浅谈智能化低压断路器
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基于智能控制的低压断路器机电一体化设计摘要:本文以智能化控制系统为基础,进一步研究了低压断路器机电一体化设计方案的有关问题。
本分析关键分成三个层面。
首先,详细介绍了根据智能控制系统的低压断路器机电一体化设计方案的主要设计目标,随后从硬件设计和软件开发两个层面论述了低压断路器机电一体化设计的主要理念。
从执行状况看来,本文设计的机电一体化低压断路器具备可行性分析,可达到各类情况下的生产规定,非常值得进一步推广。
关键词:机电一体化;智能控制系统;低压断路器低压断路器是目前电控系统中配电房网的关键构成部分。
它不但可以同时连接,还能够连接正常的负荷电流和负载直流电压。
所以,它在全部配电网体系中发挥着关键作用。
在智能控制系统条件下,怎样全面提高低压断路器的运转特性已变成相关人员关心的聚焦点。
1智能控制系统的低压断路器机电一体化设计构思1.1低压断路器的主要需求和性能指标1.1.1基本规定本文设计的低压断路器应具备下列作用:①维护作用。
维护作用是低压断路器的主要指标值之一。
所以,在设计中,需要保证低压断路器具备较好的防护能力,可以完成短路故障瞬间维护、负载延迟时间反期限维护、欠压保护等。
②精确测量和运作监测作用。
低压断路器可即时测量各类电力网数据信息,并将有关信息上传入监测中心。
所以,低压断路器的检测指标值主要包含:一路相电压、电力网频率等;同时,低压断路器还能够即时体现电力网的运作状况,第一时间警报故障情况信息。
1.1.2性能指标一是电源指标值。
文中设计的低压断路器选用380V电源或直流电24V电源。
二是精确测量指标值。
直流电压做到2.5级,频率、工作电压等基本数据信息均为1级。
1.2基本构造根据智能控制系统的低压断路器关键由微控制器、数据信号收集电源电路、电源、电脑键盘等构件构成。
在综合性操纵下,输出实行电源电路进行具体操作,便于上级企业完成智能控制系统。
在结构设计中,为了进一步提高低压断路器的基本性能,使其更快、更准确地反馈相关信息,决定使用MSP430F449单片机,具有强大的内外设备,可以为系统创造良好、稳定的工作环境,具有更强的信息处理能力。
低压断路器自动化与智能化分析摘要:低压断路器作为低压配电系统中最重要的控制与保护元件,它的自动化和智能化程度,决定着电器设备的智能化程度。
随着计算机单片机技术的发展及应用,低压断路器在接通、分断、保护、安全、维护等方面的性能与采用热磁式技术的低压断路器相比,有了显著变化。
现就低压断路器自动化与智能化做一个简要的分析。
关键词:电力系统;低压断路器;智能化;安全保护Abstract: the low voltage circuit breaker as low voltage distribution system is the most important control and protection components, its automation and the level of intelligence, decided the electrical equipment of intelligence. Along with the computer technology and the development of single chip microcomputer application, low voltage circuit breaker in the connected, points break, protection, safety, maintenance, and other aspects of the performance and the thermal magnet technology compared low voltage circuit breaker, a significant change. Low voltage circuit breaker is automatic and intelligent do a brief analysis.Key words: electric power system; Low voltage circuit breaker; Intelligent; Safety protection一、市场断路器现状分析塑壳式断路器,在配电系统中起着支路保护的功能。
浅析低压断路器智能脱扣器的设计摘要: 从智能化脱扣器的结构出发,讨论了智能化脱扣器的关健技术:检测、微处理器及其接口技术、应用软件设计技术、可靠性技术等。
关键词:智能化脱扣器;传感技术;应用软件设计引言低压断路器是用于接通、分断电力系统及对各种故障进行保护控制的一种开关电器,广泛用于各类电网的供配电系统中,一般具有过载、短路、漏电、接地等故障保护功能。
传统断路器的检测和保护功能多由电磁元件完成,其动作时间长,保持精度低,整定困难。
随着社会的发展和技术的进步,人们对供电系统自动化程度的要求越来越高,传统断路器的功能已不能满足供电系统自动化的需要,因此,人们对断路器提出了更高的要求。
对于单台断路器,则要求其自动化、智能化、模块化,对于供电系统中的多台断路器,则要求能实现联网通信、集中监控等,即所谓的智能型断路器。
智能型断路器是采用了智能脱扣器的断路器,其主要特点是在传统的断路器基础上充分应用了微电子技术、计算机控制技术及网络通信等新技术,具有较高的性能和可靠性。
若干个智能断路器通过互联网络可组成智能供配电系统,具有遥测、遥控、遥讯和遥调功能。
一、智能脱扣器的设计1. 1设计原理低压断路器在供配电系统中的主要作用是对线路中的过载、短路和接地等故障进行保护,它通过检测单元获取主线路的电流、电压信号,经脱扣器的逻辑控制单元分析判断后发出信号控制断路器的动作。
断路器的动作与否和动作时间取决于脱扣器的控制信号。
智能脱扣器的设计也是基于这一原理,但其逻辑控制单元由高性能的单片机及其外围电子电路组成,检测单元由空心互感器和信号处理电路组成。
其原理框图如图1所示。
(1)故障记忆:脱扣器能记忆断路器分断时的故障电流和动作时间,并可随时供用户查询;(2)MCR脱扣:若断路器在合闸时遇短路故障,则立即瞬时分闸,以减少故障造成的损失;(3)热模拟:断路器在长延时或短延时故障分断后,提供触头冷却时间,长延时为1h,短延时为15 min,在此期间合闸,若再次发生过载,则延时时间自动缩短,以保护断路器;(4)通信接口:脱扣器具有异步通信接口,能与计算机或其他智能断路器联网,相互间可传输数据,实现“四遥”和集中监控。
浅谈智能化低压断路器摘要:本文对智能断路器进行综述,阐述了智能断路器的组成、特点和实现低压断路器智能化的关键技术和设计应用措施。
关键词:智能断路器;组成及原理;发展展望引言随着电力技术的高速发展和供电规模的日益扩大, 系统的网络结构和运行方式日趋复杂, 对电源的可靠性、安全性及供电质量也都提出了更高的要求,相应地对系统设备的操作简便性和安全性以及可靠性也提出了新的要求。
低压断路器作为电力供配电系统中广泛使用的主要控制电器, 除了要能正常分合相关系统额定电流外, 还要在相关系统故障时能快速有选择性地可靠分断相关系统短路故障电流,且不能出现越级跳闸或拒动现象。
特别是随着电力系统控制方式数字化进程的发展应用以及电力系统综合自动化的广泛应用, 对系统可视化、自动化、网络化、实时化、精确化的要求越来越高, 相应地对应用面积广、网络结构复杂、操作较频繁、故障率高的低压断路器也就提出了更高的要求, 传统断路器根本无法满足现代电力系统综合自动化的需要。
智能化技术的应用于是成了低压断路器的一个重要发展应用方向。
一、智能化断路器概述智能化断路器综合了现代高电压零飞弧技术、电子技术、电气自动化技术、网络通信技术、计算机及其软件技术等, 采用模块化结构, 完全突破了传统断路器的许多不足, 集保护、测量、监控于一体。
除了具备过载、过流、速断、漏电、接地等常规控制、保护、报警、整定功能外, 同时还具备人机对话显示、存储、记忆、逻辑分析、判断和选择以及网络通信等功能。
能够实时地显示温度、电流、电压、功率因数、有功、无功等各种特征参数并进行故障参数、类型的储存,具有自诊断能力, 从而为运行维护人员进行相应的信息查询和故障判断处理提供现场的实际运行资料, 为系统运行方式的优化奠定了基础。
通过其所具备的网络通信技术可以使多台智能化断路器实现与中央控制计算机双向通讯, 构成智能化的供配电系统, 实现“四遥”功能, 为无人化站所和实现区域联锁、远方监控、运方调整等创造必要的设备技术保障。
毕业设计(论文)题目:智能型低压断路器研究学生姓名:学号:所在学院:合肥工业大学专业班级:电气工程及其自动化1001班届别:2014 届指导教师:皖西学院本科毕业设计(论文)创作诚信承诺书1.本人郑重承诺:所提交的毕业设计(论文),题目《》是本人在指导教师指导下独立完成的,没有弄虚作假,没有抄袭、剽窃别人的内容;2.毕业设计(论文)所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠,文中所有引用的他人观点、材料、数据、图表均已标注说明来源;3. 毕业设计(论文)中无抄袭、剽窃或不正当引用他人学术观点、思想和学术成果,伪造、篡改数据的情况;4.本人已被告知并清楚:学校对毕业设计(论文)中的抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为将严肃处理,并可能导致毕业设计(论文)成绩不合格,无法正常毕业、取消学士学位资格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后果;5.若在省教育厅、学校组织的毕业设计(论文)检查、评比中,被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为,本人愿意接受学校按有关规定给予的处理,并承担相应责任。
学生(签名):日期:年月日目录1 绪论 (2)1.1 智能型低压断路器的研究意义 (2)1.2 低压断路器概述及智能化前景 (2)1.3 本设计的主要工作 (3)2 智能型低压断路器的方案设计 (4)2.1 智能型低压断路器的工作原理 (4)2.2 设计方案的选择 (4)2.3 控制核心单片机的选用 (5)3 智能型低压断路器的模块化设计 (7)3.1 模拟信号采集模块 (7)3.2 信号处理模块 (8)3.3 单片机输入输出模块 (10)3.4 故障保护 (11)3.5 电源设计 (12)3.6 串口通信 (13)4 智能型低压断路器的软件设计 (14)4.1 软件总体设计方案 (14)4.2 初始化程序 (15)4.3 A/D转换子程序 (17)4.4 LCD显示子程序 (18)4.5 故障判断子程序 (18)4.6 中断子程序 (18)5 仿真与调试 (20)参考文献: (21)智能型低压断路器研究学生:杨超(指导老师:刘世林)(皖西学院机械与电子工程学院)摘要:为了将低压断路器智能化,采用AT89C51单片机作为智能控制器。
智能低压断路器通信规约
随着科技的不断发展,智能化已经成为了各个行业的发展趋势。
在电力领域,智能低压断路器的出现为电力系统的安全运行和管理
带来了革命性的变化。
而智能低压断路器通信规约则是其智能化的
重要组成部分。
智能低压断路器通信规约是指在智能低压断路器与其他设备之
间进行通信时所遵循的标准和规范。
它定义了断路器与其他设备之
间的通信协议、数据格式、通信速率等内容,以确保设备之间能够
进行有效的信息交换和互操作。
通信规约的制定对于智能低压断路器的应用至关重要。
首先,
它能够实现断路器与其他智能设备之间的无缝连接,实现信息的实
时传输和共享,从而提高了电力系统的运行效率和可靠性。
其次,
通过通信规约的制定,可以实现对断路器状态、运行参数等信息的
实时监测和远程控制,为电力系统的安全运行提供了更加可靠的保障。
在实际应用中,智能低压断路器通信规约的制定需要考虑多方
面的因素,比如通信协议的选择、数据传输的安全性、通信速率的
优化等。
此外,通信规约的制定还需要考虑到设备的兼容性和可扩展性,以便能够适应不同厂家生产的智能低压断路器。
总之,智能低压断路器通信规约的制定是智能电力系统建设的关键环节,它为电力系统的智能化提供了坚实的基础,也为电力行业的发展带来了新的机遇和挑战。
通过不断优化和完善通信规约,相信智能低压断路器将会在电力系统中发挥越来越重要的作用,为电力系统的安全稳定运行和高效管理做出更大的贡献。
智能低压断路器技术标准一、概述智能低压断路器是一种先进的、集成了传统断路器与现代传感技术、微处理技术的电气设备。
它不仅可以实现传统的过载、短路保护,还可以对电网的各种参数进行实时监测、分析,具有远程控制、数据传输等功能。
为了保证智能低压断路器的性能和质量,制定了一系列的技术标准。
二、智能低压断路器的技术要求1.机械性能智能低压断路器的机械性能应符合相关标准要求,如操作机构的动作速度、触头分合闸时间等。
同时,对于断路器的机械寿命和电气寿命也应有相应的要求。
2.电气性能智能低压断路器的电气性能应符合相关标准要求,如短路分断能力、极限分断能力、短路耐受能力等。
此外,对于断路器的绝缘性能、电气间隙、爬电距离等也应有相应的要求。
3.传感技术智能低压断路器应配备先进的传感器,如电流传感器、电压传感器、温度传感器等,以实现对电网参数的实时监测。
传感器的精度、稳定性和可靠性应符合相关标准要求。
4.微处理技术智能低压断路器应采用高性能的微处理器,实现对电网参数的采集、处理和控制。
微处理器应具有高速度、高精度、低功耗等特点,同时还应具备一定的数据处理和通信能力。
5.远程控制与数据传输智能低压断路器应具备远程控制和数据传输功能,以便实现对电网的远程监控和管理。
为此,断路器应配备相应的通信接口和协议,如RS485接口、Modbus协议等。
三、智能低压断路器的检验方法为了保证智能低压断路器的性能和质量,应采用先进的检验方法对其各项性能指标进行检测。
常用的检验方法包括:外观检查、机械性能试验、电气性能试验、传感技术试验、微处理技术试验和远程控制与数据传输试验等。
在进行试验时,应按照相关标准要求进行操作,并对试验数据进行详细记录和分析。
四、总结智能低压断路器作为现代电力系统中的重要设备,其性能和质量直接关系到电网的安全和稳定运行。
为了确保智能低压断路器的各项性能指标符合要求,必须制定并执行严格的技术标准。
同时,随着技术的不断发展和进步,对于智能低压断路器的技术标准也将不断更新和完善。
智能低压断路器的研发及应用张伟摘要:随着现代化建设的发展,电力系统智能化水平也在同步提升。
目前低压智能断路器已广泛应用于我国低压配电系统,其具备短路、过电压、过负载等多种智能保护功能,保护动作迅速、精确。
本文主要研究低压智能断路器在运行过程中常见故障,分析故障类型,总结故障原因等,为运维检修人员进行缺陷消除、精益治理等工作提供技术支撑,及时消除设备故障,降低故障带来的损失。
关键词:智能设备;低压断路器引言作为低压配电网中的关键设备,低压断路器起着保护和电力分配的作用。
按照保护装置类型可以分为热磁式和电子式断路器,根据保护功能可以分为电流保护断路器和漏电及电流保护断路器。
其现状与存在的问题如下:1)热磁式断路器仅具有两段式保护,保护参数难以准确设置,需要级差保护的场合不能方便设置。
故障发生时,容易越级跳闸,停电范围扩大。
2)热磁式断路器在线路出现过载故障保护后,需要经过时间冷却后才能重新合闸,在环境温度较高的场合,无法快速恢复供电。
3)电子式断路器目前还无法满足低压配电网络节点的要求,通信功能受制于现场条件,目前仍无大范围推广使用。
4)低压断路器的测量功能不足,对于电压、电流、电量以及温度不能精确测量。
外置式互感器及二次设备在现场大量使用,增加了台区建设成本和维护成本。
5)低压断路器通信接口及通信规约不统一,设备布线调试周期长,通信不可靠。
6)由于市场竞争激烈,一味低价促销导致目前的低压断路器产品质量参差不齐,低档化严重。
1概述随着社会生产水平的提高,电力系统运行稳定性和供电可靠性需求也日益增长。
随着我国电网覆盖的范围越来越广,传统的配电系统运行和维护措施已经无法满足电力系统发展的要求。
供配电设备作为用电的基础设施,仅仅依靠传统的安全检测手段,事后检修和预先设定周期性定期检修都已不能满足现代化用电安全和用电质量。
因此,大力促进电网智能化建设,以提高电力的可靠性、城乡供电能力及供电安全水平势在必行。
国内外智能低压断路器的研究现状与发展趋势摘要:本文综述了近年来国内外智能低压断路器的发展状况,分析智能低压断路器的基本特点,对其技术发展进行了深入分析。
介绍了国内外智能低压断路器领域发展成就和技术发展方向,并展望了未来可能的发展趋势。
关键词:智能低压断路器;研究现状;发展趋势正文:随着人工智能技术的发展,智能低压断路器的应用也逐渐增多,其应用场景也越来越广泛,以及它的选择性、便捷性、可信性和可靠性都得到了很大的提升。
智能低压断路器的主要技术特点包括:其低压断路器能够实现快速、可靠、灵敏的自动调节,从而达到节能、降低运行成本和改善系统安全性的目的;其智能控制系统可以实现定时、定点、实时报警控制;通过可调整的调节指令,实现可靠性和节电效果;具有可扩展性,可根据不同系统要求控制调节。
国内外在智能低压断路器技术发展上取得了显着成就,未来的发展趋势包括:一是技术创新,开发新型智能低压断路器产品,提高断路器的稳定性和高度集成;二是多样化服务,实现在线监测、预测、维护等服务;三是产品集成,将智能低压断路器与智能电网、智能电力分布等相关技术进行集成,以实现智能化管理;四是智能化应用,使智能低压断路器融入到智能家居,智能楼宇,制造业等领域,提高其技术创新性。
本文提出了智能低压断路器的各种特点,分析了国内外智能低压断路器的发展状况与发展趋势,提出了未来可能的发展方向,为国内外智能低压断路器技术发展提供了参考依据。
随着新型能源发电系统的快速发展,智能低压断路器在新能源发电系统中发挥着重要作用。
例如太阳能光伏及风力发电系统中,智能低压断路器可以实现远程监控和远程控制,可以根据负荷的变化,自动调节电流的大小,以达到节能和提高发电效率的目的。
此外,智能低压断路器还可以在不同的节电技术中得到广泛的应用,例如能源分配和管理系统、能源调度系统等系统。
此外,随着智能网络和互联技术的发展,智能低压断路器也可以用于实现移动智能系统和自治型电网系统等系统中,进行协调、控制以及自动化操作,从而更好地改善电力发电系统的安全性和可靠性,进一步提高断路器的使用效率。
智能低压断路器技术标准智能低压断路器是一种集成了智能化控制和保护功能的低压开关设备,可以根据电网运行状态和负荷情况进行精准控制和保护。
智能低压断路器技术标准是对该类设备进行规范和标准化的技朧文件,旨在确保设备的安全性、可靠性和互操作性,促进智能低压断路器的广泛应用和推广。
一、技术标准的背景和意义随着电力系统的发展和智能化技术的不断成熟,传统的低压断路器面临着无法满足自动化、远程控制、智能保护等需求的挑战。
智能低压断路器作为新一代的低压开关设备,具有智能化控制、远程通信、数据采集等功能,可以更好地适应现代电网的需求,提高供电可靠性和系统安全性,降低运营成本,具有广阔的市场前景。
由于智能低压断路器技术的发展相对较新,缺乏统一的技术标准和规范,导致不同厂家生产的智能低压断路器在安全性、功能性、兼容性等方面存在差异,给设备的选型、应用和维护带来一定的困难。
制定智能低压断路器技术标准,对于推动行业技术创新,提高产品质量,保障用户利益,具有重要的意义和价值。
二、技术标准的基本内容1. 设备技术指标对智能低压断路器的额定电流、额定电压、短路能力、操作性能等基本技术指标进行规定,包括静态和动态参数的要求,以确保设备在不同工况下能够稳定可靠地运行。
2. 功能要求规定智能低压断路器应具备的远程控制、远程监测、数据采集、故障诊断、自动化保护等智能化功能,并对功能的具体要求和实现技术进行详细描述,确保设备能够满足现代电网的需求。
3. 安全保护对智能低压断路器的安全保护功能进行规定,包括过载保护、短路保护、接地故障保护、漏电保护等方面的要求,保障设备在异常情况下能够快速响应并切断电路,保护设备和人员的安全。
4. 通信接口对智能低压断路器的通信接口进行规范,包括通信协议、数据格式、接口标准等方面的要求,以便设备可以与监控系统、调度系统、远程终端等设备进行可靠的通信和数据交换。
5. 设备标识和标准化对智能低压断路器的外观标识、电气连接、尺寸结构等方面进行规范,确保设备在安装、调试和维护过程中符合标准化的要求。
低压断路器智能化的应用场景
低压断路器智能化的应用场景有以下几个:
1. 智能化监控和远程操作:通过连接互联网,低压断路器可以实现远程监控和操作,提高了运维效率和安全性。
例如,可以通过手机APP或者电脑远程监控断路器的状态,实时了解电流、电压和功率等信息,并进行远程操作,如远程开关断路器,调整电流和功率等。
2. 故障诊断和预测维护:智能低压断路器可以通过内置的传感器和智能算法,实时检测电流、温度等参数,分析和预测设备的运行状况,及时发现故障并报警,提前进行维护,避免了事故的发生。
3. 能源管理和优化:智能低压断路器可以实时监测电能消耗情况,提供精确的能源数据,帮助用户了解电能的使用情况,进行能源管理和优化。
例如,可以通过智能低压断路器实时监测设备的耗能情况,提供能源分析和建议,在合适的时间调整工艺流程和能源使用方式,降低能源消耗和成本。
4. 安全保护和防火灾:智能低压断路器可以通过设定电流、电压、温度等阈值,实现对电路的智能保护。
一旦发生电流过载、短路、漏电等问题,智能低压断路器可以及时切断电源,避免电路过载和火灾事故的发生。
5. 数据采集和分析:智能低压断路器可以实时采集电能数据并进行分析,提供关键的数据指标和报表,帮助用户进行数据分
析和决策。
可以通过智能低压断路器了解电网负载情况、设备利用率、能源消耗等信息,为改进电力系统运行提供参考依据。
总而言之,低压断路器智能化的应用场景主要包括远程操作和监控、故障诊断和维护、能源管理和优化、安全保护和防火灾、数据采集和分析等方面,将为电力系统的安全、高效和智能化提供技术支持。
低压断路器智能化脱扣器的功能及工作原理1概述随着社会经济的飞速发展,人们对电力系统可靠性和智能化的要求也越来越高。
对此,国家提出了建设智能电网的战略方针,也推动了断路器向多功能、高性能、智能化的方向发展。
作为低压断路器核心部分的智能脱扣器,其性能指标的优劣成为衡量断路器先进、可靠与否的标志。
ABB公司应用于万能式断路器的智能化脱扣器,以其多功能高性能的设计,良好的人机交互界面,可靠的质量水平,受到越来越多低压发电、输配电和电力用户的喜爱。
2智能脱扣器组成和工作原理供电系统中的低压断路器的主要功能是通过采集单元得到系统母线中的电流电压信号,由脱扣器的逻辑控制单元进行分析判断,根据结果采取相应的动作,实现线路中的过载、短路等故障保护。
其中,智能脱扣器由电源电路(包括自生电源、辅助电源)、电流电压采样检测、可编程放大器、CPU、显示电路和键盘及编码器等部分组成,与脱扣驱动机构、空心互感器配合执行电流电压采集和保护工作。
其原理是,在断路器的三相各装设一个空心互感器,通过互感器将主线路中的电压、电流信号转换成成比例的模拟电路可处理的信号,脱扣器信号处理单元对这些信号进行整流滤波处理后送入CPU,在CPU内部进行A/D转换后进行逻辑运算和处理,运算结果和预先设置的过载、短路短延时、短路瞬动和单相接地故障的电流值进行比较,比较后单片机输出符合预设定保护特性的逻辑电平信号,这些信号经放大后可直接驱动断路器的执行机构或其他辅助继电器,使断路器动作或输出声光信号。
各种故障保护的动作电流和时间整定值通过键盘设定并预先存储在EPROM中,并可在运行期间随时进行修改。
此外,当产生特大短路电流时,独立于CPU的模拟脱扣电路可立即产生动作信号控制执行单元,使断路器动作。
断路器分断动作的执行,是由智能脱扣器输出电磁信号给脱扣磁通变换器。
磁通变换器实际上是一个单向极化继电器,衔铁后连接一个推动杆,正常情况时,衔铁被铁心上的永久磁铁产生的恒向磁通所吸引,驱动电路输出的直流电流产生的磁通极性与永久磁铁的磁通相反,就抵消铁心对磁铁的吸力,衔铁释放,其推动杆脱开断路器四连杆上的锁扣,断路器跳闸,切断电路。
低压断路器智能化脱扣器的功能及工作原理1概述随着社会经济的飞速发展,人们对电力系统可靠性和智能化的要求也越来越高。
对此,国家提出了建设智能电网的战略方针,也推动了断路器向多功能、高性能、智能化的方向发展。
作为低压断路器核心部分的智能脱扣器,其性能指标的优劣成为衡量断路器先进、可靠与否的标志。
ABB公司应用于万能式断路器的智能化脱扣器,以其多功能高性能的设计,良好的人机交互界面,可靠的质量水平,受到越来越多低压发电、输配电和电力用户的喜爱。
2智能脱扣器组成和工作原理供电系统中的低压断路器的主要功能是通过采集单元得到系统母线中的电流电压信号,由脱扣器的逻辑控制单元进行分析判断,根据结果采取相应的动作,实现线路中的过载、短路等故障保护。
其中,智能脱扣器由电源电路(包括自生电源、辅助电源)、电流电压采样检测、可编程放大器、CPU、显示电路和键盘及编码器等部分组成,与脱扣驱动机构、空心互感器配合执行电流电压采集和保护工作。
其原理是,在断路器的三相各装设一个空心互感器,通过互感器将主线路中的电压、电流信号转换成成比例的模拟电路可处理的信号,脱扣器信号处理单元对这些信号进行整流滤波处理后送入CPU,在CPU内部进行A/D转换后进行逻辑运算和处理,运算结果和预先设置的过载、短路短延时、短路瞬动和单相接地故障的电流值进行比较,比较后单片机输出符合预设定保护特性的逻辑电平信号,这些信号经放大后可直接驱动断路器的执行机构或其他辅助继电器,使断路器动作或输出声光信号。
各种故障保护的动作电流和时间整定值通过键盘设定并预先存储在EPROM中,并可在运行期间随时进行修改。
此外,当产生特大短路电流时,独立于CPU的模拟脱扣电路可立即产生动作信号控制执行单元,使断路器动作。
断路器分断动作的执行,是由智能脱扣器输出电磁信号给脱扣磁通变换器。
磁通变换器实际上是一个单向极化继电器,衔铁后连接一个推动杆,正常情况时,衔铁被铁心上的永久磁铁产生的恒向磁通所吸引,驱动电路输出的直流电流产生的磁通极性与永久磁铁的磁通相反,就抵消铁心对磁铁的吸力,衔铁释放,其推动杆脱开断路器四连杆上的锁扣,断路器跳闸,切断电路。
低压断路器现状及智能化发展研究摘要:在科技日益发展的当今社会,供电规模的日趋扩大,电力系统对可靠性、智能化、自动化以及高效化的要求更严格,电气电力生产力已经被广泛应用到国防科技、交通运输、工业、农业、科教、科研发展等社会生活的各个领域。
而在电力网络运作中,无论是发电、输电、配电,还是用电环节,低压断路器都是其中最为重要的电子控制元件之一。
基于这一点,文章首先分析了我国低压断路器的生产业,然后分析了我国断路器在市场应用中的现状,最后对我国低压断路器的未来发展进行了展望。
关键词:智能化;脱扣器;产品电子化低压断路器,从其性能、功用、适用性这几个方面来区分,大致可分为万能式低压断路器和塑壳式低压断路器。
万能式低压断路器多适用于企业及公共设施配电网络,它具有智能化保护功能,提高供电可靠性,避免了不必要的停电,同时,万能断路器的智能控制器能提供大量信息显示、负载监控、实验、通讯、现场编程及故障参数记录等功能,可实现对整个供电网络的多段保护。
塑壳式低压断路器是低压配电网络的非常重要的电子元件,它能精确识别用电网络中的用电设备超负载运行、短路等情况,及时切断故障电流,防止事故扩大,造成对整个用电网络的更大破坏。
它的价格较之万能断路器更为廉价,因此更适合小型企业低压用电设备的使用。
此外,断路器还有漏电断路器、直流快速断路器、真空断路器、小断路器。
1我国低压断路器的生产业分析低压断路器(曾称自动开关)是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流,还可以接通和分断短路电流的开关电器。
低压断路器在电路中除起控制作用外,还具有一定的保护功能,如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。
低压断路器的分类方式很多,按使用类别分,有选择型(保护装置参数可调)和非选择型(保护装置参数不可调),按灭弧介质分,有空气式和真空式(目前国产多为空气式)。
低压断路器容量范围很大,最小为4 A,而最大可达5 000 A。
低压断路器广泛应用于低压配电系统各级馈出线,各种机械设备的电源控制和用电终端的控制和保护。
浅谈低压断路器在智能楼宇配电系统中的应用摘要:在分析了低压断路器选型和保护整定原则后,对智能楼宇配电系统中断路器脱扣单元的选择、断路器级联保护特性、以及断路器的安装方式进行了详细分析研究。
关键词:智能楼宇配电系统低压断路器引言低压断路器作为一种保护电器,当配电电路出现过载和短路等非正常运行工况时,在电路系统中电气设备没有发生烧伤和损毁前自动跳闸将供电电源断开进行保护,是智能楼宇配电系统中得到广泛推广使用的关键保护元器件。
新一代塑壳断路器采用模糊化、集成化、网络化结构,不仅有效提高了断路器的运行安全性和可靠性,同时在使用经济效益等方面均有了很大提高。
但是,目前市场中集成模块化断路器产品型号和功能特性相互间存在一定差异,为了在智能楼宇配电系统设计选项和安装调试等过程中构筑完善的配电保护系统,便于正确选择经济合理的断路器型号和参数,结合国家相关技术规范对断路器的综合保护性能及其在智能楼宇建筑低压配电系统中使用的技术要点进行分析研究,就显得非常有工程实际研究应用价值。
1 低压断路器选型和保护整定原则在智能楼宇低压配电系统断路器等保护器型号和功能选型设计时,应根据配电系统短路计算电流来合理选择断路器类型和保护功能,其具体选用原则是:所选断路器其自身的短路分断能力(也可以称为断路器的极限短路工况的分断能力Icu)、正常运行短路工况分断能力(Ics)、以及短时耐受短路电流能力(Icw)三个特征参变量,只有在智能楼宇低压配电系统中正确掌握上述三个特征变量,才能从技术经济等方面构筑完善的配电保护系统。
从大量文献资料和厂家样本资料可知,我国国内厂家生产的低压断路器保护器其正常运行短路工况分断能力Ics通常要比极限短路工况分断能力Icu低,按照国标中GB140482相关规定可知,断路器Ics功能序列为Icu数值的25%、50%、75%、以及100%四个类型,也就是说在进行选型设计时,只要断路器的极限短路分断能力能够满足大于分支线路最大短路计算电流值时,其选型从保护功能来看就能满足整个保护方案需求。
智能低压断路器的研发及应用摘要:在低压配电网中,配电分支节点的智能低压断路器除了保护功能外,还实现了测量、通信和控制功能。
一二次融合技术在低压断路器上的实现,简化了低压配电网络的设备种类和通信接线。
智能低压断路器开关设计采用一种新型智能塑壳断路器方案,融合了高精度测量及宽带电力载波通信的功能。
关键词:智能;低压断路器;应用1 引言人们的生活水平不断提高,对电力系统提出了更高的要求。
随着我国电网覆盖的范围越来越大,传统的配电系统运行和维护措施已经无法满足国家电网发展的要求。
供配电设备作为用电的基础设施,仅仅依靠传统的安全检测手段,事后检修和预先设定周期性定期检修都已不能满足现代化用电安全和用电质量的保证。
因此,应大力促进电网智能化建设,以提高电力的可靠性、城乡供电能力及供电安全水平。
配电设备的在线监测及状态检修是配电网智能化的重要组成部分。
在线监测即是通过在配电设备上装设各种检测仪表对配电设备的运行状况进行实时、连续的自动检测,通过软件对监测数据进行分析处理诊断,最终做出检修意见。
2 智能低压断路器的设计原理智能开关的新型高精度测量智能塑壳断路器采用了一二次融合思路,保护和测量独立设计。
新型智能塑壳断路器由断路器本体、保护模块、保护互感器、测量模块、电流测量互感器、电压调理模块和电流调理模块构成。
保护模块负责完成与保护相关的数据采集,实时计算和监测断路器状态。
测量模块负责电压、电流采集计算,以及电量、谐波、功率和功率因数等电参量的实时计算。
保护电流互感器磁芯采用了硅钢叠压的处理。
由于电流保护的范围较大,一般到5倍左右,电流互感器产生了部分饱和现象。
反应出来的一二次电流曲线为非线性的特点,需要根据保护互感器的二次电流输出特性,采用二次曲线拟合方式对保护互感器进行校正。
由于塑壳断路器内部空间有限,电流测量互感器设计受到严格的结构尺寸限制,在互感器磁芯材料选择上选择饱和磁感强度大、磁导率高的铁基纳米晶材料缩小互感器的尺寸。
低压智能断路器原理及应用低压智能断路器是一种智能化的电气设备,用于保护低压电路免受过载、短路、接地故障等电气故障的影响。
它能够自动感知电路中电流、电压等参数的变化,并在异常情况下切断电路,以保护电器设备和人身安全。
下面是关于低压智能断路器原理及应用的详细介绍。
低压智能断路器的工作原理主要包括电流检测、电压检测和电路切断三个方面。
首先,电流检测是低压智能断路器保护功能的关键。
低压智能断路器内部集成了电流传感器,可以实时感知电路中的电流变化。
当电路中的电流超过额定值或达到预设的故障电流时,断路器会自动切断电路,达到过载保护的效果。
此外,低压智能断路器还可以检测出电路中的短路故障,及时切断故障电路,以防止火灾等事故的发生。
其次,电压检测是低压智能断路器另一个重要的保护功能。
低压智能断路器能够检测电路中的电压变化,包括欠压和过压。
当电路中的电压低于额定值或高于额定值时,断路器会自动切断电路,以避免电器设备的损坏或安全事故的发生。
最后,电路切断是低压智能断路器的最终保护措施。
当发生电流过载、短路、过压等故障时,低压智能断路器会自动切断电路,以防止故障蔓延,保护电器设备和人身安全。
低压智能断路器的应用非常广泛。
它适用于各种低压电路,包括住宅、商业建筑、工厂、医疗设施等。
在住宅中,低压智能断路器可以用于保护家庭用电设备,如冰箱、洗衣机、电视等。
在商业建筑和工厂中,低压智能断路器可以用于保护配电系统,并提供远程监控、报警、记录等功能。
在医疗设施中,低压智能断路器可以用于保护医疗设备,防止电气故障对患者和医护人员的危害。
低压智能断路器相比传统断路器具有很多优势。
首先,它具有智能化的特点,能够实时检测电流、电压等参数,并进行自动断路保护。
其次,低压智能断路器可以提供远程监控和管理功能,用户可以通过手机、电脑等终端设备实时监测电路状态和故障信息,并进行远程操作。
此外,低压智能断路器还可以提供故障记录、报警等功能,方便用户对电路状态进行分析和维护。
浅谈低压断路器及漏电保护器选择及使用摘要:在电气行业中,一些断路器及漏电保护器的设计、制造者与他的用户之间由于沟通、交流不够,致使电气产品的用户在选择低压断路器及漏电保护器上存在些盲区。
通过对当前电气市场的广泛调研,并结合电器用户的使用经验,浅谈低压断路器及漏电保护器的选择及使用关键词:断路器;漏电保护器;选择;使用1不同的负载选用不同类型的断路器常见的负载有配电线路、电动机和办公用与类似办公用三大类。
以此相对应的便有配电、电动机和办公用等的过电流保护断路器,这三类断路器的保护性质和保护特性是不相同的,下面分别加以分析:1.1对配电型断路器而言,它有A类和B类之分:A类为非选择型,B类为选择型。
所谓选择型是指断路器具有过载长延时、短路短延时特性,而非选择型断路器仅有过载长延时、短路瞬时的二段保护。
当线路短路时,只有靠近该点的断路器动作,而上方位的断路器不应该动作,这就是选择性保护。
要达到选择性保护的要求,上一级的断路器应选用具有三段保护的B型断路器。
考虑到配电线路内有电动机群,由于电动机仅是其负载的一部分,且一群电动机不会同时起动,故选择断路器时可只考虑线路额定电流。
1.2对于直接保护电动机的电动机保护型断路器,它只要有过载长延时和短路瞬时的二段保护性能就够了,也就是说必须躲过电动机的启动峰值电流就可以了,其它特性选择与配电线路相似。
1.3办公用和类似场所的保护,也分A类断路器和B类断路器,A类断路器的过载脱扣特性为:瞬时脱扣器的脱扣电流在3倍至50倍额定工作电流这个范围。
B类断路器的短路短延时特性为:短延时时间为0至0.3s可调或短延时时间0.1、0.2、0.3和0.4s可调。
配电、电动机和办公用等的过电流保护断路器,因保护对象的承受过载电流的特点、特性不同,因此,选用的断路器的保护特性也是不同的。
2选择不同类型短路分断能力的断路器来适应不同的线路预期短路电流断路器的选用原则是:断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流。
浅谈智能化低压断路器
发表时间:2018-12-12T18:35:45.773Z 来源:《防护工程》2018年第23期作者:谭小英
[导读] 本文对智能断路器进行综述,阐述了智能断路器的组成、特点和实现低压断路器智能化的关键技术和设计应用措施。
广东南冠电气有限公司 528251
摘要:本文对智能断路器进行综述,阐述了智能断路器的组成、特点和实现低压断路器智能化的关键技术和设计应用措施。
关键词:智能断路器;组成及原理;发展展望
引言
随着电力技术的高速发展和供电规模的日益扩大, 系统的网络结构和运行方式日趋复杂, 对电源的可靠性、安全性及供电质量也都提出了更高的要求,相应地对系统设备的操作简便性和安全性以及可靠性也提出了新的要求。
低压断路器作为电力供配电系统中广泛使用的主要控制电器, 除了要能正常分合相关系统额定电流外, 还要在相关系统故障时能快速有选择性地可靠分断相关系统短路故障电流,且不能出现越级跳闸或拒动现象。
特别是随着电力系统控制方式数字化进程的发展应用以及电力系统综合自动化的广泛应用, 对系统可视化、自动化、网络化、实时化、精确化的要求越来越高, 相应地对应用面积广、网络结构复杂、操作较频繁、故障率高的低压断路器也就提出了更高的要求, 传统断路器根本无法满足现代电力系统综合自动化的需要。
智能化技术的应用于是成了低压断路器的一个重要发展应用方向。
一、智能化断路器概述
智能化断路器综合了现代高电压零飞弧技术、电子技术、电气自动化技术、网络通信技术、计算机及其软件技术等, 采用模块化结构,完全突破了传统断路器的许多不足, 集保护、测量、监控于一体。
除了具备过载、过流、速断、漏电、接地等常规控制、保护、报警、整定功能外, 同时还具备人机对话显示、存储、记忆、逻辑分析、判断和选择以及网络通信等功能。
能够实时地显示温度、电流、电压、功率因数、有功、无功等各种特征参数并进行故障参数、类型的储存,具有自诊断能力, 从而为运行维护人员进行相应的信息查询和故障判断处理提供现场的实际运行资料, 为系统运行方式的优化奠定了基础。
通过其所具备的网络通信技术可以使多台智能化断路器实现与中央控制计算机双向通讯, 构成智能化的供配电系统, 实现“四遥”功能, 为无人化站所和实现区域联锁、远方监控、运方调整等创造必要的设备技术保障。
二、智能化断路器的组成及工作原理
智能化断路器中智能化技术的应用核心是集保护、测量、监控于一体的多功能脱扣器, 它主要由微处理器单元、信号检测采集单元、开关量输入单元、显示和键盘单元、执行输出单元、通信接口、电源等几个部分组成。
如图1 所示。
图1智能断路器的组成框图
其各部分原理如下:
2.1微处理器单元
单片机以其高性价比和可靠性成为智能化断路器智能控制系统的首选。
微处理器单元由高性能的自带A/D 转换、看门狗监视器、I2C 串行总线和高速输入输出通道、通讯接口和标准的JTAG 程序烧写口的单片机及其外围电子电路组成。
配以优化的软件, 组成的单片机控制系统所需外围元件少, 使得设计简单, 布线方便, 而且在稳定性和抗干扰能力上都有极大的提高。
各交流量分别经信号输入回路、低通滤波器送到CPU 控制的多路开关, 经模数转换后, 由DB 数据总线送到数据存储器( RAM)。
CPU 通过调用程序存储器( EPROM)中的程序对采集的数据进行计算, 其计算结果与存放在电可擦存储器(E2PROM)中的整定值进行比较, 作出相应的故障判断处理。
再通过输入输出端口(I/O)将处理信号送到相应外设(信号与出口)发出报警信号, 或执行跳闸。
微处理单元除了要完成整个系统的测量、保护、逻辑等功能外, 还具有自我故障诊断和监察的能力,当断路器本身发生故障或环境温度超过允许范围时, 能发出相应的信号显示或报警, 同时重新起动。
自诊断的项目主要有EPROM出错、A/D 转换出错、环境超温、CT 断线、跳闸线圈断线、断路器拒动及触头维护。
微处理单元的自诊断功能不仅大大提高了断路器的运行可靠性, 更给后期维修、故障判断工作提供了极大的方便。
2.2信号检测采集单元
信号检测采集单元作为智能化断路器十分重要的组成部分, 要求有高的转换精度、灵敏度、可靠性、频率响应、测量范围以及抗干扰能力, 以便微处理单元能够作出精确的判断处理。
因此, 信号检测采集单元将保护信号和测量信号分别取自不同类型的电流互感器, 以满足保护和测量的要求。
在测量大电流(短路电流)时基本上都采用线性度好、精确度高的空心电流互感器进行保护信号的检测; 而小电流及电参数的检测则采用铁芯互感器; 测量和保护用的电压信号则由电压互感器获得。
上述信号经过信号处理电路后, 便能将主回路中的电压及电流信号线性的转换为数字电路和单片机可处理的电平信号,经单片机分析判断后发出信号或控制断路器的动作。
根据电流、电压的采样值,还可利用不同的算法计算出相应的电压、电流的有效值、有功功率、无功功率、频率、功率因数、电能等参数, 实现各种表计功能, 对降低成本, 简化布线, 提高低压配电的可靠性大有益处。
2.3通信接口
智能化断路器所带的串行通信接口, 可将智能化断路器连接到现场总线, 将配电系统组成一局域网,一台计算机作为主站,若干带通讯接口的智能断路器组成从站。
断路器编号、分合闸状态、各种设定值、运行电流、电压、故障电流、动作时间及故障状态等多种参数进行网络传输, 实现与系统上位管理机或控制调度中心计算机间的信息交换, 接收上位机或远方调度控制中心的数据上传要求, 完成对现场设备的远
方监控和遥测、遥讯、遥调、遥控功能。
三、低压断路器的发展展望
3.1低压断路器发展的目标要求
在来自外国企业的冲击和压力下,我国的低压断路器企业必须引进新的生产资料,发展新的生产技术,形成新的生产力,加强民族产业的凝聚力,提高整个低压断路器行业的档次与实力,保持对国外先进企业的竞争力。
企业的管理模式与市场营销手段,更应向其它发展较为先进的行业看齐。
3.2低压断路器发展的技术支持
①大电流电弧分断技术
随着供电规模的不断扩大,电力系统对可靠性、智能化、自动化以及高效化的更严格要求,因此对低压断路器的分断性能要求也在不断提高。
为了提高系统安全性,新一代万能断路器已经达到额定极限短路分断能力、额定运行短路分断能力和额定短时耐受点流的趋同,为提高参数性能,新一代断路器也开始采用双断点触头灭弧系统。
②过电流保护新技术
现行的低压断路器主要保护配电系统过电流,目前的断电器性能基本能满足保障要求。
但是,在配电系统过电流的保护来看,目前的断路器是不完全合格的。
因此,新一代低压断路器的过电流保护技术才能达到要求。
过电流保护技术能在极短时间内做出断电保护判定,把判定时间从原来的1~1.2 s缩减到目前的0.2-0.5 s,缩减了保护选择时间,也更节材节能。
在成套装置的安装板上,先安装一个断路器的安装座,安装座上6个插头,断路器的连接板上有6个插座。
安装座的面上有连接板或安装座后有螺栓,安装座预先接上电源线和负载线。
使用时,将断路器直接插进安装座。
如果断路器坏了,只要拔出坏的,换上一只好的即可。
它的更换时间比板前,板后接线要短,且方便。
③可通信与综合智能化技术
电力系统对系统保护的可靠性,智能化,自动化要求愈发严格,配电系统实现系统网络化是必然的发展方向。
低压断路器与用电设备之间必须具有双方通信和控制的功能。
断路器在信息显不、负载监控、实验、通讯、现场编程及故障参数记录这些完善功能上的发展和应用,使配电系统通信网络变得更简洁、更效率。
基于微处理器的智能电器具有强大的检测功能和通信功能,因而利用智能电器实现电力质量监控是最合适的方案,这也是当前中压和低压智能电器的一个新的发展方向.用智能电器实现PQ监控有两种结构:一是用于低压智能配电系统中的专用智能化电力质量监控器;二是让智能化低压断路器或保护继电器兼有电力质量监控功能。
④低压断路器小型化与模块化技术
低压断路器小型化主要借助于新技术、新工艺应用以及产品结构上创新,新一代产品与第三代产品相比,体积平均缩小20%一50%。
低压断路器零部件及附属配件的制造是国家低压电器生产科研水平的一个重要量化标准。
产品小型化模块化,是技术创新、设备优化的体现,同时也能节省整个系统耗材。
断路器模块化水平包括:功能附件模块种类、标准化程度、制造工艺性、维护方便性以及模块小型化等。
⑤低压断路器可靠性与环保技术
低压断路器的可靠性包括动作可靠性、分断可靠性和承受环境变化可靠性。
动作可靠性能有效提高低压断路器机械寿命和操作判定准确性;分断可靠性是断路器熄弧性能与可靠性达到最佳状态。
承受环境可靠性则关系到断路器的使用耐久性。
四、结语
电的产生、输送、使用中, 配电是一个极其重要的环节。
配电系统包括变压器和各种高低压电器设备, 低压断路器则是一种使用量大面广的电器。
阐述了低压断路器的发展趋势。
参考文献:
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