一种智能直流断路器制造技术

本发明专利技术公开了一种智能直流断路器，包括框架支撑系统、操作机构、触头系统、灭弧系统、分励脱扣器、电磁脱扣器、辅助开关、智能保护装置和隔离变换器；还公开了其控制方法；本发明专利技术能实现断路器长延时、短延时、瞬时的三段式保护，有效保障系统安全，能记录主回路电流、电压、开关状态、保护动作类型等信息并通过通信接口向电力系统相关设备传输，同时接收上位机命令进行相关分、合操作。本发明专利技术具有良好的抗电磁干扰性能、可靠性高，特别适合应用在可靠性要求高的船用直流电力系统中。高的船用直流电力系统中。高的船用直流电力系统中。

【技术实现步骤摘要】
一种智能直流断路器


[0001]本专利技术属于直流断路器
，具体涉及一种智能直流断路器，以及其控制方法。

技术介绍

[0002]直流断路器是直流电力系统中的一种重要的电器开关。当回路出现过流、短路等故障时，它能自动断开回路，对回路及设备起到保护作用。随着微计算机技术、电力电子技术、现代控制理论和信息网络技术的发展，智能化成为开关电器的发展趋势。
[0003]智能直流断路器是直流系统中一种重要的智能开关电器设备，它具有通断直流回路的开关功能和可靠切断故障电流的保护功能；同时通过各种通信接口实现遥测、遥调、遥控、遥信等功能，便与电力系统组网实现集中监控。
[0004]目前直流电力系统保护主要是电流保护，通常使用分流器检测电流进行，由于检测的信号是毫伏信号容易受到干扰，造成保护误动作；母线电压检测的信号是伏级信号不易受到干扰，若在电流保护的基础上同时引入电压保护则能大大减少误动概率，提高设备可靠性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种具有功能强大、保护方法先进、保护类型丰富、可靠性高等特点，特别适合应用在可靠性要求高的船用直流电力系统中的智能直流断路器。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能直流断路器，包括设置在框架支撑系统上依次顺序连接的隔离变换器、智能保护装置、分励脱扣器、触头系统和操作机构，所述的智能保护装置和触头系统上分别连接有辅助开关和灭弧系统，框架支撑系统上还设置有与触头系统连接的电磁脱扣器，所述的智能保护装置由信号调理电路、AD芯片、DSP处理器、EEPROM、CAN接口、RS485接口、输出电路和输入电路等组成；隔离变换器对主回路输入的电流、电压信号转换后输入给智能保护装置，辅助开关将辅助回路输入的电流、电压信号输出给智能保护装置，智能保护装置再将信号输出给分励脱扣器，分励脱扣器和电磁脱扣器共同驱动触头系统动作。
[0007]本专利技术的目的之二是提供一种上述智能直流断路器的控制方法，步骤如下：a）智能保护装置通过AD芯片进行诊断，当主回路电流大于长延时电流整定值并且持续时间大于长延时时间整定值时，智能保护装置输出信号驱动分励脱扣器动作，使触头系统打开分断主回路；b）当主回路电流大于短延时电流整定值并且持续时间等于短延时时间整定值减去电压时间设定值时启动电压判断：若主回路电压小于电压整定值并且持续电压时间设定值时，智能保护装置输出信号驱动分励脱扣器动作，使触头系统打开分断主回路；c）当主回路电流大于瞬时电流整定值时，智能保护装置输出信号驱动电磁脱扣器
动作，使触头系统打开分断主回路。
[0008]所述的一种智能直流断路器的控制方法，其AD芯片的诊断步骤为：a）设置两个计数变量X、Y；b）每隔25μs产生一次AD采样中断，在采样中断服务程序中增加计数变量X值；c）每隔100μs产生一次定时器中断，在定时中断服务程序中判断变量X、Y的值，如果X=Y就表示AD采集异常，这个时候需要复位AD芯片；否则增加计数变量Y值。
[0009]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1，本专利技术智能直流断路器采用模块化设计，具有层次分明，结构简单紧凑，各模块机构可维修、更换简单的特点。
[0010]2，本专利技术智能直流断路器能实现长延时、短延时、瞬时的三段式保护，有效保障系统安全。
[0011]3，本专利技术智能直流断路器在电流保护的基础上同时引入电压保护，大大减少误动概率，提高设备可靠性。
[0012]4，本专利技术智能直流断路器具有电量测量、事件记录、故障录波、自诊断及通信等功能，智能化程度较高。
附图说明
[0013]图1是本专利技术智能直流断路器的组成图；图2是本专利技术智能保护装置的组成图。
[0014]各附图标记为：1—框架支撑系统，2—操作机构，3—触头系统，4—灭弧系统，5—分励脱扣器，6—电磁脱扣器，7—辅助开关，8—智能保护装置，81—信号调理电路，82—AD芯片，83—DSP处理器，84—EEPROM，85—CAN接口，86—RS485接口，87—输出电路，88—输入电路，9—隔离变换器。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]如图1所示，本实施例提供的一种智能直流断路器，包括设置在框架支撑系统1上依次顺序连接的隔离变换器9、智能保护装置8、分励脱扣器5、触头系统3和操作机构2，所述的智能保护装置8和触头系统3上分别连接有辅助开关7和灭弧系统4，框架支撑系统1上还设置有与触头系统3连接的电磁脱扣器6。
[0017]如图2所示，作为一种实施方式，本专利技术的智能保护装置8由信号调理电路81、AD芯片82、DSP处理器83、EEPROM84、CAN接口85、RS485接口86、输出电路87和输入电路88等组成；隔离变换器9对主回路输入的电流、电压信号转换后输入给智能保护装置8，辅助开关7将辅助回路输入的电流、电压信号输出给智能保护装置8，智能保护装置8再将信号输出给分励脱扣器5，分励脱扣器5和电磁脱扣器6共同驱动触头系统3动作。
[0018]本专利技术公开的一种智能直流断路器的控制方法，步骤如下：
a）智能保护装置8通过AD芯片82进行诊断，当主回路电流大于长延时电流整定值并且持续时间大于长延时时间整定值时，智能保护装置8输出信号驱动分励脱扣器5动作，使触头系统3打开分断主回路。
[0019]b）当主回路电流大于短延时电流整定值并且持续时间等于短延时时间整定值减去电压时间设定值时启动电压判断：若主回路电压小于电压整定值并且持续电压时间设定值时，智能保护装置8输出信号驱动分励脱扣器5动作，使触头系统3打开分断主回路。
[0020]c）当主回路电流大于瞬时电流整定值时，智能保护装置8输出信号驱动电磁脱扣器6动作，使触头系统3打开分断主回路。
[0021]本专利技术智能保护装置8具有通信、信息存储、自诊断等功能，自动记录主回路电流、电压、开关状态、保护动作类型及故障波形等信息并通过通信接口向电力系统相关设备传输这些信息；同时接收上位机命令进行相关分、合操作。
[0022]其中AD芯片82的诊断步骤为：a）设置两个计数变量X、Y。
[0023]b）每隔25μs产生一次AD采样中断，进行一次电流、电压信号采样，在采样中断服务程序中增加计数变量X值。
[0024]c）每隔100μs产生一次定时器中断，进行采样信号诊断，在定时中断服务程序中判断变量X、Y的值，如果X=Y就表示AD采集异常，这个时候需要复位AD芯片82；否则增加计数变量Y值。
[0025]如果诊断出采样信号异常，发出复位信号使AD芯片82复位；否则进行数字滤波和逻辑处理；智能保护装置8自动记录本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能直流断路器，其特征在于：包括设置在框架支撑系统（1）上依次连接的隔离变换器（9）、智能保护装置（8）、分励脱扣器（5）、触头系统（3）和操作机构（2），所述的智能保护装置（8）和触头系统（3）上分别连接有辅助开关（7）和灭弧系统（4），框架支撑系统（1）上还设置有与触头系统（3）连接的电磁脱扣器（6），所述的智能保护装置（8）由信号调理电路（81）、AD芯片（82）、DSP处理器（83）、EEPROM（84）、CAN接口（85）、RS485接口（86）、输出电路（87）和输入电路（88）组成；隔离变换器（9）对主回路输入的电流、电压信号转换后输入给智能保护装置（8），辅助开关（7）将信号输出给智能保护装置（8），智能保护装置（8）再将信号输出给分励脱扣器（5），分励脱扣器（5）和电磁脱扣器（6）共同驱动触头系统（3）动作。2.一种如权利要求1所述智能直流断路器的控制方法，其特征在于，步骤如下：a）智能保护装置（8）通过AD芯片（82）进行诊断，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：包涌泉，王尚国，曹鹏飞，夏加富，李治军，
申请(专利权)人：武汉船用电力推进装置研究所中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：