400V配電系統主開關檔位調節控制器及其調節控制方法與流程

本發明400v配電系統主開關檔位調節控制器及其調節控制方法涉及400v配電系統主開關檔位調節控制，特別涉及解決負荷變動較大時主開關過負荷電流定值設置和控制問題的專用設備以及調節控制方法。

背景技術：

目前在眾多的小區或農村配電系統中配有數目龐大的400v配電開關，受到季節性或節日性影響負荷會發生較大變化，實際運行中開關的選擇存在“兩不靠”問題，即負荷重時凸顯出開關容量不夠，當季節性或節日性負荷過后由于負荷降低會出現開關負荷配置量大于實際負荷的情況。目前解決方法主要是根據負荷的最大上限來配置開關，但會給上下級開關的定值配合帶來困難，出現大馬拉小車的尷尬局面。進一步如需對開關一次電流定值調整則需切除開關，導致負荷斷電。因而急需能在保證系統不斷電的情況下進行主開關過負荷電流定值的設置和控制的專用設備和相應的調節控制方法。

技術實現要素：

本發明的目的是針對上述不足之處提供一種400v配電系統主開關檔位調節控制器和調節控制方法；本發明能在保證系統不斷電的情況下進行主開關一次電流定值設置，并根據實測的一次電流和上下限閾值的關系，由投切控制單元控制開關投切，可有效解決負荷變動較大時主開關過負荷電流定值的設置問題。

本發明是采取以下技術方案實現的：

400v配電系統主開關檔位調節控制器，包括電流定值設定單元、電流采集單元、報警顯示單元、投切控制單元和中央處理單元；所述中央處理單元分別與電流定值設定單元、電流采集單元、報警顯示單元和投切控制單元相連；

所述電流定值設定單元包括按鍵組，所述按鍵組與中央處理單元中央處理單元連接構成按鍵檢測回路；

所述報警顯示單元與中央處理單元連接構成報警顯示回路；

所述投切控制單元與中央處理單元連接構成投切控制回路。

所述電流定值設定單元用于對中央處理單元中存儲的主開關過負荷電流定值設定。

所述電流采集單元用于將主開關一次電流轉換為供中央處理單元運算的數字量。

所述中央處理單元采用市售的cpu芯片。

所述報警顯示單元用于當主開關一次電流越限時報警顯示。

所述投切控制單元根據主開關一次電流是否越限以投切開關。

所述電流采集單元包括電流互感器、電壓互感器、信號調理器、頻率跟蹤器和ad采樣芯片，其中:

所述電流互感器與主開關進線連接構成電流檢測回路；

所述電壓互感器與主開關進線連接構成電壓檢測回路；

所述信號調理器第一輸入端與所述電流檢測回路輸出端連接，信號調理器第二輸入端與所述電壓檢測回路輸出端連接；

所述頻率跟蹤器輸入端與所述電壓檢測回路輸出端連接，頻率跟蹤器輸出端與中央處理單元連接；

所述ad采樣芯片第一輸入端接所述信號調理器輸出端，模數轉換器第二輸入端與中央處理單元相連，模數轉換器輸出端與中央處理單元相連。

進一步的，所述頻率跟蹤器包括前置帶通濾波器、比較器和光耦，帶通濾波器輸入端與所述電壓檢測回路輸出端連接，所述比較器輸入端與帶通濾波器輸出端相連，所述光耦輸入端與比較器輸出端相連，光耦的輸出端與中央處理單元相連。

400v配電系統主開關檔位調節控制器的控制方法，包括如下步驟：

1）由電流定值設定單元對主開關過負荷電流定值設定；

2）電流采集單元實時將主開關一次電流轉換為供中央處理單元運算的數字量；

3）中央處理單元對采樣得到的數字量進行運算得到主開關一次電流實測值；

4）中央處理單元將測量得到的主開關一次電流值與過負荷電流定值進行比較；

4-1）當主開關一次電流實測值大于等于過負荷電流定值，中央處理單元控制報警顯示單元中的數碼管閃爍，同時報警器報警，同時中央處理單元控制投切控制單元發出有效信號使中間繼電器動作從而接通控制回路，開關跳閘，實現開關動作；

4-2）當主開關一次電流實測值小于過負荷電流定值，報警顯示單元中的數碼管不閃爍，報警器不報警，投切控制單元不動作。

本發明采用上述技術方案，具有以下有益效果：通過頻率跟蹤器實時跟蹤電網頻率，并根據電網的頻率動態調整采樣頻率以實現電網電流信號的同步采樣，使得電流測量的精度更高；電流定值設定與一次回路隔離，可以保證現場人員人身安全和系統不斷電的情況下，進行主開關一次電流定值設置，更加靈活方便。

附圖說明

圖1為本發明400v配電系統主開關檔位調節控制器的結構框圖；

圖2為本發明的電流采集單元的結構框圖；

圖3為本發明的cpu芯片與ad采樣芯片連接電氣原理實施例圖；

圖4為本發明的ad采樣芯片外圍電氣原理實施例圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明：

如圖1所示，400v配電系統主開關檔位調節控制器包括電流定值設定單元、報警顯示單元、投切控制單元、cpu和電流采集單元。所述cpu分別連接所述電流定值設定單元、電流采集單元、報警顯示單元、投切控制單元。所述電流定值設定單元用于對主開關過負荷電流定值設定，所述電流采集單元用于將主開關一次電流轉換為供cpu運算的數字量，所述報警顯示單元用于當主開關一次電流越限時報警顯示，所述投切控制單元根據主開關一次電流是否越限以投切開關。

如圖2虛線框所示，電流采集單元包括電流互感器、電壓互感器、信號調理器、頻率跟蹤器和ad采樣芯片。所述電流互感器與主開關進線連接構成電流檢測回路。所述電壓互感器與主開關進線連接構成電壓檢測回路。所述信號調理器第一輸入端與所述電流檢測回路輸出端連接，信號調理器第二輸入端與所述電壓檢測回路輸出端連接。所述頻率跟蹤器輸入端與所述電壓檢測回路輸出端連接，頻率跟蹤器輸出端與所述cpu芯片連接。所述ad采樣芯片第一輸入端接所述信號調理器輸出端，模數轉換器第二輸入端接所述cpu芯片，模數轉換器輸出端接所述cpu芯片。

頻率跟蹤器包括：帶通濾波器、比較器、光耦，其中所述帶通濾波器輸入端與所述電壓檢測回路輸出端連接，所述比較器輸入端接所述帶通濾波器輸出端，所述光耦輸入端接所述比較器輸出端，光耦的輸出接所述cpu芯片。帶通濾波器濾除交流電壓信號中諧波成分，比較器將濾除諧波成分后的電壓信號轉換為方波，通過光耦實現模擬和數字地的隔離。光耦的輸出接cpu捕獲單元，光耦輸出的方波信號觸發cpu捕獲中斷，得到電網電壓周期，進而由cpu計算輸出ad采樣芯片的同步采樣控制信號。

如圖3所示，cpu芯片與ad采樣芯片連接電氣原理圖，所述cpu芯片為ti公司生產的浮點dsp28335，所述ad采樣芯片采用analogdevice公司生產ad7606，該芯片為16位ad芯片，最多可實現8個模擬通道的同步測量。

如圖4所示，ad7606采樣芯片外圍電氣原理圖。

下面舉例說明本發明的報警顯示單元和投切控制單元局部判斷過程：

if(ten_cyc_cnt_flag==1)

{

cal_ten_cyc_rms();

display(i_dis,float_to_dis(ia_rms));

display(u_dis,float_to_dis(ua_rms));

if(ia_rms>current_alarm)

{

spi_xmit(dig_blink_clt_l,current_flash1);//閃爍報警

spi_xmit(dig_blink_clt_h,current_flash2);

switch_off();//開關切除

}

else

{

spi_xmit(dig_blink_clt_l,00);//不閃爍

spi_xmit(dig_blink_clt_h,00);

}

}

電流定值設定單元設定的主開關一次電流定值為current_alarm。電流互感器對主開關一次電流進行線性轉換，信號調理器對互感器二次電流信號放大后傳輸至ad7606采樣芯片，頻率跟蹤器實時跟蹤主開關一次電壓頻率，由dsp28335捕獲單元計算得到并輸出同步采樣控制信號進行采樣，dsp28335芯片對ad7606采樣芯片輸出量做數據處理，得到主開關一次電流值ia_rms。當ia_rms>current_alarm時，報警顯示單元閃爍報警，接著通過swich_off函數控制投切控制單元發出有效信號使中間繼電器動作，從而接通控制回路，開關跳閘，實現開關動作。

綜上所述，本發明能在系統不斷電的情況下進行主開關一次電流定值設置，并根據實測的一次電流和上下限閾值的關系，由投切控制單元控制開關投切，可有效解決負荷變動較大時主開關過負荷電流定值的設置問題。