[發明專利]一種同步開關控制器

無效

• 申請號: 201310552272.8
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103558792A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 雍少銀
• 申請（專利權）人: 寧夏天地經緯電力設備工程有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及真空開關控制器技術領域，特別涉及一種同步開關控制器。

背景技術

真空斷路器以其優異的性能特點廣泛應用于配電網的各個領域，但是，真空開關也有其局限，比如在開關的分合閘操作過程中存在的暫態過程，會給配電系統產生各種干擾，引起電力系統過電壓和過電流，甚至會傳播到遠端影響其他用戶。在關合電容器組時，關合瞬間觸頭兩端的電壓是隨機的，如果這時觸頭的兩端的電壓不為零，則會產生頻率和幅值都很高的涌流，理論上涌流最大可達到穩態值的50倍。

傳統上一般采用加裝合閘電阻、電抗器、阻容吸收設備、使用氧化鋅避雷器等方法來削弱這些暫態過程。但加裝合閘電阻增加了開關的復雜性與成本，限壓效果不穩定，分散性大，消耗電能而產生大量的熱能；加裝電抗器會使安裝調試復雜，操作時會出現電火花，易形成振蕩回路，增加系統噪音；安裝阻容吸收設備會產生諧波，增加發生故障的幾率，易成為諧波污染源；而避雷器的使用中閥片容易受潮劣化，溫度上升產生有功損耗，形成熱崩潰，嚴重時導致MOA損壞或爆炸，進而引發大面積停電事故。

綜上所述，目前所采用的傳統措施不能從根本上解決問題，于是人們提出了相控開關技術，其實質是根據不同復雜（如并聯電容器組、架空輸電線、空載變壓器等）的特性，控制開關在電壓或電流的最佳相位完成合閘或分閘，實現無沖擊的平滑過渡，能有效地削弱開關瞬態電磁效應。

發明內容

本發明的目的在于提供一種同步開關控制器，通過在普通永磁機構真空斷路器上配用本控制器，使之成為一臺同步開關，以系統電壓或電流為參考信號，控制開關的觸頭在期望的相位合閘或分閘，用以減小開關操作暫態過程、提高電能質量，提高短路分斷能力、延長開關壽命。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種同步開關控制器，包括上位機通訊、主控模塊、信號處理采集模塊、儲能電容的充放電控制模塊和安全聯鎖模塊，所述主控模塊主要由DSP系統、外部RAM、人機接口組成；所述信號處理采集模塊由模擬信號調理、邏輯控制與數字采集單元組成；所述儲能電容的充放電控制模塊由AC/DC高頻開關電源、放電儲能電容器C、保護二極管和光電耦合器組成。

所述主控模塊實時判斷輸入信息，收到分合閘指令時按預定算法給出觸發信號，控制斷路器在所期望的相位動作，可通過RS-485總線系統參數上傳到控制中心，或者中斷接收控制中心的遙控指令。

所述信號處理采集模塊主要完成信號的采集和調理，使用14位自帶多路開關與采樣/保持電路的ADCMAX125，使用GAL20V8B對MAX125進行啟動、讀寫、尋址等邏輯控制，信號處理過程為，電網信號通過互感器轉換成系統所能處理范圍內的交流信號，然后通過限流保護、信號調理等電路，進入ADC(MAX125)內部進行模數轉換，轉換后的數據送到DSP中進行FIR濾波處理，已提取參考信號的過零點；

所述儲能電容的充放電模塊（如圖3所示），正常狀態下，DSP控制MOSFET(IFR840)導通，電源對電容處于浮充狀態，若接到操作指令，正常情況下，DSP不關斷MOSFET,通過HCPL-316J給IGBT橋電路相應的邏輯電平以制電容器C對磁力線圈L放電，是斷路器完成分（合）閘動作，若出現故障，則關斷MOSFET實現閉鎖，以防止誤動作。

工作流程（如圖4所示）：信號處理采集模塊采集電網信號后送入主控模塊計算過零點，在接到分合閘命令時計算各相分合閘所需的延遲時間；延遲時間到之后給出觸發命令，儲能電容充放電控制模塊中IGBT橋電路導通，使放電回路導通，儲能電容器對斷路器線圈放電，使斷路器動作，當斷路器動作完成之后關閉IGBT橋電路，切斷電容器的放電回路，使電容器上留有電量，以備下次操作之用。

有益效果：與傳統抑制開關操作暫態方法相比，本發明較合閘電阻、串聯電抗器和避雷器具有以下優點：1、在電容器關合中，可以減少涌流、抑制過電壓，不用串聯電抗器，延長高壓開關檢修周期和使用壽命；2、在電容器切除中，防止重燃和重擊穿，降低設備絕緣水平；3、在空載變壓器關合中，可以減少涌流、抑制過電壓，不需要合閘電阻，防止繼電保護裝置誤動，提高電壓穩定性；4、在故障電流開斷時，提高開斷能力，減少開關磨損，提高系統穩定性和開關壽命。

附圖說明

圖1為同步開關工作原理圖

圖2為本發明結構示意圖

圖3為儲能電容的充放電控制模塊電路圖

圖4為本發明工作流程圖