CN103021729A - 用于永磁真空断路器的智能一体化控制器 - Google Patents

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戴芬
邱龙富
蒋亚明
吴德义
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用于永磁真空断路器的智能一体化控制器，涉及一种用于永磁真空断路器的智能一体化控制器，属于智能高压开关控制系统技术领域。包括控制主板，与控制主板通讯接口连接的通讯模块，与控制主板输入端连接的电流/电压采样板和开关量检测与控制板，以及与控制主板输出端连接的LCD显示键盘板和导向驱动板，还包括有为控制器提供所需工作电源的电源板；本发明可实时采集交流测量值和状态量，以及执行遥控命令，并实现各种继电保护功能。本发明具有开放式的通讯功能，配有各种电力系统通讯规约，能够与配网自动化系统主站通讯，实现远程控制管理。

Description

用于永磁真空断路器的智能一体化控制器
技术领域
本发明涉及一种用于永磁真空断路器的智能一体化控制器，属于智能高压开关控制系统技术领域。
背景技术
 现有智能高压永磁真空断路器的控制单元一般都是配置独立的电源模块、永磁机构控制器以及通用保护测控装置或FTU。电源模块提供永磁机构控制器以及通用保护测控装置所需的工作电源与操作电源；永磁机构控制器根据预先设置的分合闸时间，及分合闸控制信号，驱动断路器的永磁机构动作；通用保护测控装置采集就地的交流测量值（如电压、电流、功率等）和状态量（如开关位置、储能情况等），以及执行遥控命令（如分合开关），并实现各种继电保护功能。现有智能高压永磁真空断路器的控制单元没有进行一体化设计，不能快速检测并判断出故障电流实现快速保护功能；不能根据电压、电流的相位及开关位置状态精确地控制永磁机构的分合闸时间，从而实现断路器合于故障时的快速保护功能以及同步分合闸功能；另外由于各功能模块单独设计，需要在控制单元内进行二次排线以实现电气上的连接，产品存在生产工艺性差、体积偏大、安装调试及售后服务不便利等不足。
发明内容
 本发明的目的是提供一种用于永磁真空断路器的智能一体化控制器，满足现代化智能电网供电可靠性及智能化管理的发展要求。
   实现上述目的的技术方案是：用于永磁真空断路器的智能一体化控制器，其特征在于：包括控制主板，与控制主板通讯接口连接的通讯模块，与控制主板输入端连接的电流/电压采样板和开关量检测与控制板，以及与控制主板输出端连接的LCD显示键盘板和导向驱动板，还包括有为控制器提供所需工作电源的电源板。
所述控制主板用于数据采集、保护控制，以及处理通讯、协议转换和人机交换；所述通讯模块用于与配网自动化系统主站通讯实现远程控制管理；所述电流/电压采样板用于接收电流互感器一次侧、电压互感器一次侧或电容式电压互感器传送的三相电流与电压信号，通过内部信号调理电路进行信号隔离、放大、滤波处理后将三相电流和电压信号送到控制主板；所述开关量检测与控制板用于接收分合闸控制信号、检测断路器的开关状态以及电源供电状态，并传送到控制主板，作为远程监测与开关动作的依据；所述LCD显示键盘板提供人机操作界面，实时监控控制器的运行状态；所述导向驱动板根据分合闸控制命令信号提供三相永磁操动机构所需的分闸或合闸电流，使永磁机构可靠地进行分合闸动作。 
本发明可实时采集交流测量值（如电压、电流、功率等）和状态量（如开关位置、储能情况等），以及执行遥控命令（如分合开关），并实现各种继电保护功能。本发明具有开放式的通讯功能，配有各种电力系统通讯规约，能够与配网自动化系统主站通讯，实现远程控制管理。
本发明运用了高压断路器快速保护控制系统软件算法，实现独特的快速保护功能；能够根据电压、电流、开关状态的瞬时特性，控制永磁操作机构的动作特性，缩短开关合于故障时的保护动作时间，快速隔离故障线路；另外，本发明采用了同步分合技术，实现断路器的同步分合闸，有效抑制操作过电压与合闸涌流。
本发明的电源板分别连接有交流输入电源、太阳能输入电源、储能电容和蓄电池。
本发明中的电源板可以同时采用太阳能电源、CT电源供电以及PT电源供电，利用天然太阳能、一次线路中的工作电流（CT电源）或工作电压（PT电源）作为永磁真空断路器的不间断电源输入，并配有蓄电池作为后备电源供电，保证了永磁真空断路器自身电源供电的可靠性。
附图说明
   图1为本发明的工作原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括背板8、DSP+ARM控制主板1，与DSP+ARM控制主板1通讯接口连接的通讯模块2，与DSP+ARM控制主板1输入端连接的电流/电压采样板3和开关量检测与控制板4，以及与DSP+ARM控制主板1输出端连接的LCD显示键盘板5和导向驱动板6，还包括有为控制器提供所需工作电源的电源板7。
所述电源板7分别连接有交流输入电源9、太阳能输入电源10、储能电容11和蓄电池12。
背板8与电源板7连接，背板8完成电流/电压采样板3、DSP+ARM控制主板1、开关量检测和控制板4、导向驱动板6、电源板7等之间的电气连接。
DSP+ARM控制主板1采用嵌入式双核处理器技术，DSP负责现场数据采集和保护控制，ARM负责处理通讯、协议转换和人机交互等。
通讯模块2用于与配网自动化系统主站通讯实现远程控制管理。
电流/电压采样板3用于接收电流互感器一次侧、电压互感器一次侧或电容式电压互感器传送的三相电流与电压信号，通过内部信号调理电路进行信号隔离、放大、滤波处理后将三相电流和电压信号送到DSP+ARM控制主板1。
开关量检测与控制板4用于接收分合闸控制信号、检测断路器的开关状态以及电源供电状态，并传送到DSP+ARM控制主板1，作为远程监测与开关动作的依据。
LCD显示键盘板5提供人机操作界面，实时监控控制器的运行状态。
导向驱动板6为大功率电子分合闸驱动电路，它采用MOS大功率开关管代替传统的机械式触点继电器，根据分合闸控制命令信号快速提供三单相永磁操动机构所需的分闸或合闸电流，使永磁机构13可靠地进行分合闸动作。
电源板7提供永磁真空断路器控制系统所需的工作电源与永磁机构操作电源，并实时采集永磁机构的储能电容电压，以便进行储能指示。

Claims (2)

1.用于永磁真空断路器的智能一体化控制器，其特征在于：包括控制主板，与控制主板通讯接口连接的通讯模块，与控制主板输入端连接的电流/电压采样板和开关量检测与控制板，以及与控制主板输出端连接的LCD显示键盘板和导向驱动板，还包括有为控制器提供所需工作电源的电源板；所述控制主板用于数据采集、保护控制，以及处理通讯、协议转换和人机交换；所述通讯模块用于与配网自动化系统主站通讯实现远程控制管理；所述电流/电压采样板用于接收电流互感器、电压互感器或电容式电压互感器传送的三相电流与电压信号，通过内部信号调理电路进行信号隔离、放大、滤波处理后将三相电流和电压信号送到控制主板；所述开关量检测与控制板用于接收分合闸控制信号、检测断路器的开关状态以及电源供电状态，并传送到控制主板，作为远程监测与开关动作的依据；所述LCD显示键盘板提供人机操作界面，实时监控控制器的运行状态；所述导向驱动板根据分合闸控制命令信号提供三相永磁操动机构所需的分闸或合闸电流，使永磁机构可靠地进行分合闸动作。
2.根据权利要求1所述的用于永磁真空断路器的智能一体化控制器，其特征在于：所述电源板分别连接有交流输入电源、太阳能输入电源、储能电容和蓄电池。
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