[实用新型]一种双线圈采样带电量监测功能的电子脱扣器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种双线圈采样带电量监测功能的塑壳断路器电子脱扣器。

背景技术

随着电力系统智能化技术的发展，各级系统均配置了数量众多的电量数据采集传感器，但各不统属、功能冗余，塑壳断路器作为元器件级的底层平台是电力系统的重要组成部分，可在发生过载或短路故障时自动切断电路，但传统塑壳断路器仅具备三段保护功能，并不具备电量数据采集功能。

中国专利CN201120197266.1一种智能型塑壳断路器的电子脱扣器，中国专利CN200810166495.X一种电子脱扣器，这些电子脱扣器仅具备保护功能；中国专利CN201310123396.4一种船舶用中压真空断路器智能脱扣器，提到了电量采集，但不是双线圈采样。空芯线圈互感器线性度好，没有饱和现象，但空芯线圈属于di/dt型互感器，需信号调理单元进行积分处理，这样采样的电流信号与实际电流存在相位差，无法准确计算有功功率；而铁芯线圈互感器采样的电流信号与实际电流相位一致，便于计算功率，但大电流下易饱和，线性度不好，对保护不利。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种双线圈采样带电量监测功能的塑壳断路器电子脱扣器，形成统一的、元器件级的底层数据采集平台，省去众多冗余电量数据采集传感器，通过通讯接口可供各级上级系统灵活调用数据，实现系统智能化管理和保护。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种双线圈采样带电量监测功能的电子脱扣器，其特征在于，包括用于采集三相电流信号的空芯线圈电流互感器及铁芯线圈电流互感器、用于采集三相电压信号的电压互感器，空芯线圈电流互感器的输出信号经由各自的调理放大单元一输入三段保护MCU，由三段保护MCU通过脱扣单元控制脱扣机构，铁芯线圈电流互感器的输出信号一方面输入自供电源单元，另一方面经由各自的调理放大单元二输入电量监测MCU，电压互感器的输出信号经由各自的调理放大单元三也输入电量监测MCU，电量监测MCU与上位机进行通讯。

优选地，所述电量监测MCU通过Modbus通讯单元、CAN通讯单元与上位机进行通讯。

本实用新型设计了一种双线圈采样带电量监测功能的塑壳断路器电子脱扣器，其通过空芯线圈互感器实现保护功能，通过铁芯线圈电流互感器实现电量监测功能，除传统的长延时、短延时、瞬时三段保护功能外，具有电量监测功能，可以实时采集三相电流、电压、频率、有功功率、视在功率、功率因数、断路器分合状态等电量参数，通过CAN总线和485总线通讯模块上传给上位机，供各级系统参考和决策。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种双线圈采样带电量监测功能的电子脱扣器的原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加明了易懂，以结合具体实例，对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型提供了一种双线圈采样带电量监测功能的电子脱扣器，包括用于采集三相电流信号的空芯线圈电流互感器及铁芯线圈电流互感器、用于采集三相电压信号的电压互感器，空芯线圈电流互感器的输出信号经由各自的调理放大单元一输入三段保护MCU，由三段保护MCU通过脱扣单元控制脱扣机构，铁芯线圈电流互感器的输出信号一方面输入自供电源单元，另一方面经由各自的调理放大单元二输入电量监测MCU，电压互感器的输出信号经由各自的调理放大单元三也输入电量监测MCU，电量监测MCU通过Modbus通讯单元、CAN通讯单元与上位机进行通讯。

空芯线圈电流互感器为罗式线圈，采集三相电流信号经调理放大单元处理后，输入三段保护MCU采样进行AD转换，当发生过载或短路故障时，输出信号给脱扣单元驱动脱扣机构使断路器跳闸。

铁芯线圈电流互感器为速饱和线圈，其功能一是感应能量提供给自供电源电源给整个电子脱扣器供电，其功能二是采集额定电流范围内的电流，因为空芯线圈采集的电流与实际电流存在相位差，无法计算有功功率，因此用铁芯线圈电流互感器电量监测功能的电流信号，采集三相电流信号经调理放大单元处理后，输入电量监测MCU采样进行AD转换，同时电压互感器采集三相电压信号经调理放大单元处理后，也输入电量监测MCU采样进行AD转换，通过三相电压和三相电流可计算出有功功率、视在功率、功率因数，通过电压采样还可计算出频率，通过检测辅助触点还可得到断路器分合状态，三段保护MCU还可通过高速总线将保护设定参数和故障信息传输给电量监测MCU，这些电量参数、保护设定参数和故障信息可以通过Modbus通讯单元、CAN通讯单元上传给上位机，同时上位机可通过通讯单元实现遥控和保护设定参数的遥调。

虽然本实用新型已参照上述实例来说明本实用新型，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本实用新型，所以并非作为对本实用新型限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述的实施例的变化，变形都将落入本实用新型权利要求的保护范围。