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Title:
PRECISE TRIPPER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/044749
Kind Code:
A1
Abstract:
A precise tripper is mainly made up of an electronic control system (1), a tripping mechanism (2) and a current sensor (3). The precise tripper compares the collected load current with the rated current, and saves a proportionality coefficient of the result of the comparison operation, then in a mode of operation, amplifies the collected load current less than the rated current to equal to or adjacent to the rated current value according to the saved proportionality coefficient, so as to obtain a safety protection characteristic with high sensitivity and high accuracy, and make sure of safe operation of a power utilization device and a power utilization line.

Inventors:
ZHANG SHIXING (CN)
Application Number:
PCT/CN2010/001494
Publication Date:
April 21, 2011
Filing Date:
September 27, 2010
Export Citation:
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Assignee:
ZHANG SHIXING (CN)
International Classes:
H01H71/00; H02H3/02
Foreign References:
CN101202185A2008-06-18
CN1835167A2006-09-20
CN2636473Y2004-08-25
JP2009170338A2009-07-30
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Claims:
K 一种精密脱扣器由电子控制系统(1)、 脱扣机构 (2)、 电流传感器(3)组成, 其电 子控制系统( 1 )主要由单片机或数字信号处理器( 1C1 )组成,单片机或数字信号处理器( 1C1 ) 包括有微处理器、 程序存储器与数据存储器或程序数据通用存储器, 电可擦除 /改写的数据存 储器或类似的存储装置, 多组 I/O端口, 多路 A/D转换器, 多个定时 /计数器, 捕^比较器 / 脉冲调制器及通讯端口, 外围部件主要有信号调理电路、 输出驱动电路、 预报警电路、 显示 器和键盘, 精密脱扣器除提供有过载保护与短路保护功能外, 还可扩展漏电保护功能、 接地 保护功能, 其特征在于:

所述精密脱扣器的实现方法是通 it对小于额定电流(IT)的负栽电流(In)进行比例放大 而荻得; 其比例系数(k)的设定以自动设定方式为主, 亦可通过手动设定完成; 电子控制系 统(1)通过运算部件或运算程序完成比例系数(k) 的运算, 其运算部件采用软件运算程序 完成, 亦可用数字运算装置或模拟运算装置完成, 运算部件或运算程序通过对负载电流(In) 与额定电流(Ir)的比较运算而获得比例系数(k);

精密脱扣器的电子控制系统(1)通过运算获得比例系数 (k)后, 将其存储在存储器或 存储装置相应的存储单元; 存储完成后, 精密脱扣器自动转入运行状态, 当然, 亦可由人工 设定方式转入运行状态;在工作状态下根据比例系数(k)的范围,分别转入相应的处理程序: 如果比例系数(k) 大于 1, 则直接由此计算出过载保护与短路保护的脱扣保护参数, 然^, 转脱扣保护程序; 如果比例系数(k)等于 1, 则正常运行, 循环、检测、 比较、 显示; 如果比 例系数(k)小于 1, 则读取负载电流(In)与比例系数(k), 然 , 计算负载电流(In)乘 以比例系数(k)的倒数, 所得的积作为放大电流(ϊηθ, 放大电流(Inf)是负载电流(In) 的放大值, 然后, 用放大电流(Inf) 与额定电流(IT) 比较运算, 计算出过栽保护与短路保 护的脱扣保护参数, 再转入相应的脱扣保护处理程序, 从而在比较小的负载电流下也能荻得 比例系数 k等于 ί或接近于 1的高灵敏度、 高精确性的安全保护性能。

对于额定负载电流经常变化的负载, 需要在设定方式时将额定负载电流变化时的采集时 间 Τη记忆存储在相应的时间存储单元, 同时将该时间采集的负载电流(In)与额定电流(Ir) 之比的比例系数(k)记忆存储在相应的比例系数存储单元。 然后, 精密脱扣器即自动转入运 行状态, 或通过人工设定方式转入运行状态, 在运行状态下精密脱扣器将根据存储的各个采 集负栽电流(In)的时间, 分别根据该时间存储的比例系数(k)分别转入相应的程序: 如果 比例系数(k)大于 1, 则直接由此计算出过载保护与短路保护的脱扣保护参数, 然后, 转相 应的脱扣保护处理程序; 如果比例系数(k)等于 1, 则正常运行, 循环检测、 比较和显示; 如杲比例系数(k) 小于 1, 则分别在对应设定方式下的采集时间 Tn读取负载电流(In)与 比例系数(k), 然后, 将负载电流(in)乘以比例系数(k)的倒数(即 l/k), 所得的积作为 放大电流(Inf), 然后, 用放大电流(Inf)与额定电流(Ir)比较, 计算出过栽保护与短路保 护的脱扣保护参数, 再转入相应的脱扣保护程序, 从而在负载电流变化的各个时间都能获得 高灭 、 鬲精 性的" ¾·坌休犷 'ι·生 。

2、如权力要求 1所述精密脱扣器,其特征还在于:用来存储比例系数(k )、额定电流(Ir )、 负载电流(In )、 放大电流(Inf)及负栽电流(In )采集时间 (Tn )的存储装置是可擦除 /读 写的非易失性存储器, 或者采用类似的记忆存储装置; 至少有一个读取存储器或存储装置内 存储信息的运算、 处理装置, 该装置通常是单片机内部的微处理器, 或者采用独立的微处理 器及类似的处理装置;

如果负载电流(In )相比较额定电流(Ir )变化不大, 可以采用适时改变额定电流(Ir ) 的方法获得精密脱扣保护的特性, 此时要存储的是各个时段的额定电流(Ir )和各个额定电 流(Ir)变化的采集时间 ( )。

3、 如权利要求〗所述的精密脱扣器, 其特征还在于: 精密脱扣器的电子控制系统(1 ) 的自动设定方法和比例系数(k )的计算及其比例放大方法适用于断路器、 接触器、 继电器、 电磁铁或电磁岡, 也适宜于采用比例放大方法提高精确性和灵敏度的控制装置。

4、 如权利要求 1所迷的精密脱扣器, 其特征还在于: 采用查表方法设计精密脱扣器的保 护特性曲线参数, 从而获得更灵活的、 更贴近实际需要的线性、 非线性、 离散参数保护特性 曲线, 当然, 也可以用公式计算方法获得精密脱扣器的保护特性曲线参数。

Description:
精密脱扣器 技术领域

本发明属高、 低压电器技术领域

背景技术

在输送、 分配、 使用电能中, 断路器是最基本的保护开关电器元件, 占有极其重要的位 置, 应用范围十分广泛, 在工业、 民用和建筑配电领域几乎全面取代了熔断器。

断路器主要有两大功能: 一是起动、 停止用电设备的开关功能, 二是在线路或用电设备 发生过载、 短路故障时自动切断电源的保护功能。 保护功能是断路器非常重要的使用功能, 是保护用电设备和人身安全的重要手段。断路 器的基本保护功能主要有过载保护和短路保 '护, 还可以附加漏电保护、 接地保护、 参数显示及网络通讯 f功能。

现代断路器的保护与控制核心就是电子脱扣器 , 电子脱扣器使断路器的保护功能日趋完 善, 控制更加灵活, 操作更加简便, 有些断路器甚至具有了通讯等非常重要的使用 功能。

目前, 国内外生产和使用的断路器经过热脱扣器时代 、 电磁脱扣器时代的发展和改进, 已经发展到电子脱扣器时代和智能化可通讯脱 扣器时代。 作为电子化、 智能化、 可通讯的 能化断路器与热脱扣器、 电磁脱扣器时代的.断路器比较, 其主要区别在于前者多为双金属热 脱扣保护或电磁脱扣保护, 而电子化、 智能化、 可通讯的智能断路器几乎全部采用以单片机 为核心的智能脱扣器作控制与保护,采用单片 机技术的智能脱扣器是当代断路器的主要标志 。 采用智能脱扣器的断路器不仅功能多, 在保护范围内的灵敏度较高, 额定电流可在最大框架 电流下分档选择或连续整定,提高了保护工作 范围, 智能断路器与普通电子脱扣断路器比'较, 其显著特点就是增加了网络通讯功能。 - 目前世界上各种断路器的额定电流都是固定式 或者只能一次性整定的, 其中包括采用单 片机控制与保护的智能断路器,用户只能按预 期最大负载电流选择或整定断路器的额定电流 。

然而, 由断路器的保护特性和国际断路器标准 idt IEC 60947.2或与之对应的国家断路器 标准 GB 14048.2可知: 如果断路器的额定负载电流 In小于断路器额定电流 Ir的 81 %, 则断 路器的反时限过载保护性能将失效; 如果断路器的额定负载电流 In 小于断路器额定电流 Ir 的 67 % , 则断路器将失去短路保护功能, 即已丧失断路器的全部保护功能, 而只有开关功能, 必然导致负载设备已经出现过载或短路故障而 断路器却不能进入保护状态而分断电源, 从而 引.发人身设备事故及火灾。 , 事实上, 用户在使用断路器中, 断路器下口的负载设备往往不止一台, 也不可能完全同 时运行, 而在断路器选择时只能根据预期的全部最大负 载选择断路器的额定电流, 这将导致 用户的额定负载减小时断路器失去应有的过载 、 短路保护功能, 不能有效的保护用电设备和 用电线路的安全, 这是极其严重的安全隐患, 很多非常严重的后果均由此引发! 近些年国内外的知名电气公司虽然采用现代电 子技术和计算机技术开发设计了装有智能 脱扣器的所谓智能断路器, 但他们的控制方法与控制结构的设计并不尽如 人意, 如西门子公 司的 3 VL塑壳断路器的电子脱扣器的智能脱扣器; 施耐德公司的 EasyPact NS塑壳断路器的 智能脱扣器以及三菱公司的 super ^IE系列世界超级断路器的电子脱扣器等虽然在 其他性能上 都有了长足进步, 但其基本原理和保护功能的灵敏度和精确性并 没有重大的突破与创新, 其 基本保护功能的灵敏度和精确性仍未得到提高 , 当断路器的额定负载电流 In小于额定电流 Ι Γ 的 81 %以下时, 断路器的反时限过载保护特性仍将下降或失灵 , 当额定负载电流 In小于额定 电流 Ir的 67 %以下时, 断路器将失去过载、 短路保护功能, 而只有开关功能。

虽然发明专利 CN1835167A (多量程时间程序控制断路器)可以通过修改 定电流的方 式提高脱扣保护的灵敏度和精确性,但其需要 人工手动设定来完成, 其精确度仍有一定差距。 而发明专利 CN101202185A (智慧安防断路器) 虽然采用了学习方式自动设定额定电流提高 脱扣 护的灵敏度和精确性, 但他在较低的额定电流时, 其脱扣保护的动态工作范围较小, 影响了精确性的进一步提高,而本发明专利的 比例放大方法能在动态工 范围不变的条件下, 自动将额定负载电流放大至与额定电流在同一 值上, 从而获得极高的保护灵敏度和精确性。 发明内容

本发明目的在于提供一种具有高灵敏度、 高精确性的精密脱扣器, 以使断路器的保护灵 敏度和精确性大幅度提高, 从而能够在额定负载电流较小时, 断路器仍然具有高灵敏度、 高 精确性的保护性能, 以保证断路器具有灵敏、 精确、 安全、 可靠保护用电线路和负载设备的 能力, 极大地减少事故和火灾, 保证人们的生产与生活用电安全。

精密脱扣器及其实现方法由电子控制系统 1、 脱扣机构 2、 电流传感器 3等组成, 其电予 控制系统 1主要由单片机或数字信号处理器 1C1组成硬件电路, 该硬件电路至少有一个用于 比例放大的模拟放大器或数字放大器, 并且通过对负载电流的记忆存储和比例放大, 从而获 得框架电流下的全量程范围都具有高灵敏度、 高精确性、 高可靠性的保护性能, 使精密脱扣 器在任何过载与短路故障时均能提供可靠的脱 扣保护, 确保人们的生产与生活用电安全。

精密脱扣器电子控制系统 1的单片机或数字信号处理器 1C1包抟有微处理器、 程序存储 器与数据存储器或程序数据通用存储器, 电可擦除 /改写的数据存储器或类似的存储装置,'多 组 I/O端口, 多路 A/D转换器, 多个定时 /计数器, 通讯端口及捕捉 /比较器 /脉沖调制器及其 他资源,.外围部件主要有信号调理电路、 输出驱动电路、 预报警电路、 显示器和键盘。 精密 脱扣器具有过载保护与短路保护的基本功能, 根据保护对象的需要精密脱扣器还可加入漏电 保护、 接地保护、 温度保护等功能。

精密脱扣器的比例系数 k是实现负载电流 In比例放大的重要参数, 对于断路器能否实现 精密脱扣保护至关重要。 比例系数 k是负载电流 In与额定电流 Ir之比的比值, 由设定方式下 的软件程序自动设定完成, 也可以由人工键盘设定完成, 设定完成后, 软件程序将自动记忆 存储比例系数 k。 电子控制系统 1 的运算部件通常是数字运算装置, 当然, 也可以使用模拟 运算装置。

精密脱扣器的电子控制系统 1通过运算获得比例系数 k后, 将其存储在存储装置相应的 存储单元, 然后, 精密脱扣器自动转入运行状态, 或者人工设定转入运行状态, 在运行状态 下精密脱扣器将根据采集的负载电流 In与额定电流 Ir比较运算结果的比例系数 k分别转入相 应的程序: 如果比例系数 k大于 1, 则直接由此计算出过载保护与短路保护的脱扣 保护参数, 然后, 转脱扣保护处理程序; 如果比例系数 k等于 1, 则循环检测、 比较和显示; 如果比例 系数 k小于 1, 则读取负载电流 In与比例系数 k, 然后, 将负载电流 In乘以比例系数 k的倒 数, 所得的乘积作为放大电流 Inf,放大倍数 f即为比例系数 k的倒数, 其计算公式为: ^l/k, 放大电流 Inf即为负载电流 In的放大值。 完成比例放大后, 再用放大电流 Inf与额定电流 Ir 比较, 计算出过载保护与短路保护的脱扣保护参数, 然后再转入脱扣保护处理程序, 从而获 得 k=l或接近于 1的高灵敏度、 高精确性的最佳安全保护特性。根据高精度精 密保护的需要, 在精密脱扣器的工作程序中, 其脱扣保护参数的计算中还可加入修正系数 α , 加入修正系数 α的放大倍数 f的计算公式为: 1/ ( k x α )。 _

对于额定负载 In频繁变化的负载,需在设定方式时将负载电 变化的时间 T分别记忆存 储在相应的时间存储单元,同时将该时间负载 电流 In与额定电流 Ir的比例系数 k分别记忆存 储在相应的比例系数存储单元。 因此, 比例系数 k是由一组自然数 kl~ kn组成, 对应的时间 记忆存储也应为 Tl~Tn—组自然数组成。

设定完成后, 精密脱扣器即自动转入或人工设定转入运行状 态, 在运行状态下精密脱扣 器将分别根据各个时间存储的比例系数 k分别转入相应的程序: 如果比例系数 k大于 1 ,'则 直接由此计算出过载保护与短路保护的脱扣保 护参数, 然后, 转脱扣保护处理程序; 如果比 例系数 k等于 1 , 则循环检测、 比较和显示; 如果比例系数 k小于 1, 则分别读取负载电流 In 与比例系数 k, 然后, 将负载电流 In乘以比例系数 k的倒数, 所得的积作为放大电流 Inf, 放 大倍数 f即为比例系数 k的倒数, 即 放大电流 Inf即为负载电流 In的放大值。 再用放 大电流 Inf与额定电流 Ir比较运算, 计算出过载保护与短路保护的脱扣保护参数, 然后再转 入脱扣保护处理程序, 从而在负载电流 In任意变化时都能获得高灵敏度、 高精确性的最佳安 全保护特性。

用来存储比例系数 k、 额定电流 Ir、 负载电流 In、 放大电流 Inf、 负载电流 In的采集时间 Tn的存储装置一般为单片机内部的非易失性存 器,也可以采用外部的非易失性存储器及其 他类似的记忆存储装置。 电子控制系统—1由单片机 1C1的微处理器读取存储器或存储装置内 的存储信息, 并进行运算和处理。 也可以采用独立的微处理器及其类似的处理装 置读取存储 器内的存储信息, 并进行运算和处理。 经过单片机 IC1运算、 处理后的输出控制信息, 控制 脱扣机构 ί, 以执行脱扣保护动作, 脱扣机构 2是电子控制系统 1的外部执行元件。

精密脱扣器的电子控制系统 1的软件程序主要由初始化程序、 信号采集处理程序、 设定 记忆存储程序, 运行控制程序、 脱扣保护与报警程序、 时钟程序、 键盘参数设定程序、 更新 显示程序等组成。 为了设定或修改比例系数 k、 修正系数"、 负载电流 In、 负载电流 In变化的采集时间, Tn 及其他脱扣保护参数的需要, 精密脱扣器配有键盘设定程序, 以便通过键盘设定或修改比例 系数 k、 修正系数0¾、 负载电流 In、 采集时间 Tn等参数。

显示程序用以显示比例系数 k、 负载电流 In、 负载电流 In的采集时间 Tn、 额定电流 Ir 及其它参数, 信号采集处理程序用以采集电流传感器及其他 输入信息, 脱扣保护程序是精密 脱扣器的过载保护与短路保护的基本保护功能 程序, 他们以负载电流 In、 比例系数 k与额定 电流 Ir为计算基准。

精密脱扣器的设定程序由键盘选择进入设定方 式, 运行设定程序时自动采集实时的负载 电流 In, 并将采集的负载电流 In与额定电流 Ir比较运算后计算出比例系数 k, 然后, 记忆存 储负载电流 In变化时的比例系数 k。 设定完成后, 自动转入运行工作状态, 或者由人工控制 转入运行工作状态。 此外, 用户还可以通过键盘修正或设定比例系数 k、 修正系数 α以及其 参数, 具体可见键盘功能描述。

由于精密脱扣器在运行控制程序中的比例系数 k跟踪了额定负载电流 Ir的变化而改变, 并自动对采集的负载电流 In按比例系数 k进行放大,从而实现了根据实际负载将精密 扣器 的负载电流 In放大至与额定电流 Ir相比较最精确保护值上, 因此,精密脱扣器的负载电流 In 能完全按用电设备额定负载变化时的比例系数 k放大至最佳电流 Inf值上, 从而实现断路器 对用电设备及输配电线路的高灵敏度、 高精确性与高安全性能的精密安全保护。

在实际生产、 生活的使用电能过程中, 由于断路器的额定电流规格选用不当、 额定电流 常发生, 由此而引发的重大人身设备事故乃至严重的火 灾也时有报导。 而本发明的精密脱扣 器从根本上解决了长期困扰用户选型难, 用户只要选定了预计的最大额定电流, 其他均由精 密脱扣器根据实际负载的变化而自动放大至最 佳的精确保护值上, 从而更能有效地保护用电 设备和线路安全。

精密脱扣器的电子控制系统 1 的比例系数设定与比例放大控制原理与方法适 用于断路 器、 接触器、 继电器、 电磁铁或电磁阀上实施, 也适宜于采用比例放大方法提高精确性和灵 敏度的控制装置。 本发明的精密脱扣器还适宜于各种脱扣器的更 新换代, 并且易于做成模块 化结构, 便于安装和更换。

附图说明

图 1 精密脱扣器原理框图

图 2 主程序流程图

图 3 中断处理程序流程图

图 4 设定程序流程图

图 5 比例放大程序流程图 图 6: 时钟程序流程图

图 7: 脱扣保护'程序流程图

图 8: A/D转换程序流程图

图 9: 键盘扫描程序流程图

图 10: 更新显示程序流程图

图 11 : 键盘参数设定程序流程图

具体实施方式

以下结合附图给出一种精密脱扣器的实施方式 , 以进一步说明本发明的工作原理和电子 控制系统 1的单片机程序存储器存放程序的执行步骤, 单片机 IC1应包括以下几部分组成: 微处理器, 程序存储器和数据存储器或通用存储器, EEPROM数据存储器, I/O端口, 多路 A/D转换器, 多个定时 /计数器、 捕捉 /比较器 /脉冲调制器、 通讯端口等资源。

采用单片机控制可获得智能化与低成本的良好 效果, 如果不考虑体积和制造成本等因素 电子控制系统 1的单片机 IC1也可由通用计算机替代完成。 精密脱扣器的电子控制系统 1通 过其单片机 IC 1程序存储器内的软件程序使内部资源与 部资源协调工作, 完成精密脱扣器 所需的数值运算和数据处理, 实现了期望的精密脱扣的自动运行结果。

按照图 1所示的精密脱扣器的原理框图, 将以单片机 IC1为核心的电子电路组装后, 与 脱扣机构 2、 电流传感器 3连接, 即可以组装成整体的精密脱扣器。

电子控制系统 1是精密脱扣器的控制核心, 以单片机 IC1为主要核心元件, 配以显示器, 控制键盘, 工作电源以及相应的软件程序构成。

单片机 IC1采用典型的中档产品即可胜任工作, 他们通常都具有八、 B、 C、 D四组 8位 复用 I/O端口, 用作显示器、 键盘、 报警、 通讯与脱扣保护的控制端口, 此外, 还有复位端 口, 时钟端口和工作电源, 他们的工作环境采用相关技术规范的标准电路 参数即可满足要求。

电流传感器 3的信号首先连接到信号调理电路, 经过调理后的信号再接到单片机 IC1的 A/D转换器输入端。 电流传感器 3采用每相电源分别配置一只传感器, 然后, 分别连接到各 相的信号调理电路, 再分别接到单片机 IC1的 A/D转换器的各个输入端, 然后, 通过运 电 路把采集的各相信号相加后再求平均值, 这样有利于提高精度。 当然, 用一只传感器也是可 以的, 只是不如采用多只传感器容易获得较高精度。

精密脱扣器电子控制系统 1的控制软件主要由主程序、 中断服务程序、 设定程序、 比例 放大程序、 时钟程序、 脱扣保护程序、 A/D转换程序、 键盘扫描程序、 更新显示程序和键盘 参数设定程序组成, 电子控制系统 1的控制软件流程图如图 2~11所示。

图 2~11说明图 1所示的电子控制系统 1的存储程序运行流程图,程序运行是在单片 IC1 的微处理器中响应程序存储器中的指令序列完 成, 上电复位或按键复位后微处理器自动从主 程序开始执行, 在主程序中依次完成 A/D转换器初始化, I/O端口初始化, 定时器 1、 2初始 化为定时工作, 预置定时器 1、 2时间常数。 然后, 置比例系数 k初值, 置 A/D通道计数初 值, 置修正系数 α初值, 置定时中断允许, 开放中断。

然后再查询有键按下否? 如果有键按下, 则调键盘扫描程序, 然后, 调 A/D转换程序, 再测试定时中断否? 如果定时中断, 则响应中断, 转中断服务程序。 如果无键按下, 则直接 调 A/D转换程序, 然后查询中断, 如果定时中断未 , 则查询等待中断。 中断返回后, 重新 置比例系数 k初值、 A/D通道计数初值、 修正系数 α初值, 置定时中断允许, 然后重新开放 中断。

在中断服务程序中, 将依次调时钟程序、 调设定程序 il比例系数处理程序, 调脱扣保护 程序, 调更新显示程序, 然后, 恢复现场, 重新开放中断, 中断返回。 如果没有定时中^请 求, 则查询其他中断源, 转其他中断处理, 然后, 清中断标志, 调更新显示程序, 再恢复现 场, 重新开放中断, 中断返回。

在设定程序中; 将完成比例系数 k的计算与存储。

在比例放大程序中, 将完成负载电流的比例放大运算与脱扣保护程 序的调用, 并自动完 成脱扣器的过载、 短路保护与报警。 调用的脱扣保护程序将完成根据负载电流或放 大电流的 过载、 .短路脱扣保护参数的计算脱扣、 报警保护。

在键盘扫描程序中, 如果有键按下; 则查询键值, 然后根据键值散转至相应的键值处理 程序。 精密脱扣器的键盘基本参数设定功能定义如下 :

额定电流 Ir设定键; 进行额定电流 Ir的设定。

比例系数 k设定键; 进行比例系数 k的设定。

修正系数 α设定键; 进行修正系数 oc的设定

增量键; 调增量程序, 进行指定参数的递增。.

减量键; 调减量程序, 进行指定参数的递减。

删除键; 调删除程序, 进行指定参数的删除。

秒设定键; 进行时钟(秒) 的设定与调校。

分设定键; 进行时钟(分) 的设定与调校。

时设定键; 进行时钟(时) 的设定与调校。

脱扣参数设定键; 进行脱扣保护参数的设定。

复位键; 按此键程序重新初始化并从主程序开始执行。

目前国内外市场上的带有电子脱扣器的断路器 , 其过载保护与短路保护的参数设定大多 采用公式化的计算方式获得相关的脱扣保护特 性, 本发明的精密脱扣器, 其过载保护与短路 保护的设定, 则采用更灵活的查表计算方法获得相关的脱扣 保护特性, 查表计算方法更具有 简便、 灵活、 仿真的特点, 尤其对于非线性参数、 离散特性参数更具有优越性。

精密脱扣器的图 2主程序流程图执行步骤如下: 起始步骤 100之后, 执行步骤 101 , 初 始化 A/D转换器, 初始化 I/O端口, 初始化定时器 1、 2为定时工作, 预置定时器 1、 2时间 常数, 然后; 执行步骤 102, 置比例系数 k初值, 置 A/D通道计数初值, 置修正系数 α初,值, 再执行步骤 103, 置定时中断允许, 然后, 执行步骤 104, 开放中断。 再执行步骤 105, 查询 有键按下否? 如果有键按下, 则执行步骤 106, 调键盘扫描程序, 然后, 执行步骤 107, 调

A/D转换程序, 再执行步骤 108, 测试定时中断否? 果定时中断, 则响应中断, 执行步骤

109, 转中断服务程序, 中断返回后, 重新回到步骤 102执行。 如果执行步骤 105, 无键按下, 则直接执行步骤 107, 调 A/D转换程序, 然后执行步骤 108。 如果执行步骤 108, 定时中断未 到, 则查询等待中断, 直至响应中断, 执行步骤 109, 转中断服务程序。

图 3的中断服务程序执行步骤为: 起始步骤 200之后, 执行步骤 201 , 保护现场, 然后, 执行步骤 202,测试定时中断否? 如果不是定时中断,执行步骤 203, 查询其他中断源, 然后, 执行步骤 204, 转其他中断, 再执行步骤 205, 清中断标志, 然后, 跳转至步骤 212执行, 调 更新显示, 再执行步骤 213, 恢复现场, 然后执行步骤 214, 重开定时中断, 再执行步骤 ¾15, 中断返回。

如果执行步骤 202, 测试到定时中断, 执行步骤 206, 关中断, 再执行步骤 207, 调时钟 程序, 再执行步骤 208, 测试是设定方式否? 如果是设定方式, 执行步骤 209, 调设定程序, 再执行步骤 210: 测试学习标志等于 1否? 如果不等于 1 , 执行步骤 212, 调时钟控制程序, 然后, 跳转至步骤 212执行, 调更新显示, 再执行步骤 213, 恢复现场, 然后执行步骤 214, 重开定时中断, 再执行步骤 215, 中断返回。

如果执行步骤 208, 测试不是设定方式, 则执行步骤 210, 调比例系数处理程序, 然后, 执行步骤 211, 调脱扣保护程序, 再执行步骤 212, 调更新显示, 然后执行步骤 213, 恢复现 场, 再执行步骤 214, 重开定时中断, 然后, 执行步骤 215 , 中断返回。

图 4的设定程序起始步骤 300之后, 执行步骤 301 : 保护现场, 然后执行步骤 302, 测试 是首次设定否? 如果是首次设定程序, 执行步骤 304, 取比例系数 k的存放地址、 比例系数 k 清零, 然后, 执行步骤 305, 取负载电流 In、 额定电流 Ir, 计算比例系数( k=In/Ir ), 然后执 行步骤 306,保存比例系数 k,再执行步骤 307:设定结束、清设定标志, 然后,执行步骤 308, 恢复现场, 再执行步骤 309, 返回。

如果执行步骤 302, 测试不是首次设定, 则执行步骤 303 ,取比例系数 k存放地址, 然后, 直接跳至步骤 305,取负载电流 In、额定电流 Ir,计算比例系数(k=In/Ir ), 然后执行步骤 306, 保存比例系数 k, 再执行步骤 307, 设定结束、 清设定标志, 然后, 执行步骤 308, 恢复现场, 再执行步骤 309, 返回。

图 5的比例放大程序步骤如下: 起始步骤 350之后, 执行步骤 351 , 取负载电流 In、 额 定电流 Ir、 比例系数 k, 再执行步骤 352: 测试比例系数 k等于 1否? 如果不等于 1 , 执存步 骤 353, 测试比例系数 k大于 1否? 如果不大于 1 , 则执行步骤 354: 取负载电流 In、 比例系 数 k, 计算( Inf=In χ 1/k ), 然后, 执行步骤 355, 交换负载电流 In与放大电流 Inf, 再执行步 骤 356, 调脱扣保护程序, 然后, 执行步骤 357, 调更新显示, 再执行步骤 358, 返回。

如果执行步骤 352, 测试比例系数 k等于 1 , 则跳至步骤 358执行, 调更新显示, 再执行 步骤 358, 返回。

如果执行步骤 353; 测试比例系数 k大于 1, 则跳至执行步骤 356, 调脱扣保护程序, 然 后, 执行步骤 357, 调更新显示, 再执行步骤 358, 返回。 , 图 6的时钟程序执行步骤如下: 起始步骤 400之后, 执行步骤 401, 取秒信号、 秒计数 加 1, 然后执行步骤 402, 测试秒计数等于 60否? 如果秒计数等于 60, 则执行步骤 403 , 秒 计数清零、 分计数加 1, 然后执行步骤 404, 测试分计数等于 60否? 如果分计数等于 60, 则 执行步骤 405, 分计数清零、 时计数加 1 , 然后执行步骤 406, 测试时计数等于 24否? 如果 时计数等于 24, 则执行步骤 407, 时计数清零, 然后执行步骤 408, 调更新显示, 再执行步 骤 409, .返回。

如果执行步骤 402, 测试秒计数不等于 60; 执行步骤 404, 测试分计数不等于 60; 执行 步骤 406, 测试时计数不等于 24, 则都将跳至步骤 408,调更新显示, 再执行步骤 409, 返回。

图 7的脱扣保护程序步骤如下: 起始步骤 500之后, 执行步骤 501 , 取负载电流 In, 或 放大电流 Inf, 然后, 执行步骤 502, 测试负载电流 >瞬时脱扣值否? 如果负载电流 In不大 于或等于瞬时脱扣值, 则执行步骤 503,

测试负载电流 In >短路短延时脱扣值否? 如果不大于或等于短路短延时脱扣值, 执行步 骤 507, 测试负载电流 ¾1 >过载长延时脱扣值否? 如果不大于或等于过载长延时脱扣值, 执 行步骤 510, 取预报警值, 然后, 执行步骤 511, 测试负载电流 In >预报警值否? 如果不大于 或等于预报警值, 执行步骤 513, 保存负载电流值 In, 再执行步骤 515, 调更新显示, 然后, 执行步骤 516, 返回。

如果执行步骤 502, 测试负载电流 In大于或等于瞬时脱扣值, 则执行步骤 512, 启动预 报警与脱扣保护, 然后, 顺序执行步骤 513 , 保存负载电流值 In, 再执行步骤 515, 调更新显 示, 然后, 执行步骤 516, 返回。

如果执行步骤 503 ,. 测试负载电流 In大于或等于短路短延时脱扣值, 则执行步骤 50'4, 短延时时间查表计算及延时处理, 然后, 执行步骤 505, 测试负载电流 In >短路短延时脱扣 值否? 如果不大于或等于短路短延时脱扣值, 跳至步骤 507执行。 如果执行步骤 505, 测试 负载电流 In大于或等于短路短延时脱扣值, 跳至步骤 512执行, 直至执行步骤 516, 返回。

如果执行步骤 507, 测试负载电流 In大于或等于过栽长延时脱扣值, 则执行步骤 508, 长延时时间查表计算及延时处理, 然后, 执行步骤.509, 测试负载电流 In >过载长延时脱扣 值否? 如果不大于或等于过载长延时脱扣值, 跳至步骤 510执行。 如果执行步骤 509, 测试 负载电流 In大于或等于过载长延时脱扣值, 跳至步骤 512执行, 直至执行步骤 516, 返回。 如果执行步骤 511, 测试负载电流 In大于或等于预报警值, 执行步骤 514, 启动报警, 然后, 执行步骤 515, 调更新显示, 再执行步骤 516, 返回。

图 8的 A/D转换程序起始步骤 600之后, 执行步骤 601, 保护现场, 再执行步骤 602, 关显示, 然后执杆步骤 603 , 取 A/D转换通道号、 数据存放首地址、 通道计数, 然后执行步 骤 604, 启动 A/D转换, 然后, 执行步骤 605, 测试 A/D转换完否? 如果未完则查询等待, 如果转换完成, 则执行步骤 606, 存 A/D转换结果, 再执行步骤 607, 测试 A/D通道计数等 于 0否? 如果 A/D通道计数不等于 0, 则执行步骤 608, A/D转换通道计数 - 1 , A/D转换通 道号 + 1 , A/D转换结果存放地址 + 1, 然后, 跳回到步骤 603执行。

如果执行步骤 607: 测试 A/D通道计数等于 0, 则执行步骤 609, 置 A/D转换通道号为 AN.0、 置 A/D转换结果存放首址、 置 A/D转换通道计数初值, 然后, 执行步骤 610, 置 A/D 转换结束标志, 再执行步骤 611 , 恢复现场, 然后, 执行步骤 612, 返回。

图 9的键盘扫描程序如下: 起始步骤 700之后, 执行步骤 701, 保护现场, 再执行步骤 702, 关显示, 然后执行步骤 703 , 置键扫描工作参数, 然后, 执行步骤 704, 从第一行开始 扫描键盘, 再执行步骤 705, 测试扫描完成否? 如果未完, 则查询等待, 如果扫描完毕, 则 执行步骤 706, 测试有键按下否? 如果无键按下, 则执行步骤 711 , 置无键落标志, 然后, 执 行步骤 712, 恢复现场, 再执行步骤 713, 返回。 ' 如果执行步骤 706, 测试有键按下, 则执行步骤 707, 测试此前的键命令完否? 如果未完 成, 则跳至步骤 712, 恢复现场, 再执行步骤 713, 返回。 如果此前的键命令完成, 则执行步 骤 708, 查表求键值并保存键值, 然后执行步骤 709, 置键落标志, 再执行步骤 710, 键值散 转处理, 然后执行步骤 712, 恢复现场, 再执行步骤 713, 返回。 ' 图 10的更新显示程序起始步骤 800之后, 执行步骤 801 , 保护现场, 再执行步骤 802, 关显示, 然后执行步骤 803 , 置显示数据端口、 置显示数据地址、 显示数据初值, 然后, 执 行步骤 804, 清显示寄存器及数据存放单元, 然后执行步骤 805, 取显示数据, 再执行步骤 806, 查表求字形代码送显示器, 然后执行步骤 807, 显示延时, 再执行步骤 808, 测试数据 显示完否? 如果数据显示未完, 返回到步骤 806执行, 查表求字形代码送显示器, 刷新显示。 执行步骤 808, 测试数据显示完成, 执行步骤 809, 恢复现场, 然后执行步骤 810, 返回。

图 11键盘参数设定程序的起始步骤 850之后, 执行步骤 851 , 读取键值, 然后执行步骤 852, 测试是 Ir设定键否? 如果是 Ir设定键, 执行步骤 853, 进行 Ir设定, 然后, 执行步骤 873 , 调更新显示, 再执行步骤 874, 返回。 如果执行步骤 852, 测试不是 Ir设定键, 执行步 骤 854, 测试是 k设定键否? 如果是 k设定键, 执行步骤 855, 进行 k设定, 然后, 跳至步骤 873执行, 调更新显示, 再执行步骤 874, 返回。 如果执行步骤 854, 测试不是 k设定键, 则 执行步骤 856, 测试是 α设定键否? 如果是 α设定键, 则执行步骤 857, 进行 α设定, 然后, 跳转至步骤 873, 调更新显示, 再执行步骤 874, 返回。 如果执行步骤 856, 测试不是 α设定 键, 则执行步骤 858, 测试是秒设定键否? 如果是秒设定键, 则执行步骤 859, 进行秒设定, 然后, 跳转至步骤 873, 调更新显示, 再执行步骤 874, 返回。 如果执行步骤 858, 测试不是 秒设定键, 则执行步骤 860, 测试是分设定键否? 如果是分设定键, 则执行步骤 861 , 进行分 设定, 然后, 跳转至步骤 873 , 调更新显示, 再执行步骤 874, 返回。 如果执行步骤 860,'测 试不是分设定键, 则执行步骤 862, 测试是时设定键否? 如果是时设定键, 则执行步骤 863, 进行时设定, 然后, 跳转至步骤 873 , 调更新显示, 再执行步骤 874, 返回。 如果执行步骤 862, 测试不是时设定键, 则执行步驟 864, 测试是脱扣参数设定键否? 如果是脱扣参数设定 键, 则执行步骤 865, 进行脱扣参数设定, 然后, 跳转至步骤 873 , 调更新显示, 再执行步骤 874, 返回。 如果执行步骤 864, 测试不是脱扣参数设定键,执行步骤 866, 测试是增量键否? 如果是增量键, 则执行步骤 867, 指定数据递增, 然后, 跳转至步骤 873, 调更新显示, 再执 行步骤 874,返回。如果执行步骤 866, 测试不是增量 4建,则执行步骤 868 , 测试是减量键否? 如果是减量键, 则执行步骤 869, 指定数据递减, 然后, 跳转至步骤 873 , 调更新显示, 再执 行步骤 874,返回。如果执行步骤 869,测试不是减量键,则执行步骤 870, 测试是删除键否? 如果是删除键, 则执行步骤 871, 进行删除, 然后, 跳转至步骤 873 , 调更新显示, 再执^步 骤 874, 返回。 如果执行步骤 870, 测试不是删除鍵, 则执行步骤 872, 转运行程序, 然后, 执行步骤 873, 调更新显示, 再执行步骤 874, 返回。

由于精密脱扣器具有优异的自动设定功能, 其额定电流的比例系数 k一般不需要人工设 定,键盘只是提供了作为人工设定的补充和修 改。一般运行一次设定程序既可完成参数设定 , 并且可以自动转入运行程序, 操作简单。

作为保护用电设备和用电线路安全的电子脱扣 器, 其保护功能是非常重要的技术指标, 因此, 精密脱扣器的脱扣保护参数计算依据的放大电 流 Inf是根据比例系数 k放大后而跟踪 设定, 从而使保护精确度极大提高, 灵敏度和可靠性更好, 加之声光报警功能, 对各种电气 火灾隐患可提供最精确的安全保护, 可以通过通讯端口与其他电器或计算机控制系 统连華, 以组成网络化的火灾安全防护系统。