[發明專利]多功能測控裝置的智能選相系統及方法

有效

• 申請號: 201210578850.0
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103051062A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 唐成虹;黃國方;沈健;莊瑩;殷垚;閻承志;張敏;譚闊;彭奇
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;許婉靜

技術領域

本發明涉及電力系統自動化測量和控制技術領域，具體涉及一種應用于具有選相和智能終端功能的多功能測控裝置的高精度智能選相技術及方法。

背景技術

斷路器任意相位進行分合閘操作時，會產生過電壓及涌流，危及電力設備的絕緣性和電力系統的穩定性，還會干擾回路上或附近回路靈敏度高的電氣設備正常工作，所以在最佳相角實現斷路器的分合閘，能夠使得分合閘對電力設備和系統沖擊最小，對延長電力設備壽命，提高電網穩定性，具有重要意義。

目前，選相技術的實現方法，包括兩類，具體介紹如下：

1）在一次開關設備中通過增加微處理器和外圍硬件回路實現選相功能，如中國專利申請號為200920023808.6的智能選相開關、中國專利申請號為201020279116.0的低壓智能選相開關，這類實現方式的問題在于微處理器及外圍硬件回路等電子部件經常受到現場惡劣環境和大電流開斷而引起的高強度電磁干擾，會影響壽命和可靠性；

2）專用的智能選相裝置，如中國專利申請號為87211356.6的選相合閘裝置、中國專利申請號為200820205799.8的新型選相合閘控制裝置以及中國專利申請號為201120315469.6的一種選相分閘裝置，這類智能選相裝置的問題是需要專門的選相裝置，硬件成本高，增加了二次回路設計復雜性，而且不具備樣本學習、智能學習、智能成長等智能選相輔助功能。

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發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，不增加額外的硬件裝置，在多功能測控裝置中實現智能選相功能，提供的多功能測控裝置的智能選相系統及方法，采用高精度頻率測量、高精度過零檢測、斷路器參量補償等一系列軟硬件結合的綜合選相技術，結合獨特的智能選相輔助方法，達到高精度的智能選相功能，實現了選相功能的智能化，從而使得分合閘對電力設備和系統沖擊最小，延長電力設備的使用壽命，提高電網穩定性，具有良好的應用前景。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種多功能測控裝置的智能選相系統，其特征在于：包括微處理器模塊、FPGA、模擬量采集電路、AD采樣電路、過零檢測電路、遙信采集電路、斷路器參量接口電路、跳合閘出口電路和以太網接口電路，所述模擬量采集電路設有兩路輸出端，一路輸出端通過過零檢測電路、FPGA與微處理器模塊相連接，?另一輸出端通過AD采樣電路與微處理器模塊相連接，所述微處理器模塊還分別與遙信采集電路、斷路器參量接口電路、跳合閘出口電路、以太網接口電路相連接。

前述的多功能測控裝置的智能選相系統，其特征在于：所述微處理器模塊包括，

邏輯運算中樞，用于測控運算和智能選相邏輯運算；

智能學習中樞，用于實現樣本學習、智能學習、智能成長、智能選相的輔助功能；

所述邏輯運算中樞為DSP處理器、智能學習中樞為PowerPC處理器，DSP處理器與PowerPC處理器通過雙口RAM完成數據信息交互。

前述的多功能測控裝置的智能選相系統，其特征在于：所述FPGA為數據同步采樣中樞，用于產生與GPS同步的采樣脈沖信號，并通過邏輯運算中樞控制AD采樣電路的采集速率，以及檢測過零檢測電路的過零方波信號，記錄三相電壓、三相電流的精確過零時刻，并傳送給邏輯運算中樞。

前述的多功能測控裝置的智能選相系統，其特征在于：所述過零檢測電路采樣電壓、電流信號，輸出過零時刻同步的方波信號。

前述的多功能測控裝置的智能選相系統，其特征在于：所述斷路器參量接口電路包括斷路器環境溫度接口、操作電壓接口、SF6氣體壓力接口和分合閘電流接口，DSP處理器通過斷路器參量接口電路對斷路器狀態進行在線監測，通過實時在線監測的參量及斷路器樣本曲線實現對斷路器分合閘時間的精確補償。

前述的多功能測控裝置的智能選相系統，其特征在于：所述智能學習中樞，對于每次斷路器的分合閘操作，通過遙信采集電路回采的斷路器位置信號及AD采樣電路采集的電壓、電流實際分合閘相角，記錄并保存動作軌跡完成智能學習。

前述的多功能測控裝置的智能選相系統，其特征在于：所述智能學習中樞，包括，

樣本學習，對斷路器分合閘樣本數據進行抽取形成樣本曲線，并且能根據實時在線監測的斷路器參量對樣本曲線進行抽取和擬合，獲得準確的斷路器分合閘時間參量補償量；

智能學習，對于每次斷路器分合閘操作，通過回采斷路器位置信號及電壓、電流分合閘時刻相角，記錄斷路器實際動作軌跡完成智能學習，智能學習記錄的動作軌跡可以為人工分析提供數據，也可以通過智能成長對樣本曲線進行修正和補償；