智能斷路器各部分的工作原理如下:

1.微處理器單元

      單片機以其高性價比和可靠性成為智能化斷路器智能控制系統(tǒng)的較佳選擇,。微處理器單元由高性能的自帶A/D 轉(zhuǎn)換,、看門狗監(jiān)視器、I2C 串行總線和高速輸入輸出通道,、通訊接口和標準的JTAG 程序燒寫口的單片機及其外圍電子電路組成,。配以優(yōu)化的軟件, 組成的單片機控制系統(tǒng)所需外圍元件少, 使得設計簡單, 布線方便, 而且在穩(wěn)定性和抗干擾能力上都有極大的提高。

       各交流量分別經(jīng)信號輸入回路,、低通濾波器送到CPU 控制的多路開關(guān), 經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后, 由DB 數(shù)據(jù)總線送到數(shù)據(jù)存儲器( RAM) 。CPU 通過調(diào)用程序存儲器( EPROM) 中的程序?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進行計算, 其計算結(jié)果與存放在電可擦存儲器( E2PROM)中的整定值進行比較, 作出相應的故障判斷處理,。再通過輸入輸出端口( I/O) 將處理信號送到相應外設( 信號與出口) 發(fā)出報警信號, 或執(zhí)行跳閘,。微處理單元除了要完成整個系統(tǒng)的測量、保護,、邏輯等功能外, 還具有自我故障診斷和監(jiān)察的能力,當斷路器本身發(fā)生故障或環(huán)境溫度超過允許范圍時, 能發(fā)出相應的信號顯示或報警, 同時重新起動,。自診斷的項目主要有EPROM出錯、A/D 轉(zhuǎn)換出錯,、環(huán)境超溫,、CT 斷線、跳閘線圈斷線,、斷路器拒動及觸頭維護,。微處理單元的自診斷功能不僅大大提高了斷路器的運行可靠性, 更給后期維修、故障判斷工作提供了極大的方便,。

2.信號檢測采集單元

      信號檢測采集單元作為智能化斷路器十分重要的組成部分, 要求有高的轉(zhuǎn)換精度,、靈敏度、可靠性,、頻率響應,、測量范圍以及抗干擾能力, 以便微處理單元能夠作出精確的判斷處理。因此, 信號檢測采集單元將保護信號和測量信號分別取自不同類型的電流互感器, 以滿足保護和測量的要求,。在測量大電流( 短路電流) 時基本上都采用線性度好,、精確度高的空心電流互感器進行保護信號的檢測 而小電流及電參數(shù)的檢測則采用鐵芯互感器 測量和保護用的電壓信號則由電壓互感器獲得,。上述信號經(jīng)過信號處理電路后, 便能將主回路中的電壓及電流信號線性的轉(zhuǎn)換為數(shù)字電路和單片機可處理的電平信號,經(jīng)單片機分析判斷后發(fā)出信號或控制斷路器的動作。

       根據(jù)電流,、電壓的采樣值,還可利用不同的算法計算出相應的電壓,、電流的有效值、有功功率,、無功功率,、頻率、功率因數(shù),、電能等參數(shù), 實現(xiàn)各種表計功能, 對降低成本, 簡化布線, 提高低壓配電的可靠性大有益處,。

3.開關(guān)量輸入單元

       為了滿足控制邏輯的需要, 單片機內(nèi)部具有的高速輸入通道(HSI)和高速輸出通道(HSO),可以很方便地用于開關(guān)量的輸入與輸出, 便于上位機的監(jiān)視和操作控制。開關(guān)量的輸入主要是斷路器的輔助接點狀態(tài), 經(jīng)過光電隔離可以很方便地輸入CPU 中,以此判斷斷路器的狀態(tài),。

4.顯示和鍵盤單元

       在智能化設備中, 不僅要實現(xiàn)自動控制, 還要能把相關(guān)信息傳遞給操作運行人員, 還要能夠接受外部輸入并做出響應,。良好的用戶界面是人機對話所不可缺少的, 靈活的鍵盤管理及直觀的信息顯示給用戶提供了極大的便利。通過液晶屏或發(fā)光管能夠適時顯示各種狀態(tài)和負載的參數(shù)值及故障電流,、故障類型和保護動作,、試驗整定情況, 結(jié)合按鍵還可以進行保護的整定、預警值的設定,、開關(guān)的試驗和各種功能的檢測,。

5.執(zhí)行輸出單元

       智能斷路器的執(zhí)行元件為一個帶磁鐵的磁通變換器, 其特點是體積小, 功耗低, 脫扣力大。正常工作時磁鐵使動靜鐵芯保持吸合,。來自互感器的過載,、短路、接地等故障信號, 按預先設計好的保護特性要求, 經(jīng)微處理器單元處理后, 發(fā)出一定寬度的跳閘脈沖(負方波脈沖)送到磁通變換器的線圈,產(chǎn)生反向磁場, 抵消磁通, 動鐵芯釋放產(chǎn)生的機械能量推動斷路器的脫扣器使斷路器分斷,。

6.通信接口

       智能斷路器所帶的串行通信接口, 可將智能斷路器連接到現(xiàn)場總線, 將配電系統(tǒng)組成一局域網(wǎng),一臺計算機作為主站,若干帶通訊接口的智能斷路器組成從站,。斷路器編號、分合閘狀態(tài),、各種設定值,、運行電流、電壓,、故障電流,、動作時間及故障狀態(tài)等多種參數(shù)進行網(wǎng)絡傳輸, 實現(xiàn)與系統(tǒng)上位管理機或控制調(diào)度中心計算機間的信息交換, 接收上位機或遠方調(diào)度控制中心的數(shù)據(jù)上傳要求, 完成對現(xiàn)場設備的遠方監(jiān)控和遙測、遙訊,、遙調(diào),、遙控功能。

7.電源

        智能斷路器采用雙電源供電方式, 只要其中任何一路電源正常工作, 均可可靠地給多功能脫扣器供電,。一路電源為自生電源, 用速飽和鐵芯電流互感器從主電路感應獲得電源,。另一路電源為輔助電源, 以“或”的方式由外部提供,它不僅在主電源不能工作時提供電源, 還可在主電路停電或斷路器投入運行前對控制器進行參數(shù)整定、功能檢查、試驗,、狀態(tài)顯示,、通信以及在斷路器故障分斷后能保持各種狀態(tài)指示及故障檢查, 以維持其正常工作和各種顯示。