[發(fā)明專利]同步開關(guān)控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210005895.9
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102520628A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 包涌泉;袁鐸寧;鄧為;鄒偉華;李世學(xué);趙成宏
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢長海電氣科技開發(fā)有限公司
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 武漢凌達(dá)知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 宋國榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)控制裝置，尤其是涉及同步開關(guān)控制裝置。

背景技術(shù)

由于開關(guān)分合閘操作的暫態(tài)過程會帶來不可忽略的負(fù)面效應(yīng)，為了滿足電網(wǎng)發(fā)展和電力用戶對高質(zhì)量、高可靠供電的需求，目前所采用的傳統(tǒng)措施又存在這樣或那樣的不足，不能從根本上解決問題。近年來隨著開關(guān)制造工藝、現(xiàn)代電力電子和測控技術(shù)的不斷提高，開關(guān)正朝著智能化方向發(fā)展。同時(shí)，電力市場的競爭日趨激烈，要求進(jìn)一步減少設(shè)備費(fèi)用，延長維修周期，提高供電質(zhì)量，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。在此背景下，開關(guān)選相投切技術(shù)日益受到制造部門與用戶的關(guān)注。選相投切技術(shù)是由相控開關(guān)(又稱同步開關(guān)或選相控制開關(guān))來實(shí)現(xiàn)的。相控實(shí)質(zhì)是根據(jù)不同負(fù)載(如電容器組、空載變壓器、架空輸電線等)的特性，控制開關(guān)在電壓或電流的最佳電角度完成合閘或分閘，實(shí)現(xiàn)無沖擊的平滑過渡，能有效地削弱開關(guān)瞬態(tài)電磁效應(yīng)。目前，相控開關(guān)以常規(guī)領(lǐng)域(參考信號具有周期性)應(yīng)用為主，尤以選相投切電容器組的應(yīng)用最多。具有短路故障電流選相開斷功能的控制裝置尚未見實(shí)用報(bào)道，這主要是由于相關(guān)的非周期、不對稱暫態(tài)過程使得目標(biāo)相位難以有效地預(yù)測與控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種精確控制斷路器觸頭分離相位，使開斷故障電流時(shí)電弧電流在經(jīng)過最佳燃弧時(shí)間后過零，從而有效減少觸頭燒損，延長開關(guān)的電壽命的同步開關(guān)控制裝置。

本發(fā)明還有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種能精確控制合閘相位，以減小操作過電壓和涌流的同步開關(guān)控制裝置。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

一種同步開關(guān)控制裝置，包括：

一電源模塊：將輸入的交流或直流電，轉(zhuǎn)化為各種低壓直流電，提供裝置電源；

一信號調(diào)理模塊：接入斷路器母線側(cè)的電壓信號、接入斷路器線路電流信號、勵(lì)磁電容控制電壓，并將接入的模擬信號進(jìn)行過濾調(diào)整；

一模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC：將經(jīng)過信號調(diào)理模塊過濾調(diào)整過的模擬信號變換成數(shù)字量信號；

一可編程邏輯器件FPGA：接收模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC變換的數(shù)字量信號并對其進(jìn)行濾波處理；

一DSP處理器：接收經(jīng)過可編程邏輯器件FPGA濾波處理后的處理結(jié)果；

一存儲器RAM：用于程序中間變量的存儲和軟件的調(diào)試；

一存儲器EEPROM：用于存儲各種設(shè)定的參數(shù)；

一通信接口：DSP處理器通過該接口與外部設(shè)備通信，用于接收外部指令或發(fā)送本體數(shù)據(jù)。

本發(fā)明根據(jù)采樣的電流值預(yù)測系統(tǒng)的電流零點(diǎn)；根據(jù)預(yù)測的電流零點(diǎn)確定開斷的目標(biāo)相位，計(jì)算動(dòng)作同步時(shí)間，并在由零點(diǎn)時(shí)刻經(jīng)所述動(dòng)作同步時(shí)間后發(fā)出所述電力開關(guān)設(shè)備的控制動(dòng)作指令，使開關(guān)設(shè)備經(jīng)最佳燃弧時(shí)間之后觸頭分離，電流過零熄滅。

本發(fā)明根據(jù)采樣的電壓值提取系統(tǒng)的電壓零點(diǎn)；根據(jù)提取的電壓零點(diǎn)控制合閘的目標(biāo)相位，使開關(guān)設(shè)備在最佳合閘時(shí)間點(diǎn)閉合觸頭。

本發(fā)明測量對電力開關(guān)設(shè)備操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)間產(chǎn)生影響的各種環(huán)境溫度和控制電壓等參數(shù)；通過這些測定的參數(shù)對開關(guān)設(shè)備的動(dòng)作時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償。

在上述的同步開關(guān)控制裝置，還包括

一溫度傳感器：測量當(dāng)前的環(huán)境溫度，并將當(dāng)前的環(huán)境溫度輸送給上述可編程邏輯器件FPGA處理后傳遞給DSP處理器，并由DSP處理器計(jì)算動(dòng)作同步時(shí)間后，發(fā)出動(dòng)作信號；

一開關(guān)量輸出模塊：接收所述DSP處理器發(fā)出的動(dòng)作信號；

一開關(guān)量輸入模塊：接收電力系統(tǒng)分合閘命令開入、斷路器三相分、合閘位置輔助接點(diǎn)。

在上述的同步開關(guān)控制裝置，所述開關(guān)量輸出模塊的輸出端分別接合閘線圈和分閘線圈。

在上述的同步開關(guān)控制裝置，還包括一按鍵顯示：通過按鍵顯示對裝置進(jìn)行檢測，同時(shí)顯示裝置的參數(shù)狀態(tài)。

因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.?精確控制斷路器觸頭分離相位，使開斷故障電流時(shí)電弧電流在經(jīng)過最佳燃弧時(shí)間后過零，從而有效減少觸頭燒損，延長開關(guān)的電壽命；2.?能精確控制合閘相位，以減小操作過電壓和涌流。

附圖說明

圖1是本發(fā)明電路原理框圖。

圖2是短路故障電流波形、動(dòng)作時(shí)刻及動(dòng)作時(shí)間的說明圖。

圖3是常電流波形、動(dòng)作時(shí)刻及動(dòng)作時(shí)間的說明圖。

圖4是合閘電壓波形、動(dòng)作時(shí)刻及其時(shí)間說明圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。

實(shí)施例：

一種同步開關(guān)控制裝置，包括：