一種數(shù)碼管型斷路器控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及配電、饋電或發(fā)電保護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)碼管型斷路器控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]低壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護(hù)設(shè)備之一，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)載、短路等故障時(shí)，需要斷路器在極短的時(shí)間內(nèi)(如20毫秒)精準(zhǔn)的斷開線路，保護(hù)電力系統(tǒng)的安全，因此確保高壓斷路器的可靠運(yùn)行極為重要。斷路器控制器是低壓斷路器的核心部分，使線路和電源設(shè)備免受過(guò)載、短路、接地/漏電、電流不平衡、過(guò)壓、欠壓、電壓不平衡、過(guò)頻、欠頻、逆功率等故障的危害；通過(guò)負(fù)載監(jiān)控，需量保護(hù)，區(qū)域連鎖等功能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的合理運(yùn)行。同時(shí)也用作電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的電流、電壓、功率、頻率、電能、需量、諧波等電網(wǎng)參量的測(cè)量；故障、報(bào)警、操作、電流歷史最大值、開關(guān)觸頭磨損情況等運(yùn)行維護(hù)參數(shù)的記錄；當(dāng)電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊組網(wǎng)時(shí)，智能控制器可用為電力自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程終端實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙控、遙調(diào)等，智能控制器支持多種協(xié)議以適用不同的組網(wǎng)要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型提供了一種數(shù)碼管型斷路器控制器，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確和高速的監(jiān)測(cè)電網(wǎng)線路的電壓、電流、頻率、諧波等數(shù)據(jù)，進(jìn)行邏輯判斷，根據(jù)情況進(jìn)行報(bào)警、跳閘等相關(guān)處理，并記錄數(shù)據(jù)、完成與后臺(tái)主站的信息交互。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種數(shù)碼管型斷路器控制器，其特征在于包括CPU系統(tǒng)模塊，所述CPU系統(tǒng)模塊上分別連接有輔助電源模塊、JTAG 口、看門狗模塊、RS232模塊、RS485模塊、USB模塊、GPRS模塊、RTC模塊、FLASH模塊、EEPROM模塊、數(shù)碼管和按鍵人機(jī)接口模塊、磁通跳閘模塊、電源CT模塊。
[0005]上述電源CT模塊包括電流CT模塊和三相電壓模塊；所述電流CT模塊包括A相CT模塊、B相CT模塊、C相CT模塊，通過(guò)互感取電為CPU系統(tǒng)模塊供電。
[0006]上述CPU 系統(tǒng)模塊采用 Freescale 的芯片 MK10DN512ZVLQ10。
[0007]上述電源CT模塊采用AC/DC電源芯片LH15-10D0512，將220V交流電轉(zhuǎn)換為5V和備用的12V電壓電源，5V電壓提供給數(shù)碼管和按鍵人機(jī)接口模塊和GPRS模塊；5V電壓通過(guò)線性穩(wěn)壓芯片MIC29502BU轉(zhuǎn)換為3.3V，3.3V電壓為USB模塊，且通過(guò)隔離電源芯片B0305提供5V隔離電源給RS485模塊供電。
[0008]上述RS232模塊是由型號(hào)為MAX3232的串口邏輯電平轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成的主控制器與外部串口設(shè)備的通信通道。
[0009]上述RS485模塊由帶隔離的型號(hào)為ADM2483的增強(qiáng)型RS-485收發(fā)器構(gòu)成主處理器的串口與物理LIN總線之間的通信通道，物理總線上并聯(lián)的匹配電阻為I個(gè)120歐姆電阻，且增加對(duì)過(guò)壓起到保護(hù)作用的TVS管。
[0010]上述FLASH模塊的存儲(chǔ)芯片為S25FL132K，存儲(chǔ)容量4兆比特，用于存儲(chǔ)斷路器控制器的歷史故障記錄、運(yùn)行故障記錄。
[0011]上述EEPROM模塊的芯片是AT24C64D，存儲(chǔ)容量為64K，用于存儲(chǔ)斷路器控制器系統(tǒng)運(yùn)行定值。
[0012]上述的USB模塊采用USB轉(zhuǎn)UART橋接芯片，與CPU控制模塊的串口 I的UART1_RX和UART1_TX鏈接，轉(zhuǎn)換成USB接口外部串口設(shè)備的通信通道。
[0013]上述數(shù)碼管和按鍵人機(jī)接口模塊有4位的數(shù)碼管和23個(gè)LED燈，顯示斷路器的A、B、C、中性線和地電流的測(cè)量值；通過(guò)按鍵選擇6種保護(hù)曲線，修改電流、電壓、功率、頻率、電能、需量的保護(hù)定值；通過(guò)按鍵測(cè)試脫扣時(shí)間，查詢歷史故障值。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有益的效果是:
[0015]本實(shí)用新型使原有線路和電源設(shè)備的工作性能有了顯著的改善，大大提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為控制器電源供電示意圖；
[0018]圖3為控制器USB模塊電路原理圖；
[0019]圖4是控制器的RS485模塊電路原理圖；
[0020]圖5是控制器的程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明，需要說(shuō)明的是，這些具體的說(shuō)明只是讓本領(lǐng)域普通技術(shù)人員更加容易、清晰理解本實(shí)用新型，而非對(duì)本實(shí)用新型的限定性解釋。
[0022]如圖1所示，一種數(shù)碼管型斷路器控制器，其特征在于包括CPU系統(tǒng)模塊，所述CPU系統(tǒng)模塊上分別連接有輔助電源模塊、JTAG 口、看門狗模塊、RS232模塊、RS485模塊、USB模塊、GPRS模塊、RTC模塊、FLASH模塊、EEPROM模塊、數(shù)碼管和按鍵人機(jī)接口模塊、磁通跳閘模塊、電源CT模塊。
[0023]控制器采用內(nèi)部實(shí)時(shí)RTCjP 16位的高精度AD，且充分考慮電磁干擾對(duì)設(shè)備的干擾，電源部分進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)各供電線路進(jìn)行了分區(qū)隔離。供電部分采用電源CT模塊供電和輔助電源供電。脫扣部分采用磁通脫扣。
[0024]電源CT模塊包括電流CT模塊和三相電壓模塊；所述電流CT模塊包括A相CT模塊、B相CT模塊、C相CT模塊，通過(guò)互感取電為CPU系統(tǒng)模塊供電。電源CT供電單相不低于0.8倍的額定電流時(shí)或三相不低于0.4倍的額定電流時(shí)控制器能正常工作。輔助電源保證斷路器斷開母線時(shí)，控制器繼續(xù)工作。
[0025]CPU 系統(tǒng)模塊采用 Freescale 的芯片 MK10DN512ZVLQ10。
[0026]RS232模塊是由型號(hào)為MAX3232的串口邏輯電平轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成的主控制器與外部串口設(shè)備的通信通道。
[0027]FLASH模塊的存儲(chǔ)芯片為S25FL132K，存儲(chǔ)容量4兆比特，用于存儲(chǔ)斷路器控制器的歷史故障記錄、運(yùn)行故障記錄。
[0028]EEPROM模塊的芯片是AT24C64D，存儲(chǔ)容量為64K，用于存儲(chǔ)斷路器控制器系統(tǒng)運(yùn)行定值。
[0029]數(shù)碼管和按鍵人機(jī)接口模塊有4位的數(shù)碼管和23個(gè)LED燈，顯示斷路器的A、B、C、中性線和地電流的測(cè)量值；通過(guò)按鍵選擇6種保護(hù)曲線，修改電流、電壓、功率、頻率、電能、需量的保護(hù)定值；通過(guò)按鍵測(cè)試脫扣時(shí)間，查詢歷史故障值。
[0030]如圖2所示，電源CT模塊采用AC/DC電源芯片LH15-10D0512，將220V交流電轉(zhuǎn)換為5V和備用的12V電壓電源，5V電壓提供給數(shù)碼管和按鍵人機(jī)接口模塊和GPRS模塊；5V電壓通過(guò)線性穩(wěn)壓芯片MIC29502BU轉(zhuǎn)換為3.3V，3.3V電壓為USB模塊，且通過(guò)隔離電源芯片B0305提供5V隔離電源給RS485模塊供電。
[0031]如圖4所示，RS485模塊由帶隔離的型號(hào)為ADM2483的增強(qiáng)型RS-485收發(fā)器構(gòu)成主處理器的串口與物理LIN總線之間的通信通道，物理總線上并聯(lián)的匹配電阻為I個(gè)120歐姆電阻，且增加對(duì)過(guò)壓起到保護(hù)作用的TVS管。
[0032]如圖3所示，USB模塊采用USB轉(zhuǎn)UART橋接芯片，與CPU控制模塊的串口 I的UART 1_RX和UART 1_TX鏈接，轉(zhuǎn)換成USB接口外部串口設(shè)備的通信通道。
[0033]如圖5所示，本實(shí)用新型通過(guò)數(shù)碼管和按鍵人機(jī)接口模塊設(shè)置控制器保護(hù)定值并保存在EEPROM模塊中。通過(guò)采集母線的電流、電壓并將檢測(cè)值帶入保護(hù)邏輯實(shí)時(shí)判斷，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)超過(guò)保護(hù)值時(shí)，磁通跳閘模塊跳閘，對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)，并將故障信息保存在FLASH模塊中?？梢杂门渲密浖ㄟ^(guò)USB模塊對(duì)故障信息進(jìn)行查詢，也可以設(shè)定定值。裝置可以通過(guò)RS485模塊將信息上傳到后臺(tái)主站。
[0034]最后需要說(shuō)明的是，上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，都可利用上述揭示的做法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和簡(jiǎn)單的替換等，這些都屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種數(shù)碼管型斷路器控制器，其特征在于包括CPU系統(tǒng)模塊，所述CPU系統(tǒng)模塊上分別連接有輔助電源模塊、JTAG 口、看門狗模塊、RS232模塊、RS485模塊、USB模塊、GPRS模塊、RTC模塊、FLASH模塊、EEPROM模塊、數(shù)碼管和按鍵人機(jī)接口模塊、磁通跳閘模塊、電源CT豐旲塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)碼管型斷路器控制器，其特征在于:所述電源CT模塊包括電流CT模塊和三相電壓模塊；所述電流CT模塊包括A相CT模塊、B相CT模塊、C相CT模塊，通過(guò)互感取電為CPU系統(tǒng)模塊供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)碼管型斷路器控制器，其特征在于:所述CPU系統(tǒng)模塊采用 Freescale 的芯片 MK10DN512ZVLQ10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)碼管型斷路器控制器，其特征在于:所述電源CT模塊采用AC/DC電源芯片LH15-10D0512，將220V交流電轉(zhuǎn)換為5V和備用的12V電壓電源，5V電壓提供給數(shù)碼管和按鍵人機(jī)接口模塊和GPRS模塊；5V電壓通過(guò)線性穩(wěn)壓芯片MIC29502BU轉(zhuǎn)換為3.3V，3.3V電壓為USB模塊，且通過(guò)隔離電源芯片B0305提供5V隔離電源給RS485模塊供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)碼管型斷路器控制器，其特征在于:所述RS232模塊是由型號(hào)為MAX3232的串口邏輯電平轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成的主控制器與外部串口設(shè)備的通信通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)碼管型斷路器控制器，其特征在于:所述RS485模塊由帶隔離的型號(hào)為ADM2483的增強(qiáng)型RS-485收發(fā)器構(gòu)成主處理器的串口與物理LIN總線之間的通信通道，物理總線上并聯(lián)的匹配電阻為I個(gè)120歐姆電阻，且增加對(duì)過(guò)壓起到保護(hù)作用的TVS管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)碼管型斷路器控制器，其特征在于:所述FLASH模塊的存儲(chǔ)芯片為S25FL132K，存儲(chǔ)容量4兆比特，用于存儲(chǔ)斷路器控制器的歷史故障記錄、運(yùn)行故障記錄。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)碼管型斷路器控制器，其特征在于:所述EEPROM模塊的芯片是AT24C64D，存儲(chǔ)容量為64K，用于存儲(chǔ)斷路器控制器系統(tǒng)運(yùn)行定值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)碼管型斷路器控制器，其特征在于:所述的USB模塊采用USB轉(zhuǎn)UART橋接芯片，與CPU控制模塊的串口 I的UART 1_RX和UART 1_TX鏈接，轉(zhuǎn)換成USB接口外部串口設(shè)備的通信通道。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)碼管型斷路器控制器，其特征在于:所述數(shù)碼管和按鍵人機(jī)接口模塊有4位的數(shù)碼管和23個(gè)LED燈，顯示斷路器的Α、B、C、中性線和地電流的測(cè)量值；通過(guò)按鍵選擇6種保護(hù)曲線，修改電流、電壓、功率、頻率、電能、需量的保護(hù)定值；通過(guò)按鍵測(cè)試脫扣時(shí)間，查詢歷史故障值。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種數(shù)碼管型斷路器控制器，包括CPU系統(tǒng)模塊，所述CPU系統(tǒng)模塊上分別連接有輔助電源模塊、JTAG口、看門狗模塊、RS232模塊、RS485模塊、USB模塊、GPRS模塊、RTC模塊、FLASH模塊、EEPROM模塊、數(shù)碼管和按鍵人機(jī)接口模塊、磁通跳閘模塊、電源CT模塊。本實(shí)用新型使原有線路和電源設(shè)備的工作性能有了顯著的改善，大大提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。
【IPC分類】H02J13-00
【公開號(hào)】CN204349591
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520064597
【發(fā)明人】方壽賢, 陳栩, 李進(jìn), 王學(xué)虎, 張官勇, 戰(zhàn)峰, 劉進(jìn), 熊志剛
【申請(qǐng)人】南京大全自動(dòng)化科技有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年1月29日