[发明专利]断路器控制器

说明书

技术领域

本发明涉及低压电器领域，更具体地说，涉及一种断路器控制器。

背景技术

目前国内在工业现场用作配电或电机保护的控制单元，基本达到了国际九十年代水平，可对各种信号进行实时处理，实现多种保护特性和众多的辅助功能；当控制单元发出动作指令时，能通过磁通变换器快速有效分断断路器。但是这已不能满足不断提高的配电系统要求：控制单元应能作到更清晰的现场断路器工作状况显示，实时与远端进行数据交换，而且带有一定的监控和区域选择性联锁能力。为此，如以单个MCU或DSP为核心的控制平台，由于既要完成复杂的谐波算法，还要执行实时三相电流、三相电压数据采集、控制信号输出、系统保护以及人机交互等一系列操作，无法有效地缩短控制和采样周期。

发明内容

本发明提供一种断路器控制器，采用双DSP的工作体系结构。

根据本发明的实施例，提供一种断路器控制器，包括：

断路器操作管理装置，用于执行实时系统管理以及数据通信，该断路器操作管理装置包括第一DSP、用于进行数据通信的通信接口以及用于进行实时系统管理的界面装置；

断路器操作执行装置，用于执行数据的采集、处理以及对于断路器的控制，该断路器操作执行装置包括第二DSP、用于执行数据采集的采集模块、用于执行环境检测的检测模块、用于执行数据处理的处理模块以及用于进行断路器控制的控制模块；

电源装置，连接到断路器操作管理装置和断路器操作执行装置，提供电源；

其中，断路器操作管理装置和断路器操作执行装置之间的通信采用带重传的确认模式，断路器操作管理装置向断路器操作执行装置传送参数设置、断路器操作执行装置向断路器操作管理装置传送采集的参数以及执行控制的结果。

根据一实施例，断路器操作管理装置包括：

第一DSP；

通信接口，通信接口包括内部总线模块和外部通信模块，内部总线模块和外部通信模块都与第一DSP进行双向的数据通信；

界面装置，包括显示模块、状态指示模块、输入模块、报警模块以及感应模块，其中，显示模块、状态指示模块、报警模块和感应模块单向地从第一DSP接收数据，而输入模块单向地向第一DSP发送数据。

根据一实施例，外部通信模块是现场总线接口，支持Modbus、DeviceNet、Profibus的现场总线。

根据一实施例，断路器操作执行装置包括：

第二DSP；

采集模块，采集电流及电压信号，并将采集的电流及电压信号提供给第二DSP；

检测模块，检测环境温度、脱扣位置以及输入电流的相位和频率，并将检测的结果提供给第二DSP；

处理模块，执行数据处理；

控制模块，连接到第二DSP，根据第二DSP的信号对断路器进行控制。

根据一实施例，采集模块包括：

分压电路，三相电流通过电流互感器输入电流信号，分压电路将输入的电流信号分成保护用电流采样处理信号和测量用电流采样处理信号两路；

保护用电流采样处理模块，接收保护用电流采样处理信号，保护用电流采样处理模块把输入的保护用电流采样处理信号进行缩小；

测量用电流采样处理模块，接收测量用电流采样处理信号，测量用电流采样处理模块把输入的测量用电流采样处理信号进行放大；

电流型电压互感器，三相电压通过电流型电压互感器后产生对应的电流信号；

电压采样模块，根据电流型电压互感器产生的电流信号进行电压采样；

基准电压发生器，为保护用电流采样处理模块、测量用电流采样处理模块和电压采样模块提供稳定的基准采样参考电压。

根据一实施例，检测模块包括：

环境温度检测模块，检测环境温度，第二DSP在测量中根据检测的环境温度进行温度补偿，并在温度超过正常范围时报警；

脱扣位置检测模块，检测断路器的脱扣位置；

相位和频率检测模块，检测输入电流的频率和相位，第二DSP根据所检测的频率和相位进行交流功率的精确计算。

根据一实施例，处理模块包括：

In等级处理模块，通过调整In等级处理参数和相对应In等级的电流互感器，使断路器控制器成为对应In等级的断路器控制器。

根据一实施例，控制模块包括：

磁通变换器，根据第二DSP发出的脱扣脉冲动作，切断三相电流；

继电输出模块，完成负载监控输出以及实时性控制输出；

区域选择性联锁模块，用于实现多极串联断路器之间短路短延时保护和接地故障保护的选择性配合。