0 引言
智能電網的發展,對低壓電器的智能化提出了較高的要求,目前國內使用較多的小型斷路器的智能化穩定性不夠,在于其體積較小,將信號采集電路、動作執行和智能脫扣器都安裝在本體內,開關內的強電場產生的電磁干擾和高溫,使得斷路器可靠性降低。本文介紹的智能控制器脫離于斷路器本體,并且能夠連接多個斷路器,實現對多個斷路器的監控。
1 控制器的總體結構
群組智能控制器的核心采用DSP TMS320F2812芯片,輔以CPLD EPM3128芯片來實現鍵盤和液晶的時序邏輯,減少擴展芯片帶來的體積問題,外圍電路主要包括信號調理電路和脫扣控制電路等。為適應智能電網的無線通信,在智能控制器中添加GPRS模塊,使得斷路器能夠更好地融入到智能電網中。
2 控制器的硬件設計
所采集的多個斷路器的電壓、電流等信號,經過信號調理電路進行調理后送入DSP處理器,經過信號的變換、運算和判斷等處理,斷路器有故障時通過脫扣電路實現脫扣。系統總體結構框圖如圖1所示。
2.1 信號調理電路模塊設計
信號調理模塊的主要功能,一是低通濾波,濾除高頻噪聲;二是信號放大,由于檢測電流范圍較大,為適應較大的動態范圍,提高A/D采樣分辨率,使變換后的數字信號盡可能準確反映模擬信號的大小,設計了兩路放大環節。一路有較大的放大倍數,放大小電流時的信號;另一路放大倍數較小,進行大電流時的信號放大。因為A/D轉換器的信號輸入范圍有限,為防止大電流信號時產生過高的輸入電壓,對檢測電路和A/D轉換器造成損壞,設計了電平限幅保護電路。