一种断路器跳合闸线圈实时测控保护装置制造方法及图纸

一种断路器跳合闸线圈实时测控保护装置，所述保护装置主要包括单片机、电源模块、实时时钟模块、测温模块、电流检测模块、液晶显示模块和大功率开关模块，所述的单片机分别配置有电源模块、实时时钟模块和液晶显示模块，并分别连接能实时检测断路器线圈温度的测温模块和能检测断路器线圈电流的电流检测模块；所述的单片机还连接用于关断断路器线圈回路的、可控制的大功率开关模块；所述保护方法是：当线圈通电动作时，单片机实时比较热电偶测得的线圈温度

【技术实现步骤摘要】
一种断路器跳合闸线圈实时测控保护装置
本技术涉及的是一种断路器跳合闸线圈实时测控保护装置，属于变电站安全运行监测保护

技术介绍
断路器是变电站中重要的设备之一，无论线路处于何种工作状态，当要求断路器动作时，断路器应能可靠、迅速地动作。在35kV及以下变电站中，还有大量的电磁操作机构断路器在运行。大量运行数据表明，中低压断路器的电磁操作机构稳定性较差，在操作过程中，经常会出现拒分、拒合等故障，特别是当断路器出现执行机构卡涩、线圈控制回路接点粘连无法断开及辅助开关节点不到位等故障时，线圈常会长期通电，造成线圈过热而烧毁，大大降低断路器的运行可靠性。目前中低压变电站基本上无人值守，大量断路器都通过远程操作，当出现上述故障时，无法及时断开控制电源，极易造成线圈烧毁，必须到现场人工更换线圈解决，大大增加了负荷恢复供电时间。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构组成合理、简单，能够实时监控线圈动作电流、温度，并在故障时及时断开线圈回路，提高断路器运行可靠性的断路器跳合闸线圈实时测控保护装置及保护方法。本技术的目的是通过如下技术方案来完成的，一种断路器跳合闸线圈实时测控保护装置，它主要包括单片机、电源模块、实时时钟模块、测温模块、电流检测模块、液晶显示模块和大功率开关模块，所述的单片机分别配置有电源模块、实时时钟模块和液晶显示模块，并分别连接能实时检测断路器线圈温度的测温模块和能检测断路器线圈电流的电流检测模块；所述的单片机还连接用于关断断路器线圈回路的、可控制的大功率开关模块。作为优选：所述的单片机选用运算速度快、内存大、有64个I/O口、内置高精度ADC／DAC和定时器、支持22个中断源的C8051F020芯片；所述的电源模块采用输入电压为220V交直流两用及输出电压为5V的通用电源模块；所述的实时时钟模块采用DS1302时钟芯片，采用三线串行接口方式，可提供年、月、日、星期、时、分和秒等时间信息；所述的测温模块由一把温度信号转换成热电动势信号的单片K型热电偶感温元件和K型热电偶信号放大与数字转换器MAX6675芯片电路组成，所述的电流检测模块采用HCS-LSP3额定电流20A的闭环霍尔电流传感器；所述的液晶显示模块选用J12864液晶模块；所述断路器线圈的额定工作电压通常为DC110V或220V，动作电流通常小于10A，与之配套的大功率开关模块选用最大工作电压可达500V、最大工作电流为20A的IRFP460型场效应管并构成大功率开关电路，所述的单片机和场效应管之间设置有体积小、隔离电压高的P127型光耦隔离元件。一种利用所述断路器跳合闸线圈实时测控保护装置进行保护方法，所述的保护方法是：当线圈通电动作时，单片机实时比较热电偶测得的线圈温度T和设定温度Tset，当实时温度T大于设定温度Tset时，单片机控制大功率开关电路关断断路器线圈回路，在显示屏上显示当前时间和温度值并报警；同样，线圈通电时开启定时器，记录线圈的通流时间time和电流大小I，time大于设定值Ti时，单片机控制大功率开关电路关断线圈回路，在液晶屏上显示当前时间、通流时间Ti和电流值I，并报警。本技术具有结构组成合理、简单，能够实时监控线圈动作电流、温度，并在故障时及时断开线圈回路，提高断路器运行可靠性等特点。附图说明图1是本技术的系统组成框图。图2是本技术的系统保护逻辑框图。图3是本技术所述DS1302时钟芯片的外部接线图。图4是本技术所述的热电偶测温电路图。图5是本技术所述的霍尔电流传感器接线图。图6是本技术所述的大功率开关电路原理图。具体实施方式下面将结合附图对本技术作详细的介绍：图1所示，本技术所述的一种断路器跳合闸线圈实时测控保护装置，它主要包括单片机1、电源模块2、实时时钟模块3、测温模块4、电流检测模块5、液晶显示模块6和大功率开关模块7，所述的单片机1分别配置有电源模块2、实时时钟模块3和液晶显示模块6，并分别连接能实时检测断路器线圈温度的测温模块4和能检测断路器线圈电流的电流检测模块5；所述的单片机1还连接用于关断断路器线圈回路8的、可控制的大功率开关模块9。本技术所述一种利用所述断路器跳合闸线圈实时测控保护装置进行保护方法，所述的保护方法是：当线圈通电动作时，单片机实时比较热电偶测得的线圈温度T和设定温度Tset，当实时温度T大于设定温度Tset时，单片机控制大功率开关电路关断断路器线圈回路，在显示屏上显示当前时间和温度值并报警；同样，线圈通电时开启定时器，记录线圈的通流时间time和电流大小I，time大于设定值Ti时，单片机控制大功率开关电路关断线圈回路，在液晶屏上显示当前时间、通流时间Ti和电流值I，并报警。实施例：单片机1选用型号为C8051F020芯片，其运算速度快，内存大，有64个I/O口，内置高精度ADC／DAC和定时器，支持22个中断源，符合装置设计要求；电源模块采用输入电压为220V交直流两用及输出电压为5V的通用电源模块，具有体积小、在装置安装场所电压容易获得以及输出电压线性、稳定的优点；实时时钟模块采用DS1302时钟芯片，DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，采用三线串行接口方式，可提供年、月、日、星期、时、分和秒等时间信息，工作电压宽，达到2.5～5.5V，且采用双电源供电；如图3所示，BT1为备用电源；所以DS1302时钟模块可以做到掉电不问断计时，大大提高了系统计时的可靠性和准确性。测温模块由单片K型热电偶和MAX6675芯片电路组成，其原理图如图4所示；热电偶是一种感温元件，把温度信号转换成热电动势信号，具有测量精度高、热响应时间快、测量范围-40~+1600℃、性能可靠、机械强度好、使用寿命长等优点；MAX6675是K型热电偶信号放大与数字转换器，将温度测量值转换成计算机能够识别的16位二进制数字温度读数，转换误差为0.25℃．可实现0~1023.75℃范围内温度的转换，而且具有SPI串行口温度输出，可直接与单片机连接；电流检测模块采用HCS-LSP3额定电流20A的闭环霍尔电流传感器，具有2.5～5V电源供电、穿心式结构、将电流量转换成电压量输出的特点，可以直接使用单片机内设的ADC模块进行采集，并计算出相应的电流值；霍尔电流传感器接线如图5所示。液晶显示模块使用J12864液晶模块。可显示字符和图形，且内置8192个中文汉字，满足装置显示要求。35kV断路器线圈的额定工作电压通常为DC110V或220V，动作电流通常小于10A，所以普通的继电器、开关器件无法满足设计要求，且继电器具有开断速度慢的缺点，会对断路器分合闸时间造成较大影响；鉴于此，本技术采用一种场效应管开关电路作为大功率开关模块并构成大功率开关电路，以控制线圈回路的通断；选用了IRFP460型场效应管，其最大工作电压可达500V，最大工作电流为20A，满足现场工作环境的需求．且响应快、开断电流无电弧、可靠性高；又由于线圈回路属于高电压、大电流回路，直接使用单片机控制场效应管通断线圈回路可能会造成单片机损坏，因此，在单片机和场效应管之间使用体积小、隔离电压高的P127型光耦隔离元件，增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种断路器跳合闸线圈实时测控保护装置，它主要包括单片机、电源模块、实时时钟模块、测温模块、电流检测模块、液晶显示模块和大功率开关模块，其特征在于所述的单片机分别配置有电源模块、实时时钟模块和液晶显示模块，并分别连接能实时检测断路器线圈温度的测温模块和能检测断路器线圈电流的电流检测模块；所述的单片机还连接用于关断断路器线圈回路的、可控制的大功率开关模块。

【技术特征摘要】
1.一种断路器跳合闸线圈实时测控保护装置，它主要包括单片机、电源模块、实时时钟模块、测温模块、电流检测模块、液晶显示模块和大功率开关模块，其特征在于所述的单片机分别配置有电源模块、实时时钟模块和液晶显示模块，并分别连接能实时检测断路器线圈温度的测温模块和能检测断路器线圈电流的电流检测模块；所述的单片机还连接用于关断断路器线圈回路的、可控制的大功率开关模块。2.根据权利要求1所述的断路器跳合闸线圈实时测控保护装置，其特征在于所述的单片机选用运算速度快、内存大、有64个I/O口、内置高精度ADC／DAC和定时器、支持22个中断源的C8051F020芯片；所述的电源模块采用输入电压为220V交直流两用及输出电压为5V的通用电源模块；...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪泽州，沈春林，黄建伟，顾卫华，朱升涛，吴亚洲，刘群，刘章银，朱胜洪，杨春环，葛勇华，沈海华，方李明，胡松松，邓亮，赵海波，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网浙江省电力公司嘉兴供电公司，国网浙江海盐县供电公司，
类型：新型
国别省市：北京,11