一种新能源并网低压断路器用电子式控制器的制作方法

1.本发明属于电力系统低压配电设备技术领域，具体涉及一种新能源并网低压断路器用电子式控制器。


背景技术：

2.按照保护装置的不同，传统低压断路器主要分为热磁式低压断路器和电子式低压断路器，但是这两类低压断路器应用于低压配电网中主要存在以下几方面问题：
3.(1)通信能力差，一般仅有rs-485通信方式，且通信功能并未实际使用；
4.(2)感知能力差，不具备高精度测量功能及电能质量相关检测功能；
5.(3)不具备台区拓扑自动识别能力，而台区拓扑是对配电台区全面监控和管理的重要基础数据，是进行线损分析、故障检测、防窃电等应用的基础；
6.(4)不具备新能源并网管理功能。


技术实现要素：

7.鉴于上述问题，本发明提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种新能源并网低压断路器用电子式控制器。
8.为解决上述技术问题，本发明提供了一种新能源并网低压断路器用电子式控制器，包括：管理单元、保护单元、电源单元、用户接口、出线电压采集单元和断路器接口，其中，所述管理单元分别与所述保护单元、所述电源单元、所述用户接口和所述断路器接口连接，所述保护单元分别与所述电源单元、所述出线电压采集单元和所述断路器接口连接，所述断路器接口分别与所述电源单元和所述出线电压采集单元连接。
9.优选地，所述管理单元包括：电压采样接口、第一交互接口、脱扣控制接口、第一电流采样接口和合分闸接口，其中，所述电压采样接口与所述电源单元连接，所述第一交互接口和所述脱扣控制接口与所述保护单元连接，所述第一电流采样接口和所述合分闸接口与所述断路器接口连接。
10.优选地，所述保护单元包括：第二电流采样接口和第二交互接口，所述第二电流采样接口与所述断路器接口连接，所述第二交互接口与所述保护单元上的第一交互接口连接。
11.优选地，所述电源单元包括：拓扑模块、带电检测模块、电压互感器和直流电源模块，其中，所述拓扑模块和所述带电检测模块分别与所述管理单元连接，所述电压互感器与所述管理单元中的电压采样接口连接，所述直流电源模块与所述管理单元连接。
12.优选地，所述用户接口包括：宽带载波通信接口、有功脉冲模块、无功脉冲模块、秒脉冲输出接口、rs485接口、按键和usb接口，其中，所述宽带载波通信接口、所述有功脉冲模块、所述无功脉冲模块、所述秒脉冲输出接口、所述rs485接口、所述按键和所述usb接口分别与所述管理单元连接。
13.优选地，所述断路器接口包括：电源电压接口、脱扣器、开关位置信号和测温模块，
其中，所述电源电压接口与所述电源单元连接，所述脱扣器、所述开关位置信号和所述测温模块分别与所述保护单元连接。
14.优选地，所述断路器接口还包括：计量模块，所述计量模块与所述管理单元的第一电流采样接口连接。
15.优选地，所述断路器接口还包括：电动操作机构，所述电动操作机构与所述管理单元的合分闸接口连接。
16.优选地，所述断路器接口还包括：取能保护模块和漏电保护模块，所述取能保护模块和所述漏电保护模块分别与所述第二电流采样接口连接。
17.优选地，所述出线电压采集单元包括：第三交互接口，所述第三交互接口与所述保护单元上的第四交互接口连接。
18.本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本技术提供的一种新能源并网低压断路器用电子式控制器，通信感知能力强，具备电压、电流、有功功率、无功功率、频率、谐波、电能量等电气参量高精度测量功能，可支持rs-485、hplc、微功率无线、蓝牙等多种通信方式，实现信息全面感知与稳定可靠传输；通信协议支持dl/t 645-2007规约、dl/t 698.45-2017规约及coap协议，可根据现场需求配置；强大的故障诊断及管控功能，支持电流三段式保护、剩余电流保护、电压保护、频率保护、温度保护、电流不平衡保护、防孤岛保护等；支持远方/本地合分闸控制；支持新能源发电并网管理；支撑各类高级应用，具备数据记录存储、事件记录存储、参数设置、设备自诊断等功能，支持台区拓扑识别、故障研判、可视化运维等新型配网业务需求，为电能质量优化、线损分析、分布式电源接入等高级应用提供数据支撑；支持与智能终端交互。通过台区智能融合终端可实现断路器各类运行信息、拓扑台账等数据采集，进行工作参数配置，支持设备即插即用，通过终端对断路器进行代理升级，实现低压智能断路器与智能终端的信息交互，支持台区智能终端的深化应用。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
20.图1是本发明实施例提供的一种新能源并网低压断路器用电子式控制器的结构示意图。
具体实施方式
21.下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
22.在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
23.除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
24.如图1，在本技术实施例中，本发明提供了一种新能源并网低压断路器用电子式控制器，包括：管理单元10、保护单元20、电源单元30、用户接口40、出线电压采集单元50和断路器接口60，其中，所述管理单元10分别与所述保护单元20、所述电源单元30、所述用户接口40和所述断路器接口60连接，所述保护单元20分别与所述电源单元30、所述出线电压采集单元50和所述断路器接口60连接，所述断路器接口60分别与所述电源单元30和所述出线电压采集单元50连接。
25.在本技术实施例中，所述管理单元10包括：电压采样接口、第一交互接口、脱扣控制接口、第一电流采样接口和合分闸接口，其中，所述电压采样接口与所述电源单元30连接，所述第一交互接口和所述脱扣控制接口与所述保护单元20连接，所述第一电流采样接口和所述合分闸接口与所述断路器接口60连接。
26.在本技术实施例中，管理单元10作为整个断路器的指挥中心，实现高精度电流电压数据采集、电能质量管理、数据管理、通信管理、非电流保护功能(如过压、欠压、缺相、重合闸等)、人机交互、输入输出控制、数据运算及应用等功能。通过专用通信接口与保护单元20协同工作。
27.在本技术实施例中，所述保护单元20包括：第二电流采样接口和第二交互接口，所述第二电流采样接口与所述断路器接口60连接，所述第二交互接口与所述保护单元20上的第一交互接口连接。
28.在本技术实施例中，保护单元20通过采集保护电流信号，实现断路器的电流保护功能，包括长延时保护、短延时保护、瞬动保护和漏电保护，同时实现温度保护。保护单元20可脱离管理单元10独立工作，以确保保护功能的安全可靠。保护单元20通过电流取能可实现自身独立供电需求。保护单元20通过专用通信接口与管理单元10进行信息互通，实现保护事件、录波数据、实时数据、参数等信息互传。通过与出线电压采集单元50进行连接，采集出线电压数据(幅值、频率、相位等)，实现防孤岛保护功能及新能源并网管理。
29.在本技术实施例中，所述电源单元30包括：拓扑模块、带电检测模块、电压互感器和直流电源模块，其中，所述拓扑模块和所述带电检测模块分别与所述管理单元10连接，所述电压互感器与所述管理单元10中的电压采样接口连接，所述直流电源模块与所述管理单元10连接。
30.在本技术实施例中，电源单元30主要实现如下功能：将三相四线交流电源转换为直流12v系统主供电源；提供超级电容后备电源；电压信号调理，输出电压采样信号；拓扑识别信号注入功能；主交流电源及辅助直流电源供电检测；提供载波模块的交流通道。
31.在本技术实施例中，所述用户接口40包括：宽带载波通信接口、有功脉冲模块、无功脉冲模块、秒脉冲输出接口、rs485接口、按键和usb接口，其中，所述宽带载波通信接口、所述有功脉冲模块、所述无功脉冲模块、所述秒脉冲输出接口、所述rs485接口、所述按键和所述usb接口分别与所述管理单元10连接。
32.在本技术实施例中，用户接口40主要为断路器对外的输入输出接口。提供上行通信接口(宽带载波通信接口)、下行通信接口(rs485接口)、人机交互接口(液晶显示、指示灯、键盘、usb等)等部分。
33.在本技术实施例中，所述断路器接口60包括：电源电压接口、脱扣器、开关位置信号和测温模块，其中，所述电源电压接口与所述电源单元30连接，所述脱扣器、所述开关位置信号和所述测温模块分别与所述保护单元20连接。
34.在本技术实施例中，所述断路器接口60还包括：计量模块，所述计量模块与所述管理单元10的第一电流采样接口连接。
35.在本技术实施例中，所述断路器接口60还包括：电动操作机构，所述电动操作机构与所述管理单元10的合分闸接口连接。
36.在本技术实施例中，所述断路器接口60还包括：取能保护模块和漏电保护模块，所述取能保护模块和所述漏电保护模块分别与所述第二电流采样接口连接。
37.在本技术实施例中，断路器接口60主要提供电源电压接口、取能/保护ct接口、计量ct接口、漏电保护ct、开关位置信号接口、接线端子测温接口、脱扣器接口及电动操作机构接口。
38.在本技术实施例中，所述出线电压采集单元50包括：第三交互接口，所述第三交互接口与所述保护单元20上的第四交互接口连接。
39.在本技术实施例中，出线电压采集单元50实现断路器出线侧电压信号的数据采集功能，将电压信号的相关数据(幅值、频率、相位等)通过通信接口上传给保护单元20。
40.本技术提供的一种新能源并网低压断路器用电子式控制器，通信感知能力强，具备电压、电流、有功功率、无功功率、频率、谐波、电能量等电气参量高精度测量功能，可支持rs-485、hplc、微功率无线、蓝牙等多种通信方式，实现信息全面感知与稳定可靠传输；通信协议支持dl/t 645-2007规约、dl/t 698.45-2017规约及coap协议，可根据现场需求配置；强大的故障诊断及管控功能，支持电流三段式保护、剩余电流保护、电压保护、频率保护、温度保护、电流不平衡保护、防孤岛保护等；支持远方/本地合分闸控制；支持新能源发电并网管理；支撑各类高级应用，具备数据记录存储、事件记录存储、参数设置、设备自诊断等功能，支持台区拓扑识别、故障研判、可视化运维等新型配网业务需求，为电能质量优化、线损分析、分布式电源接入等高级应用提供数据支撑；支持与智能终端交互。通过台区智能融合终端可实现断路器各类运行信息、拓扑台账等数据采集，进行工作参数配置，支持设备即插即用，通过终端对断路器进行代理升级，实现低压智能断路器与智能终端的信息交互，支持台区智能终端的深化应用。
41.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
42.总之，以上所述仅为本发明技术方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。