智能断路器的设计方案
基于智能配电网解决方案(新一代智能化纵旋真空隔离断路器)
柜型外形尺寸（WXDXH）
在线测温
1100X1400X2650
在母排上
600X1400X2200
在断路器触头上，检修方便
五、KYN88柜方案方便重构电网网络
由于ZN118真空隔离断路器具有隔离、分断两大功能于 一体； 在电网网络拓扑重构过程中，能够方便地通过开关操作 来实现电网供电网络重构；
六、KYN88柜方案在智能配电网中应用
S =0.91平方米 S =1.2平方米 S =1.43平方米
1.5 7 S
XGN 2 2.3 3 S
KYN28 XGN2
各型开关柜尺寸表
40台柜配电系统土建条件表 柜型 长度 宽度
KYN8 8 S
S=62.4m
2
XGN2
KYN28
22米
16米
1000+1300+2000+1300+1000=6.6米
XGN2 操作费力
KYN88我也可以
5、零弹跳的分合闸
※ 这归功于ZN118(WZ1)的专利分合闸机构。一改传统的弹簧机构，
改用盘簧机构，使用渦卷弹簧机构的厂家有很多，都达不到零弹跳 的效果，主要是在渦卷弹簧释放能量时，产生的振动，被输出机构 全部吸收。而ZN118(WZ1)的凸轮输出拐臂，很巧妙地解决了这 个问题，做到有筛选振动的效果，并给予消耗。传统VS1也包括一 些进口产品，也不可能达到这一效果，弹跳是断路器一个非常重要 的性能指标，直接关系断路器的安全与质量。
现智能化基础平台；
※ 改造工程，不改变电房大小，轻松增容 ；
※ 优良的适配性，可以与KYN28、负荷
柜、环网柜配套使用，尤其与KYN28 、环网柜的适配性特别明显。
四、典型方案设计及部分工程案例
智能断路器DevieeNet通信模块设计与实现
① 基金项 目： 浙江省重大科技专项（０ ７ １７） ２ ０Ｃ１０ ２
收稿 时 间：０ ０１－８收到 修 改稿 时间 ： １．２Ｉ ２ １—１１： ２ ０１．９ ０
断路器分断和闭合的控制等 。终端智能断路器 以电子 控 制器 为控制核 心 ，负责现场 电力系统状态的监测 ， 并通过 Ｒ ４ ５通信接 口与 Ｄ ｖｃＮｅ 通信模块进行数 Ｓ８ ｅｉ ｔ ｅ 据 交换 。 ｖｃＮｅ 通信模块对连接远程监控主机与终 Ｄｅｉ ｔ ｅ
ｉ ｌｍｅ ｔｔ ｎ ａｅｅ ｐ ｕ ｄ ｄ Ｔ ｅｐ ｗｅ ｉ ｕｔＤｅ ｉｅ ｔｎｅｆｃ ｉ ｕｔｔ ｅｉｔｒｐ ｒｂｌ ｓ ｉｔｒａ ｅａ ｄｔｅ ｍｐｅ ｎ ｉ ｒ ｘ ｏ ｎ ｅ ． ｏ ｒ ｒ ｉ ａ ｏ ｈ ｃ ｃ ， ｖｃ Ｎｅ ｔｒａ ｅｃｒ ｉ ｈ ｅｏ ｅａ ｉｔ ｔ ｔ ｎｅｆｃ ｎ ｉ ｃ ， ｎ ｉ ｅ ｙ ｈ
缆 自身存在 电阻，外 界的干 扰特别 是浪涌和雷 电将会
对供 电可靠性产 生较 大影响 ，电源 的稳定性成为首要
组 ” ｅｉ Ｎ ｔ 。Ｄ ｖｃ ｅ 支持位选通 、轮 询、周期 、状态 改变 ｅ 和应用触 发的 Ｉ ／ Ｏ数 据通 讯方式【， ３ 用户可根据 设备 性 】
Ｄｅ ｉ ｎ ｎ Ｉ ｐ ｅ ｅ ａ ｏ ｏ ａ Ｉ ｅ ｌ ｎ Ｃｉ ｃ ｔ ｓｇ ａ ｄ ｍ ｌ ｍ ｎｔ ｔ ｎ ｆ ｎ ｎｔ ｌｉ ｔ ｉ ｇｅ ｒ ｕｉ Ｂｒ ａ ｒ ｖ ｅ Ｎｅ Ｃｏ ｍ ｕ ｃ ｔｏ ｅ ｋｅ Ｄｅ ｉ ｅ ｔ ｍ ｎｉ ａ ｎ ｉ
Ｍｏ ｄｕｌ ｅ
的保护 控制等 ，对 电力系统 的可靠运行起 着举足轻 重 的作用 ，故进行 智能断路器 的网络化 、信 息化研究 就 显得尤 为重要 。 ｅ ｉ Ｎｅ 通信模块作为可通信智 能断 Ｄ ｖｃ ｔ ｅ 路器 的通信和 组 网模块 ，是组成 Ｄ ｖｅＮｅ ｅ ｉ ｔ网络拓 扑 ｅ 结构 的核心部件 ，它的使用将使得整个监控 系统呈现
智能断路器的设计方案
智能断路器的设计方案智能断路器是一种集成电子技术和电器保护技术的产品，能够实现对电路的精确监测和迅速切断电源。
它是建立在智能控制技术的基础上，通过各种传感器对电路的负载、温度、电流等参数进行实时监测，并能根据实际情况进行智能判断和处理，以达到对电线、电器等负载设备进行安全保护的效果。
一、主要设计要求：1.推断和判断功能：能够准确、快速地判断故障发生的位置和类型，比如过流、过压、过载等故障，从而能够切断电源，保护负载设备。
2.高精度检测功能：能够对电路各种参数进行高精度的监测，如电流、电压、功率、温度等。
3.可靠性：具备高可靠性的设计和制造，确保在各种环境下都能正常运行，同时能够自检和自动修复故障。
4.远程监测和控制功能：通过通信技术实现与外部设备的远程通讯，从而能够随时随地对断路器的状态进行监测和控制。
5.集成处理功能：通过集成各种处理器和电子模块，对各种信号进行处理和转换，能够实现高效的电路保护功能。
二、设计方案：1.选择合适的传感器：基于电流、电压、功率和温度等参数来监测电路状态，选择高精度、快速响应的传感器，可以提高断路器的检测能力和响应速度。
2.引入智能控制技术：采用先进的微处理器芯片和智能控制算法，能够对各种参数进行分析和处理，实现智能判断和控制。
3.设计自保护功能：通过自检和自动修复故障的功能，提高断路器的可靠性，能够自动切断电源，更好地保护负载设备。
4.引入通信技术：通过网络通信或者物联网技术，实现与外部设备的远程通讯，能够进行实时监测和控制，提高断路器的可管理性和便捷性。
5.设计电路保护算法：通过分析和处理传感器获取的数据，对电路状态进行判断，并根据判断结果进行断口控制，保护负载设备。
6.良好的散热设计：断路器会产生一定的热量，需要设计良好的散热系统，确保断路器在长时间运行的情况下不会过热。
7.考虑用户友好性：设计直观明了的人机界面，方便用户对断路器进行设置和操作，同时设计合理的尺寸和外观，便于安装和维护。
智能断路器的设计方案
智能断路器的设计方案智能断路器是一种可以自主感知电路状况并进行智能控制的电力保护装置。
在电力系统中，断路器的作用是在电路故障时自动切断电路，避免电路继续运行而带来的损失。
与传统断路器相比，智能断路器具有更高的安全性和可靠性，同时也能够实现远程控制和自主检测功能。
智能断路器的设计方案需要考虑以下几个方面：1. 控制系统设计智能断路器的控制系统由微处理器、传感器、执行器和通讯模块等多个组件组成。
其中微处理器是控制系统的核心，主要负责控制断路器的闭合与断开。
传感器可以检测电流、电压的变化，并将这些信息反馈给微处理器；执行器则用于控制断路器的闭合与断开；通讯模块则可以与上位机进行数据交互，实现远程控制和数据传输功能。
2. 硬件组成设计在智能断路器的硬件设计中，需要选择合适的材料和元器件，保证其在恶劣的工作环境下仍然能够稳定运行。
例如，在高电流和高温的环境下，需要使用高品质的电流传感器和温度传感器，以保证设备正常运作。
同时，断路器的开关部分需要采用高质量的材料，以便保证设备的性能和寿命。
3. 算法实现设计在智能断路器的算法实现中，需要考虑到断路器的保护效果和响应速度。
常用的断路器保护算法有过电流保护算法和短路保护算法。
其中，过电流保护算法是在电路出现电流过载问题时进行启动；短路保护算法则是在电路出现短路问题时启动。
这些算法需要在微处理器中进行实现，并根据不同的保护需求进行优化。
4. 人机界面设计智能断路器的人机界面是用来方便人与设备进行交互的界面，主要包括系统状态监控、参数设置和故障诊断等功能。
在设计人机界面时，需要确定用户需求，并根据用户的反馈进行相应的修改和优化。
例如，在人机界面中应该显示设备的工作状态、历史数据记录和报警信息等内容，以便用户能够及时对设备进行维护和修理。
5. 安全性设计智能断路器的安全性设计主要包括两个方面：电气安全和硬件安全。
在电气安全方面，需要保证设备的电路部分符合国际标准，并在运行过程中能够自动切断电源，以保护设备和人员安全。
断路器智能控制器设计及实现
１ １ ５ Ｍ Ｃ 功 能 ．． Ｒ 在 断路 器 开 始 合 闸 后 的 ｌ Ｏ Ｏ ｍｓ内 ， 当 任 一 相 电 流
１ １ 功 能 设 计 ．
１ １ １ 过 载 长 延 时 保 护 ．．
“ 载 超 时 ”开 始 至 拉 闸 的 时 间 误 差 不 得 超 过 ± 超
控 制 器不 发 出脱扣 保 护命 令 ； 当 电 网 电流 大 于 １ １ ． ５倍 整 定 电流 时 ，智 能 控 制 器 发 出脱 扣 保 护 命 令 。短 路 瞬
时 保 护 脱 扣 时 间 精 度 小 于 ５ ｍｓ ０ 。
电 机 的脱 扣 保 护 动 作 特 性 有 所 差 异 。此 外 ，过 载 长 延 时保 护 具有 热 记忆 功 能 。 １ １ ２ 短 路 短 延 时 保 护 ．．
１６ ０ 时 ，立 即 发 出保 护脱 扣 命 令 。 ＭＣ 功 能 是 一 ０ Ａ） Ｒ
种 后 备 保护 功 能 ，可 由用 户 增 选 或不 选 。 １ １ ６ 负 载监 控 保 护 ．．
１ １ ３ 短 路 瞬 时 保 护 ．．
短路 瞬时 保 护 输 入 电 流 范 围 为 １倍 整 定 电 流 至 最
大 ７ｋ ５ Ａ。 当 电 网 电 流 小 于 ０ ８ ． ５倍 整 定 电 流 时 ， 智 能
电流 、中线 电流 、接 地 电 流 经 各 自的 ＴＡ 变 换 成 电 流 信号 ，再 经 模 拟 电路 调 整 成 具 有 一 定 带 宽 、一 定 动 态 范 围的信 号 送 Ａ／ 采 样 。 每 隔 一 定 时 间 监 测 三 相 电 Ｄ 流 、中线 电流 、接 地 电 流 有 无 超 载 。若 超 载 ， 即 对 其 作 倒 计 时 ；倒计 时间 到 ，即发 出脱 扣 拉 闸信 号 。 断路 器 关 键 性 能 要 求 是 快 速 、 可 靠 。快 速 当 负荷 “ 载 超 时 ”时 必 须 立 即实 现 脱 扣 拉 闸 ， 从 发 现 超
基于DSP的智能低压断路器控制器设计
１３ 信号调 理 电路 ． 根据 需要本控 制器 采集 ３路相 电流信 号和 ３路
线 电压信 号 。电流信 号采用 电流互 感器经 取样 电阻
后转 化为 电压信号 ，然后 由单 片机 的 Ａ Ｄ转换器将 ／
其转 换成数 字信 号 ，与预设 的保护特 性逻 辑进行 比 较 ，用 以控制 断路 器 动作 。Ａ相 电流取样 电路如 图 ２所示 。 由于在 本设 计 中 电流 互感 器 除了完 成采样
出色 的控 制 能力 。它 的主 要特 点是 ：采用 改进 型 哈
佛架构及 ｃ编 译器优 化指 令集 ，实现 灵活 的寻址模 式 。系统 主频 可达 ３ Ｍ ｚ 内部采用 Ｐ Ｌ技术将外 ０Ｈ， Ｌ 部较低 的时钟 输入倍 频 到较高 的频率 ，这样 做 的好
处 是 降低 了对 外 干 扰 ，提 高 了系统 的 电磁 兼 容 性 。 另外 ，它 的片 上集成 了 １ ２ Ｂ的 Ｆ Ａ Ｈ闪存 ，６ Ｂ ３ Ｋ ＬＳ Ｋ
基于Ｄ Ｐ Ｓ 的智能低压断路器控锄器设ｉ ｆ －
电工电． （０ ０ ．） １ ２ １ ４ 【 Ｎｏ
进 行保护 。因此 ，智 能控制 器应 能准确 快速地 检测 电压 、电流 、频 率等 ，可 以实 时的在现 场显示 出来 并且 可 以按 用户 的 不 同要 求 设 定 时 间一 电流 曲线 ，
９ 一
作 电压 范 围 （． ２ ５～ ５ ５ ） ． Ｖ ，使 得 它 可 以很 方 便 的 与不 同电压等 级 的外 围芯 片接 口。
此 外 ，Ｄ Ｐ Ｃ ０ ６ １Ａ芯 片 还 集 成 了丰 富 的 Ｓ Ｉ ３Ｆ０ １
一
电工电气
（０ ０ ｏ４ ２ １ ． Ｎ ）
智能空开断路器实施方案
智能空开断路器实施方案智能空开断路器是一种集成了智能化技术的电气保护设备，它能够实现对电路的智能监控、远程控制和故障诊断，为电力系统的安全稳定运行提供了重要保障。
本文将针对智能空开断路器的实施方案进行详细介绍，包括选型、安装、调试和运行维护等方面，以期为相关工程技术人员提供参考和指导。
一、选型在选型阶段，需要根据具体的电力系统要求和环境条件，综合考虑智能空开断路器的额定电流、额定短路能力、动稳定性能、防护等级、通信接口等参数。
同时，还需要考虑设备的可靠性、稳定性、维护性以及成本等因素，选择适合自身需求的智能空开断路器产品。
二、安装在安装阶段，需要严格按照产品说明书和相关标准规范进行操作，保证设备的安全可靠安装。
首先要对安装环境进行检查，确保设备能够在良好的环境条件下工作。
然后根据设备的安装要求进行线路连接、接地、固定等工作，确保设备安装牢固可靠。
三、调试在调试阶段，需要对智能空开断路器进行各项功能的测试和调整，确保设备能够正常工作。
首先要进行电气连接的检查和测试，确保设备的接线正确无误。
然后对设备的保护功能、通信功能、远程控制功能等进行测试，确保设备的各项功能正常可靠。
四、运行维护在设备投入运行后，需要对智能空开断路器进行定期的运行检查和维护工作，确保设备能够长期稳定可靠地运行。
运行维护工作主要包括设备的定期检查、清洁、保护参数的监测和调整、故障的处理等工作，以保证设备在运行过程中能够及时发现并解决问题，确保电力系统的安全稳定运行。
总结智能空开断路器作为电力系统的重要保护设备，具有智能化、自动化、远程控制等特点，能够为电力系统的安全稳定运行提供重要保障。
在实施智能空开断路器时，需要充分考虑选型、安装、调试和运行维护等方面的工作，确保设备能够正常可靠地运行，为电力系统的安全稳定运行提供有力支持。
关于智能供配电网的断路器控制器研究与设计
关于智能供配电网的断路器控制器研究与设计发布时间：2021-09-17T05:50:07.293Z 来源：《中国电业》2021年第14期作者：缪华[导读] 根据电力系统使用情况，对智能供配电网的断路器控制器进行分析缪华云南电网有限责任公司普洱镇沅供电局云南普洱665000摘要：根据电力系统使用情况，对智能供配电网的断路器控制器进行分析，总结系统研究及设计的相关内容，旨在结合智能供配电网使用中存在的问题，设置智能供配电网的断路器控制器设计方案，逐步提升设备的使用效果，满足行业的高质量发展需求。
关键词：智能供配电网；断路器；控制器在电力商业运行及不断发展的背景下，智能供配电网的断路器控制器作为行业中较为重要的组成，通过设备管理及设备维护方案的设置，可以充分满足电力行业的基本需求，实现电力行业的可持续发展。
但是，在智能供配电网使用中，存在着电源点布置不足及自动化覆盖率较低的问题，这些现象若不能及时控制，会影响智能供配电网的运行效果。
因此，在行业运行中，应该将智能供配电网的使用作为重点，通过断路器控制器研究及设计方案的分析，确定具体的设备使用方案，保证电力设备的正常运行。
一、断路器控制器特点断路器控制器特点如下：第一，智能化。
在智能电网飞速发展的背景下，低压供电系统的网络化作为当前发展发展趋势，应将通信功能的使用作为核心，通过断路器及以太网的融合，可以保证配电系统的高效性、简洁性，满足智能配电网的多功能使用需求；第二，模块化。
根据断路器控制器的使用情况，在低压断路器使用中，通过小型化、配套性设备的使用，可以将产品节材作为重点，之后通过产品结构的优化、新技术的使用等，提升断路器控制器的使用效果[1]。
二、智能供配电网设置中存在的问题（一）电源点布设问题结合智能供配电网运行情况，在配电网设备设置中，存在着电源点布设不合理的问题。
伴随社会的城市化发展，部分配电设备存在着过载严重的问题，而且，在农村城镇化的发展背景下，农村电网中的一些低电压问题频发，这些现象与变电站布设不合理、变电站容载比偏低等存在关联，如果不能及时处理，会影响用电效果。
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智能断路器的设计方案一．系统的整体框架
断路器位置刀
闸
位
置
弹
簧
状
态
合
闸
控
制
信
号
开关位置信息分合闸命令断路器遥控
储能电机操作电流刀
闸
电
机
操
作
电
流
分
闸
线
圈
操
作
电
流
合
闸
线
圈
操
作
电
流
开
关
触
头
的
温
升
灭
弧
室
真
空
度
分
闸
速
度
合
闸
速
度
保护电流测
量
电
流
保
护
电
压
测
量
电
压
二．智能断路器各个模块映射的通信协议栈及通信特点
从图中可以看出：MMS映射了全部的A协议集和T协议集，复杂程度最高。
但是该模块主要实现的是断路器参数的在线检测和远程控制，因此对通信的实时性要求并不高，基本上是以人的反映时间为准。
GOOSE模块直接映射到了以太网，其目的是保证分合闸GOOSE报文的快速传递，因此它的特点是：通信映射简单，但是实时性要求高，GOOSE报文的时延必须小于2ms。
SMV也直接映射到了以太网，其特点是：实现简单，但是实时性要求最高，SMV的时延必须控制在微秒级。
三．具体的实现方案
1.方案一
图中所示为南瑞的开关设备智能装置实现方案。
CPU采用Freescale公司高性能32位微处理器，考虑到GOOSE和SMV的强实时性要求，在系统中嵌入Vxworks专业硬实时操作系统。
MMS,GOOSE,SMV全部在嵌入式单系统中实现。
其优点是：结构紧凑，硬件平台比较简单，实现起来相对容易；
缺点是：①采用专业的实时操作系统直接提高了研发经费，个人觉得仅仅为了满足GOOSE和SMV的实时性而采用Vxworks有点浪费；
②由于该系统只采用了61850定义的逻辑节点进行建模，因此系统在线检测的信息种类相对偏少。
应该按照62271-3标准进行建模，个别的检测参数如果在标准中没有对应的数据对象，可以考虑扩展建模。
③由于CPU的IO口有限，该方案中的电流互感器和电压互感器采样信号只能以QSPI（同步队列串行接口）方式通过CPU的IO口送入CPU中。
这种方式下将不可避免的会造成采样值的巨大时延，产生很大的相位偏移。
这种时延在电子式互感器的设计规范中将不可容忍。
2.方案二
方案二是对方案一的改进，采用双系统实现智能断路器的所有功能。
①具有高实时性要求的GOOSE报文和SMV帧采用FPGA，用纯硬件逻辑实现；由于FPGA具有丰富的IO口资源，可以实现电流电压采样信号的并行接入，减少时延。
②使用嵌入系统实现复杂的MMS服务。
由于不需要实现高实时性的任务，因此就没有必要使用昂贵的专业硬实时操作系统，Linux或者WINCE都可以满足MMS的设计要求。
研发费用大幅度降低。
③按照62271标准建模，扩展在线检测的信号种类，提高系统遥控和遥测的能力。
方案二的缺点是：硬件电路比较复杂，研发的难度比方案一大。
我在嵌入系统和FPGA系统中都进行过数字化变电站相关产品的研发，具备一定的研发经验，因此按照方案二实现智能断路器还是有信心的。