòng)作時(shí)間。
[0022] 2)、使用了 FPGA處理器EP3C40,在IEC61850規(guī)約中采用了應(yīng)用和通信分離的方 法。所以大大增加了系統(tǒng)的可移植性，也有利于系統(tǒng)的升級(jí)和裁剪。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于智能低壓斷路器上的智能控制器，其特征在于：所述智能控制器主要由信 號(hào)互感器、三相電能計(jì)量芯片ATT7022、FPGA處理器芯片EP3C40、以太網(wǎng)接口、GPS接口、環(huán) 境溫度檢測(cè)模塊、功率放大電路和顯示整定鍵盤模塊組成； --所述信號(hào)互感器；通過三相電能計(jì)量芯片ATT7022獲取主回路中的三相四線電壓 號(hào)和二相電流號(hào)； --三相電能計(jì)量芯片ATT7022 ;可完成三相電流、電壓、有功功率、無功功率、能量、有 效值、功率因素及頻率的測(cè)量，并通過以太網(wǎng)接口和FPGA處理器芯片EP3C40進(jìn)行數(shù)據(jù)交 換； --FPGA處理器芯片EP3C40 ;可以通過以太網(wǎng)接口用IEC61850通信協(xié)議與電網(wǎng)間隔 層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換； --以太網(wǎng)接口；起通訊連接作用，用于FPGA處理器芯片EP3C40與電網(wǎng)間隔層進(jìn)行數(shù) 據(jù)交換； --GPS接口，使其能接收GPS對(duì)時(shí)信號(hào)，以滿足IEC61850通信的實(shí)時(shí)要求； --環(huán)境溫度檢測(cè)模塊，使其能對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，保證其工作的安全性； --功率放大電路；用于將檢測(cè)輸出信號(hào)放大，通過執(zhí)行元件進(jìn)行脫扣處理； --顯示整定鍵盤模塊；可以設(shè)定不同的電壓電流整定值，選擇不同范圍的三段保護(hù) 曲線； 本控制器是以FPGA處理器芯片EP3C40為基礎(chǔ)，通過外置的顯示整定鍵盤模塊，設(shè)定不 同的電壓電流整定值，選擇不同范圍的三段保護(hù)曲線，通過以太網(wǎng)接口用IEC61850通信協(xié) 議與電網(wǎng)間隔層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，當(dāng)出現(xiàn)瞬動(dòng)電流過大、短路或過載等異常情況的時(shí)候，F(xiàn)PGA 就會(huì)發(fā)出故障檢測(cè)輸出信號(hào)，并經(jīng)過功率放大電路放大后對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行脫扣處理，故障 解除后才能進(jìn)行復(fù)位。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK203896051SQ201420317218
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】徐謙, 覃事剛, 胡俊達(dá), 唐毅, 劉勛, 李文寬 申請(qǐng)人:遵義長(zhǎng)征電器開關(guān)設(shè)備有限責(zé)任公司