專利名稱：斷路器的電子保護(hù)裝置和相應(yīng)的編程方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝置和一種方法，用于對(duì)電系統(tǒng)中的單極或多極斷路器的電子保護(hù)裝置進(jìn)行編程和無線對(duì)話。
背景技術(shù)：
眾所周知，用于保護(hù)負(fù)載或電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)斷路器(以下簡(jiǎn)稱為斷路器)通常包括用于接通和斷開主觸點(diǎn)的裝置、用于檢測(cè)穿過它的電流的裝置、保護(hù)裝置和用于自動(dòng)釋放的裝置。
保護(hù)裝置(以下簡(jiǎn)稱為繼電器)通?？梢允菬?、磁或熱磁類型的，或者是電子類型的。本發(fā)明專門涉及電子類型繼電器的應(yīng)用。
電子類型的所述繼電器可以提供各種保護(hù)和報(bào)警功能，所述功能的集合在數(shù)量和復(fù)雜度上可以根據(jù)模型的不同而不同。尤其，電子繼電器的保護(hù)和報(bào)警功能在其本身的技術(shù)范圍內(nèi)可以進(jìn)行不同的編程，以便使斷路器的整體性能適應(yīng)所保護(hù)負(fù)載的特性和電系統(tǒng)的特性，并提供可用于不同方式的報(bào)警。電子繼電器的功能的所述編程通過操作上與同一繼電器連接的本地編程接口進(jìn)行。
現(xiàn)有技術(shù)中有一些用于對(duì)電子繼電器進(jìn)行編程的裝置，這些裝置使用傳統(tǒng)類型的接口(比如∏形插入式開關(guān)、鈕、旋轉(zhuǎn)開關(guān))，或者是更高級(jí)類型的接口(比如鍵盤和字母數(shù)字或圖形顯示裝置)；再者還有一些用于進(jìn)行有線或無線類型的編程和/或?qū)υ挼倪h(yuǎn)程裝置，這些遠(yuǎn)程裝置使用專門提供的通信接口。無線通信接口(通常采用紅外或射頻技術(shù))被分為本地接口和遠(yuǎn)程接口?，F(xiàn)有技術(shù)中提出的編程系統(tǒng)最終能夠在提供數(shù)據(jù)傳輸功能的同時(shí)還能提供反向通信功能(以便例如從保護(hù)裝置中得到標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)或診斷數(shù)據(jù))，裝有這種附加功能的裝置通常稱為對(duì)話系統(tǒng)。斷路器的繼電器與遠(yuǎn)程編程裝置之間的通信通常以精確會(huì)話方式(由有限的時(shí)間間隔限定)進(jìn)行，其中，預(yù)設(shè)信息以數(shù)字形式被發(fā)送和/或接收。
如果忽略沒有預(yù)備遠(yuǎn)程編程的方案或基于有線通信網(wǎng)絡(luò)的方案的明顯限制，可以注意到，在實(shí)際試驗(yàn)和采納的無線方案當(dāng)中，由于以下所分析的許多限制，同樣也無法證明是完全令人滿意的。
基于紅外接口的無線通信的第一個(gè)限制在于這種技術(shù)所固有的技術(shù)限制，事實(shí)上，這種技術(shù)只能沿著沒有阻礙的通路以及在所有預(yù)定和直線通路上進(jìn)行傳輸和/接收，因此，需要與所要編程或進(jìn)行通信的保護(hù)裝置相應(yīng)的本地接口的遠(yuǎn)程接口的精確對(duì)準(zhǔn)，所述對(duì)準(zhǔn)步驟顯然必須保持到連接會(huì)話結(jié)束。紅外系統(tǒng)還有一些技術(shù)限制，其原因在于相應(yīng)信號(hào)的傾向性限制范圍，這導(dǎo)致了操作者必須使他自己離相應(yīng)保護(hù)裝置很近(通常在2米以內(nèi))。
更普遍地與所有已知無線方案有關(guān)的另一個(gè)限制在于用于建立與僅一個(gè)斷路器的繼電器的專門連接會(huì)話(無論它用于編程還是用于對(duì)話)的準(zhǔn)備。因此，當(dāng)需要與同一個(gè)系統(tǒng)中的若干個(gè)繼電器進(jìn)行編程或?qū)υ挄r(shí)，必須按不同的連續(xù)會(huì)話進(jìn)行操作；尤其在現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)下，沒有可用的一種能在單一操作中建立與多個(gè)保護(hù)裝置的多個(gè)會(huì)話的編程或?qū)υ捪到y(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述考慮，本發(fā)明的主要任務(wù)在于，提供用于對(duì)斷路器的電子繼電器進(jìn)行編程和無線對(duì)話的一種裝置和一種方法，這使得可以克服以上提到的缺點(diǎn)，從而充分改善編程和對(duì)話的系統(tǒng)的功能性和總潛能。在這一任務(wù)的框架中，本發(fā)明的主要目的在于，提供一種完全無線的裝置和方法，用于在單個(gè)或多個(gè)會(huì)話中基于使用既適用于從一個(gè)或多個(gè)保護(hù)單元接收信息又適用于向一個(gè)或多個(gè)保護(hù)單元發(fā)送信息的便攜式遠(yuǎn)程接口進(jìn)行編程和對(duì)話(也就是說，即使在一個(gè)斷路器與另一個(gè)斷路器之間也沒有任何用于數(shù)據(jù)數(shù)字傳輸?shù)挠芯€線路)。
本發(fā)明的另一目的在于，利用未必專用的遠(yuǎn)程無線通信接口(比如商用型PC、PDA或峰窩電話)來獲得以上提到的裝置和方法，只要這些接口安裝有適當(dāng)?shù)臒o線通信系統(tǒng)(如藍(lán)牙、WiFi或Zigbee型的無線通信系統(tǒng))以及專用軟件。
本發(fā)明的另一目的在于，利用任何類型的現(xiàn)有電子繼電器來獲得以上提到的裝置和方法，只要它們預(yù)先被配置用于遠(yuǎn)程連接，比如通過便于使用的適應(yīng)其本地通信接口的串行端口。
本發(fā)明的又一目的在于，提供一種低電壓斷路器的電子保護(hù)裝置，該裝置與已知類型的方案相比使得能傳輸信息，并且它能通過與兼容的遠(yuǎn)程無線單元通信以一種既簡(jiǎn)單而技術(shù)上又精確的方法進(jìn)行設(shè)置。這種特性通過利用同時(shí)具有簡(jiǎn)單、完整和可靠特性的單個(gè)編程接口，使得可以最佳利用所安裝的各種繼電器的所有潛能(盡管它們可能相互不同)，而不必介入甚至不必專門知道通常與每一繼電器有關(guān)的本地編程接口的特性。
本發(fā)明的又一目的在于，提供一種裝置和一種方法，用于對(duì)斷路器的電子繼電器進(jìn)行編程和無線對(duì)話，這使得可以有秩序地檢測(cè)和變換給定范圍內(nèi)裝有足夠保護(hù)單元的所有自動(dòng)斷路器的總量。所述范圍(一般在10米的區(qū)域內(nèi))可以適當(dāng)包括以不同方式(比如以配電盤方式或以配電柜方式)安裝的所有斷路器的集合。
本發(fā)明的又一目的在于，提供一種用于對(duì)斷路器的保護(hù)裝置進(jìn)行無線對(duì)話和編程的方法，這種方法使得可以從所檢測(cè)的斷路器的保護(hù)裝置中接收進(jìn)一步的信息記錄(比如關(guān)于繼電器類型、斷路器類型和負(fù)載類型及其當(dāng)前設(shè)置的數(shù)據(jù)，以及與保護(hù)裝置本身、斷路器和相關(guān)負(fù)載的條件相應(yīng)的其他當(dāng)前有效數(shù)據(jù)或統(tǒng)計(jì)，包括吸收級(jí)和診斷功能)。于是，來自斷路器的不同繼電器的所述信息可以用于大量后續(xù)操作，即進(jìn)行表示電系統(tǒng)管理的計(jì)算、修正動(dòng)作、處理和可能的重編程。
本發(fā)明的又一目的在于，提供一種用于斷路器的繼電器的通信的方法，這種方法使得可以向所檢測(cè)的斷路器的保護(hù)裝置傳輸可用于對(duì)其參數(shù)進(jìn)行編程的數(shù)據(jù)。所述傳輸既可以以與單獨(dú)選擇的斷路器的繼電器的不同會(huì)話方式又可以以多個(gè)會(huì)話方式進(jìn)行，這樣，可以按照向每一保護(hù)裝置分配單獨(dú)選擇的具體參數(shù)的概率來對(duì)多個(gè)所選擇繼電器進(jìn)行編程。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種可以給出管理若干個(gè)接入級(jí)的可能性的裝置，使得不同的操作者在系統(tǒng)中可以根據(jù)其授權(quán)級(jí)進(jìn)行操作。
利用附屬權(quán)利要求1中所述的保護(hù)裝置可以實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)和上述目的以及其他目的，這可以從如下所述中更清楚地看到。


從根據(jù)本發(fā)明的用于編程和對(duì)話的裝置和方法的優(yōu)選但不排他的實(shí)施方式的描述中，可以更清楚地看到進(jìn)一步的特性和優(yōu)點(diǎn)，下面將借助附圖通過說明性但非限定性的例子來舉例說明，其中圖1是一個(gè)表示自動(dòng)斷路器、相應(yīng)的電子保護(hù)裝置、相應(yīng)的本地?zé)o線數(shù)字通信接口以及便攜式的用于對(duì)話和遠(yuǎn)程編程的設(shè)備的框圖；圖2是表示集成在電子保護(hù)裝置中的本地?zé)o線數(shù)字通信接口的第一種可行實(shí)施方式的框圖；圖3，對(duì)應(yīng)于第二種可行實(shí)施方式，是電子保護(hù)裝置以及作為該電子保護(hù)裝置內(nèi)的附件所連接的相應(yīng)本地?zé)o線數(shù)字通信接口的框圖；圖4，對(duì)應(yīng)于第三種可行實(shí)施方式，是電子保護(hù)裝置以及通過數(shù)字通信端口與繼電器進(jìn)行外部連接的相應(yīng)本地?zé)o線數(shù)字通信接口的框圖；圖5，可應(yīng)用于上述三種實(shí)施方式中的每一種，是著重說明典型對(duì)話會(huì)話期間在遠(yuǎn)程編程和對(duì)話設(shè)備與每個(gè)都由保護(hù)裝置(裝有本地?zé)o線接口)和由相應(yīng)斷路器所構(gòu)成的若干個(gè)組件之間的連接的框圖。
具體實(shí)施例方式
參照以上所列附圖，斷路器100(尤其是低壓自動(dòng)斷路器)的保護(hù)裝置1包括無線通信系統(tǒng)2。所述無線通信系統(tǒng)或模塊2被設(shè)計(jì)用于向?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)化設(shè)備3本地發(fā)送與如下內(nèi)容相應(yīng)的一些信息電學(xué)量的測(cè)量結(jié)果，表示保護(hù)功能的參數(shù)的設(shè)置，或與電系統(tǒng)、斷路器或保護(hù)裝置本身相應(yīng)的診斷信息。
在圖1的實(shí)施方式中，作為可以甚至是標(biāo)準(zhǔn)類型的便攜式設(shè)備(比如PC、PDA或峰窩電話)的專用計(jì)算機(jī)化設(shè)備(3)放置于合適距離，以便通過模塊2建立與保護(hù)裝置1的連接。
根據(jù)如圖2中所示的本發(fā)明的裝置的第一種實(shí)施方式，無線通信模塊2是保護(hù)裝置1的集成部件。所謂“集成部件”是指模塊2構(gòu)成保護(hù)裝置1的電子電路的一部分的情況和無線通信系統(tǒng)2安排在獨(dú)立的但與主體電子電路永久連接的模塊上的情況。
參照?qǐng)D3，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的保護(hù)裝置1的一種實(shí)施方式，以替代前一種實(shí)施方式。根據(jù)這一實(shí)施方式，無線通信系統(tǒng)2作為保護(hù)裝置1的附件，并安排在與所述保護(hù)裝置1獨(dú)立的模塊上。所述模塊以后可以通過已專門提供的適當(dāng)連接與裝置1連接，并且物理上集成在斷路器中。根據(jù)這一實(shí)施方式，繼電器的本地?zé)o線接口一般可以包括例如要插入到繼電器中的電子卡，電子卡可以從繼電器接收供電，并且電子卡可以與繼電器交換數(shù)據(jù)；置于繼電器之外的報(bào)警LED，它們表示正在進(jìn)行中的不同量值或活動(dòng)性(功率，正在進(jìn)行中的串行接收，正在進(jìn)行中的串行傳輸，正在進(jìn)行中的藍(lán)牙會(huì)話)；和從外面看不見的天線及藍(lán)牙數(shù)字無線收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的保護(hù)裝置1的另一種實(shí)施方式如圖4中所示。這一進(jìn)一步的方案其特征在于，無線通信系統(tǒng)2是位于斷路器之外的保護(hù)裝置的附件。通信模塊2可以在任何時(shí)刻通過置于裝置1的正面的業(yè)務(wù)通信端口4與保護(hù)裝置1連接，因此，物理上它并不集成在斷路器上。在這種情況下，模塊2可以(但未必)裝有自身電源系統(tǒng)(例如由電池構(gòu)成)。在這種情況下，模塊2最好(但未必)僅在通信會(huì)話期間進(jìn)行連接。而在永久連接的情況下，為了限制電池功耗并提高電池使用時(shí)間，通信可以通過安裝在模塊2本身上的適當(dāng)位置的按鈕來啟動(dòng)，而無需該裝置連續(xù)或定期驗(yàn)證是否有遠(yuǎn)程主機(jī)通信接口(專用設(shè)備、PC、PDA或蜂窩電話等)。重要的是要強(qiáng)調(diào)，這一實(shí)施方式可使裝有至少一個(gè)通用數(shù)字通信端口(例如串行口、并行口、USB等)的自動(dòng)斷路器的電子保護(hù)單元與本發(fā)明的方法兼容。
參照?qǐng)D5，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的保護(hù)裝置1的一種使用形式。根據(jù)這一方案，一組裝置1可以同時(shí)與便攜式設(shè)備3連接；因此，設(shè)備3必須使得便于識(shí)別然后選擇用戶希望打開通信會(huì)話的單個(gè)優(yōu)先裝置1。
無線通信系統(tǒng)可以在接近模塊2的傳輸區(qū)域中的任何便攜式專用計(jì)算機(jī)化設(shè)備3時(shí)進(jìn)行自動(dòng)啟動(dòng)，從而使所述計(jì)算機(jī)化設(shè)備與保護(hù)裝置本身連接?；蛘撸瑹o線通信系統(tǒng)可以通過安裝在模塊2上的適當(dāng)位置的按鈕來啟動(dòng)，而無需該裝置連續(xù)或定期驗(yàn)證是否有專用計(jì)算機(jī)化設(shè)備3。
如上所述，傳輸可以以與單獨(dú)選擇的斷路器的繼電器的不同會(huì)話方式進(jìn)行，或者可以以多個(gè)會(huì)話方式進(jìn)行，這樣，可以按照向每一保護(hù)裝置分配單獨(dú)選擇的具體參數(shù)的可能性來對(duì)多個(gè)所選擇繼電器進(jìn)行編程。后一種功能表示一種純粹的新穎技術(shù)，并將展開可能無數(shù)的一系列新研究。這些可能的研究首先涉及在不同時(shí)刻對(duì)繼電器進(jìn)行檢測(cè)和編程的可能性，從而可使操作者離開并且還可以借助一些輔助工具(比如在不同于配電柜的區(qū)域中的電系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)或圖解)隨時(shí)隨地設(shè)置校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。以下所述的另一種研究涉及進(jìn)行如下操作的可能性執(zhí)行檢測(cè)，將例如通過蜂窩電話得到的數(shù)據(jù)發(fā)送到編程站以便從編程站獲得校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，最后通過一個(gè)或多個(gè)會(huì)話對(duì)繼電器進(jìn)行編程。從實(shí)際情況出發(fā)，利用根據(jù)本發(fā)明的裝置，可以按如下所述進(jìn)行編程。眾所周知，籃牙一般使用兩種類型的端口(即主端口和從端口)。主端口用作遠(yuǎn)程接口；從端口用作本地接口。通常，會(huì)話時(shí)在主端口與至少一個(gè)從端口之間進(jìn)行通信(收發(fā)信)，而不是在從端口之間進(jìn)行通信。根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，由例如掌上型電腦所構(gòu)成的專用計(jì)算機(jī)化設(shè)備包括一種軟件，該軟件使得在有從端口的情況下通過無線方式進(jìn)行查詢并檢測(cè)與其范圍內(nèi)的每一籃牙接口相應(yīng)的獨(dú)特代碼和定制代碼。定制代碼通常包括諸如廠商名稱、所實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)類型等基本信息。
隨后，打開作為第一通信會(huì)話的“真實(shí)”通信信道，其中，繼電器的無線通信模塊2依次開始與各個(gè)繼電器進(jìn)行通信，然后可以向?qū)Ｓ眠h(yuǎn)程計(jì)算機(jī)化設(shè)備發(fā)送進(jìn)一步的便于可編程的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)(比如，確切的用戶名、斷路器的類型、當(dāng)前安裝的和最近維護(hù)操作的數(shù)據(jù))以及同樣進(jìn)一步的信息。所述信息數(shù)據(jù)無論是當(dāng)前數(shù)據(jù)還是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)都可以例如相應(yīng)于如下的類型和條件1)保護(hù)裝置本身；2)斷路器和相關(guān)負(fù)載；3)吸收級(jí)；和4)診斷功能。專用計(jì)算機(jī)化設(shè)備中的軟件使得可以有秩序地變換這種信息。
據(jù)此，操作者可以隨時(shí)在專用計(jì)算機(jī)化設(shè)備上輸入所需設(shè)置。如上所述，利用掌上型電腦中的軟件可以立刻進(jìn)行這一操作，否則，由于在這一步驟中未必有繼電器存在，因此還可以方便地在其他地方進(jìn)一步利用能通過數(shù)字通信端口(串行、并行、USB、藍(lán)牙、FireWire總線等)與專用計(jì)算機(jī)化設(shè)備輪流對(duì)話的其他計(jì)算機(jī)裝置來進(jìn)行這一操作。
在必須通過重新配置繼電器附近的專用計(jì)算機(jī)化設(shè)備來打開的后續(xù)會(huì)話中，最終進(jìn)行繼電器特有的編程。實(shí)際上，已看出根據(jù)本發(fā)明的裝置是如何滿足預(yù)定任務(wù)和預(yù)定目標(biāo)的。因此，這樣設(shè)計(jì)的保護(hù)裝置可以進(jìn)行很多修改和變化，所有這樣修改和變化都在本發(fā)明思想的范圍內(nèi)；此外，所有這些裝置還可以用技術(shù)上相當(dāng)?shù)钠渌b置來代替。實(shí)際上，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的要求和情況，可以采用無論什么樣的材料以及尺寸。
權(quán)利要求
1.一種斷路器的保護(hù)裝置，其特征在于，它包括無線通信系統(tǒng)，用于向?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)化設(shè)備本地發(fā)送與如下內(nèi)容相應(yīng)的信息電學(xué)量的測(cè)量結(jié)果，表示保護(hù)功能的參數(shù)的設(shè)置，或與電系統(tǒng)、斷路器或保護(hù)裝置本身相應(yīng)的診斷信息。
2.如權(quán)利要求1所述的保護(hù)裝置，其特征在于，所述專用計(jì)算機(jī)化設(shè)備是PC、PDA或蜂窩電話。
3.如權(quán)利要求1所述的保護(hù)裝置，其特征在于，所述無線通信系統(tǒng)是保護(hù)裝置本身的集成部件。
4.如權(quán)利要求1所述的保護(hù)裝置，其特征在于，所述無線通信系統(tǒng)是所述保護(hù)裝置的附件模塊。
5.如權(quán)利要求4所述的保護(hù)裝置，其特征在于，所述附件模塊在斷路器本身之內(nèi)。
6.如權(quán)利要求4所述的保護(hù)裝置，其特征在于，所述附件模塊在斷路器本身之外。
7.如一個(gè)或多個(gè)上述權(quán)利要求所述的保護(hù)裝置，其特征在于，所述無線通信系統(tǒng)在接近傳輸區(qū)域中的任何便攜式專用計(jì)算機(jī)化設(shè)備時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，從而使所述計(jì)算機(jī)化設(shè)備與保護(hù)裝置本身連接。
8.如權(quán)利要求1-6中的一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的保護(hù)裝置，其特征在于，所述無線通信系統(tǒng)通過安裝在該模塊上的適當(dāng)位置的按鈕來啟動(dòng)，而無需該裝置連續(xù)或定期驗(yàn)證是否存在有專用計(jì)算機(jī)化設(shè)備。
9.如一個(gè)或多個(gè)上述權(quán)利要求所述的保護(hù)裝置，其特征在于，在多個(gè)保護(hù)裝置與單個(gè)專用計(jì)算機(jī)化設(shè)備之間建立初始通信。
10.如權(quán)利要求9所述的保護(hù)裝置，其特征在于，在多個(gè)保護(hù)裝置與單個(gè)專用計(jì)算機(jī)化設(shè)備之間進(jìn)行初始通信后，作出每次規(guī)定與單個(gè)保護(hù)裝置進(jìn)行有效通信的選擇。
11.如一個(gè)或多個(gè)上述權(quán)利要求所述的保護(hù)裝置，其特征在于，根據(jù)分級(jí)啟動(dòng)協(xié)議進(jìn)行所述無線通信系統(tǒng)與所述專用計(jì)算機(jī)化設(shè)備之間的通信。
12.如一個(gè)或多個(gè)上述權(quán)利要求所述的保護(hù)裝置，其特征在于，它將與電系統(tǒng)相應(yīng)的測(cè)量結(jié)果和保護(hù)功能的參數(shù)發(fā)送到本地置于保護(hù)裝置本身附近的專用于它們的顯示的設(shè)備。
13.一種斷路器，尤其是低電壓斷路器，包含有如一個(gè)或多個(gè)上述權(quán)利要求所述的裝置。
全文摘要
一種斷路器的保護(hù)裝置，它包括無線通信系統(tǒng)，用于向?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)化設(shè)備本地發(fā)送與如下內(nèi)容相應(yīng)的信息電學(xué)量的測(cè)量結(jié)果，表示保護(hù)功能的參數(shù)的設(shè)置，或與電系統(tǒng)、斷路器或保護(hù)裝置本身相應(yīng)的診斷信息。
文檔編號(hào)H02H3/00GK1943089SQ200580011655
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月19日
發(fā)明者佛朗西斯科·瓦羅, 馬爾克·斯圖奇, 菲德里科·加姆巴 申請(qǐng)人:Abb服務(wù)有限公司