铜带软连接

 铜带软连接开关柜一般有断路器（负荷开关）、隔离刀闸、接地刀闸等一次开关设备。 铜带软连接在运行或调试中，监测这些一次开关设备状态是至关重要的。在 铜带软连接传统的开关柜上，一般使用信号灯来指示这些状态的，这样做显示不直不雅观，且接线未便当。开关柜智能测控装置将一次设备状态显示与开关柜的一次方案图相连系，LED显示器件 铜带软连接置于一次方案图中设备符号所处位置，电路状态一目了然，生动直不雅观，如图1所示 铜带软连接。 　　 　　图1 ASD系列 铜带软连接开关柜智能测控装置产品示意图 　　同时集成的高压带电显示、自动温湿度控制、电参数丈量功能使开关柜盘面精练大雅，下降二次接线工作量。 　　1 硬件设计体例 　　1.1  设计平台 　　中央措置器采取Freescale公司的**款基于高度节能型S08核的器件MC9S08AW32高性能单片机，该单片机片上资源丰富，支持BDM片上调试功能，片内集成看门狗电路，抗干扰能力突出，具有业内*佳的EMC性能。CPU总线频率*高可达20MHz，*高运行速率可达40MHz。丰富的片上资源：32KB在线可编程FLASH存储器，内部时钟发生器，带有2个可编程按时器，丰富的I/O口：双SCI口，SPI、I2C等接口，极大的便当了硬件的扩展。 　　电能计量芯片采取美国ADI公司的高切确度三相电能丈量芯片ADE7758。该芯片的丈量精度高，功能强大。该 铜带软连接IC内嵌高精度的模数转换器和固定模式的数字措置信号措置器( DSP)，具有数字积分、数字滤波、实用电能监测、计量功能。芯片带有一个SPI串行口、有功电能脉冲输出、无功电能脉冲输出，可用于各类三相系统中有功功率、无功功率、电能、电压电流有效值的丈量以及以数字体例校正系统误差所必须的信号措置电路。 　　ADE7758为各相提供系统校准功能，包含有效值偏移校准、相位校准、功率校准。 　　1.2  设计框图 　　 铜带软连接装置硬件电路设计框图如下，整个系统以MC9S08AW32为核心，按功能可划分为中央措置单位、电源模块、电压电流采样及运算、开关量控制模块、温湿度收集模块、人机交互模块、通讯模块等。 　　 　　图2 硬件电路设计框图 　　1.3  部分电路 　　1.3.1  中央措置单位 　　中央措置单位电路图如图3所示，CPU对采样信号进行措置计较，依照丈量取得的电流、电压、温湿度值与预先设定的各类呵护数值进行对比，由此来判断开关柜的电压电流是否正常、温湿度状况是否正常，若不正常则输出相应的告警信息。外部扩展了铁电存储器，用于存储一些重要的参数，即便以后升级法度也不会丢失先前的重要数据。 　　 　　图3 中央措置单位电路图 　　1.3.2  开关量控制模块 　　开关量控制模块包含开关量输入和告警输出，其电路图如图4所示。开关量输入经光电耦合接入CPU；告警由GPIO口经光电耦合器连接到继电器输出。开关量输入设有8路，依次对应一次图中的断路器合、断路器分、手车工作位置、手车试验位置、接地刀位置以及弹簧储能指示，其余预留。开关量输入对应一次图可编程设置。开关量输出设有6路，依次输出加热器1、加热器2、电扇、告警、照明、闭锁的状态。 　　 　　图4 开关量控制模块电路图 　　1.3.3  人机交互单位 　　本装置高端产品的人机交互界面采取LCD液晶显示模块。LCD采取128*128点阵显示，初始界面为电参量显示界面，通过按键输入进入菜单设置界面，菜单选项均采取中文显示界面，使得操作直不雅观易懂。通过菜单选项可以设置诸如接线体例、电压变比、电流变比、告警定值、通信地址波特率等参数。低端产品则采取双排四位LED数码管显示来温湿度信息及各类可编程信息。用户可依照实际需要进行设置各类告警定值参数、通信地址波特率等。 　　1.4  评述 　　本装置 铜带软连接采取的电源模块为开关电源模块。该电源模块输入电压为AC90～285V或DC100～300V，输入频率45～60Hz，输出电压稳定、故障率小，输出纹波＜1％，转换效率≥75％。具有过压、过流呵护。该模块经实际现场使用，具有很高的稳定性、靠得住性和抗干扰能力。 　　温湿度传感器采取SHT10，该系列产品是一款高度集成的温湿度传感器芯片，具有超快响应、抗干扰能力强等优点，提供全标定的数字输出。CPU与SHT10采取串行接口，在传感器信号的读取及电源损耗方面，都做了优化措置。 　　高压带电显示模块由高压带电传感器输入电信号，由此判断此高压柜是否带电。由于母线电压较高，所以高压带电显示电路采取了各类过压呵护、隔离呵护器件来确保装置内部电路的正常工作。 　　另外，本装置还集成有操控功能、人体感应功能、语音防误提示功能等。 　　2 软件设计流程 　　系统软件设计包含主法度、通讯模块2个部分。 　　主法度完成上电或复位初始化，电能芯片初始化，其他外设初始化，温湿度丈量，读取电参数，电量计较，状态显示及报警措置，LCD显示刷新及按键措置等功能，法度设计流程如图5。 　　CPU初始化主要指对CPU的特殊状态存放器SFR进行配置，设置I/O口的输入输出状态及初始状态，读取铁电存放器数据等；电能芯片初始化主要指对ADE7758功能存放器的配置；主法度其余部分则是对各项功能的完成，只有公道放置法度流程来完成这些功能，装置才能靠得住工作。 　　通讯模块以中断体例实现，主要完成领受数据，协议措置等功能。通讯协议采取尺度MODBUS-RTU规约，便于上位机的通讯，与其他网络仪表组网使用，实现对开关柜状态的实时监测。 　　 　　图5 法度设计流程图 　　3 实现的手艺指标及性能 　　ASD系列开关柜智能测控装置的手艺指标见表1。产品设计时采取优异的电磁干扰PCB设计手艺，生产时颠末整机带电老化与出厂检验测试，确保了产品的持久工作的稳定性和靠得住性。  　　表1 ASD装置手艺指标 手艺参数 指标 　　输入 网络 　　三相三线、三线四线 　　频率 　　45～60 Hz 　　电压 　　/电流 　　额定值：AC 100V/5A 　　过负荷：1.2倍额定值（延续）；2倍额定值延续1秒 　　功耗：电压回路小于 0.5VA；电流回路小于1VA 　　输出 电能 　　输出体例：集电极开路的光耦脉冲 　　脉冲常数：32000imp/kWh 　　通讯 　　RS485接口，MODBUS-RTU协议 　　精度 电参量 　　频率0.05Hz、无功电能1级，其余0.5级 　　温湿度 　　温度：±1℃；湿度：±4% 　　开关量输入 　　8路干接点输入，内置+12V电源 　　开关量输出 　　输出体例：6路继电器输出 　　触点容量：AC250V/5A 　　电源 　　AC90-285V，DC100-300，功耗≤8VA 　　平安性 　　工频耐压：AC2kV/1min；绝缘电阻：＞100MΩ 　　电磁兼容性 　　静电测试：3级；脉冲群测试：4级；浪涌测试：4级 　　情况 　　工作温度：-10～55℃；存储温度-20～70℃；相对湿度：5%～95%不结露；海拔高度：小于2500米 　　4  铜带软连接应用案例 　　 　　图5 典型应用接线图 　　在某水泥厂高压开关柜设计中，全部采取了ASD系列开关柜智能测控装置。应用方案见图5。图中信号指示回路通过开关量输入收集来实现一次原理图指示；带电显示回路通过高压传感器输入来指示母线是否带电；温湿度控制回路通过温湿度传感器输入来实现温湿度控制。并带有Modbus通讯输出, 供用户远程监测和控制。一改以往每个开关柜需配备分歧厂家的多种产品，既削减了工程量节俭了成本，又提高了系统的靠得住性。投入试用的开关柜智能测控装置以其良好的稳定性和靠得住性能包管了对开关柜内的一次设备的呵护，而且 铜带软连接包管了对电压、电流、功率等参数的准确丈量和对电能的准确计量，同时便当了用户对开关柜的实时监控。 　　5 结语 　　开关柜 铜带软连接智能测控装置针对电力开关柜的控制要求设计，适用于中置柜、手车柜、固定柜、环网柜等多种开关柜。该产品已经系列化，集操作、显示于一体，满足多种客户的需求，具有功能齐全、运行靠得住、抗干扰性能优越等特点，应用前景十分宽敞宽大旷达。 　

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