CN105305458B - 一种同步开关过零投切自修正系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同步开关过零投切自修正系统，包括CPU、控制电路、检测磁保持继电器是否吸合或断开的遥信检测电路和采集磁保持继电器的开关接点端电压与电流的采样调理模块；本发明还公开了一种同步开关过零投切自修正方法，CPU在某一时刻向磁保持继电器发出吸合或断开信号，根据遥信检测电路检测到的磁保持继电器开关接点的吸合或断开信号，计算磁保持继电器的吸合时间差、断开时间差以及磁保持继电器开关接点开闭与线圈信号间的时间差，根据上述三个时间差结合采样调理模块输出的开关接点端电压与电流修正磁保持继电器吸合与断开时刻。本发明可以大大提高电容器投切的准确度，实现电容器无涌流投入、无电弧分断。
Description
技术领域
本发明涉及一种同步开关过零投切自修正系统，还涉及一种同步开关过零投切自修正方法，属于配电网技术领域。
背景技术
同步开关，是近年来发展起来的一种新型专用无功补偿电容器投切开关，是传统的机械开关与现代微电子技术的完美结合产物。它吸收了交流接触器控制结构简单，复合开关零电压投入、零电流切除等优点，完美地解决了在电容器投切过程中出现的高电压谐波和大涌流等问题。同步开关是以单片机为核心，辅以高精度的采样回路和合理的程序设计实现了较为理想的过零投切。
对于控制电容器的同步开关，就是要在开关接点两端电压为零的时刻闭合，从而实现电容器的无涌流投入，在电流为零的时刻断开，从而实现开关接点的无电弧分断。同步开关技术是传统的机械开关与现代电子技术的完美结合产物，使机械开关重新焕发青春，使机械开关在具有独特技术性能的同时，其高可靠性以及低损耗的特点得以充分显示出来。
同步开关需要以单片机为核心，辅以高精度的采样回路和合理的程序来计算磁保持继电器开关接点开闭与线圈信号间的时间差，从而根据时间差及相应算法控制磁保持继电器过零投切。由于继电器机械特性，故磁保持继电器开关接点开闭与线圈信号间的时间差会发生变化，从而影响过零投切产生投切涌流和电弧。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种同步开关过零投切自修正系统，解决现有技术中磁保持继电器因开关接点开闭与线圈信号间存在时间差，导致磁保持继电器不能在过零点准确投切的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种同步开关过零投切自修正系统，包括CPU、连接在CPU输出端的用于控制磁保持继电器吸合与断开的控制电路、用于检测磁保持继电器是否吸合或断开的遥信检测电路和用于采集磁保持继电器的开关接点端电压与电流的采样调理模块；所述遥信检测电路、采样调理模块分别与CPU的输入端连接；
CPU在某一时刻向磁保持继电器发出吸合或断开信号，根据遥信检测电路检测到的磁保持继电器开关接点的吸合或断开信号，计算磁保持继电器的吸合时间差△t1、断开时间差△t2以及磁保持继电器开关接点开闭与线圈信号间的时间差△t，CPU根据△t1、△t2及△t，结合采样调理模块输出的开关接点端电压与电流修正磁保持继电器吸合与断开时刻。
所述控制电路是驱动磁保持继电器动作电路。
本发明的另一目的在于提供一种同步开关过零投切自修正方法，包括如下步骤：
步骤一：在t1时刻，CPU控制磁保持继电器吸合，记录磁保持继电器开关接点检测到吸合信号的时刻t2，计算闭合时间差△t1＝t2-t1；
步骤二：在t3时刻，CPU控制磁保持继电器断开，记录磁保持继电器开关接点检测到断开信号的时刻t4，计算断开时间差△t2＝t4-t3；
步骤三：判断磁保持继电器的动作次数是否达到动作固定次数，若否，则进入步骤四；否则，自动计算磁保持继电器开关接点开闭与线圈信号间的时间差△t，用△t分别修正闭合时间差△t1和断开时间差△t2，即令△t1＝△t1+△t，△t2＝△t2+△t；
步骤四：实时采集磁保持继电器的开关接点端电压U与电流I，计算电压和电流过零点，使CPU在下一个电压过零点前△t1时刻控制磁保持继电器吸合，在下一个电流过零点前△t2控制磁保持继电器断开。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：能够使磁保持继电器在开关接点端电压为零时闭合，实现电容器的无涌流投入，在开关接点电流为零的时断开，实现开关接点的无电弧分断，大大提高电容器投切的准确度；考虑磁保持继电器的机械特性导致的开关接点开闭与线圈信号间的时间差，有效抑制机械性干扰，可根据时间差实时修改程序算法，提高磁保持继电器开关接点过零开闭准确度。
附图说明
图1是本发明提供的同步开关过零投切自修正系统的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，同步开关过零投切自修正系统，包括CPU、控制电路、遥信检测电路和采样调理模块：采样调理模块用于采集磁保持继电器的开关接点端电压与电流，其信号输出端与CPU的信号输入端连接；控制电路连接于CPU与磁保持继电器之间，CPU输出吸合或断开控制信号，经控制电路控制磁保持继电器吸合与断开，控制电路是一种驱动磁保持继电器动作电路，用于将CPU输出的控制信号进行放大，控制磁保持继电器的线圈；遥信检测电路用于检测磁保持继电器吸合与断开状态，将检测结果输出至CPU。
工作时，CPU在某一时刻向磁保持继电器发出吸合或断开信号，根据遥信检测电路检测到的磁保持继电器开关接点的吸合或断开信号，计算磁保持继电器的吸合时间差△t1、断开时间差△t2以及磁保持继电器开关接点开闭与线圈信号间的时间差△t，CPU根据△t1、△t2及△t，结合采样调理模块输出的开关接点端电压与电流修正磁保持继电器吸合与断开时刻。
同步开关过零投切自修正方法是基于上述修正系统实现的，具体包括如下步骤：
步骤一：在t1时刻，CPU控制磁保持继电器吸合，记录磁保持继电器开关接点检测到吸合信号的时刻t2，计算闭合时间差△t1＝t2-t1；
步骤二：在t3时刻，CPU控制磁保持继电器断开，记录磁保持继电器开关接点检测到断开信号的时刻t4，计算断开时间差△t2＝t4-t3；
步骤三：判断磁保持继电器的动作次数是否达到动作固定次数，若否，则进入步骤四；否则，自动计算磁保持继电器开关接点开闭与线圈信号间的时间差△t，用△t分别修正闭合时间差△t1和断开时间差△t2，即令△t1＝△t1+△t，△t2＝△t2+△t；
步骤四：实时采集磁保持继电器的开关接点端电压U与电流I，计算电压和电流过零点，使CPU在下一个电压过零点前△t1时刻控制磁保持继电器吸合，在下一个电流过零点前△t2控制磁保持继电器断开。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种同步开关过零投切自修正系统，其特征在于，包括CPU、连接在CPU输出端的用于控制磁保持继电器吸合与断开的控制电路、用于检测磁保持继电器是否吸合或断开的遥信检测电路和用于采集磁保持继电器的开关接点端电压与电流的采样调理模块；所述遥信检测电路、采样调理模块分别与CPU的输入端连接；
CPU在某一时刻向磁保持继电器发出吸合或断开信号，根据遥信检测电路检测到的磁保持继电器开关接点的吸合或断开信号，计算磁保持继电器的吸合时间差△t1、断开时间差△t2以及磁保持继电器开关接点开闭与线圈信号间的时间差△t，CPU根据△t1、△t2及△t，结合采样调理模块输出的开关接点端电压与电流修正磁保持继电器吸合与断开时刻，用△t分别修正吸合时间差△t1和断开时间差△t2，即令修改后的吸合时间差△t1’等于修正前的吸合时间差△t1加上△t，修改后的断开时间差△t2’等于修正前的断开时间差△t2加上△t，在下一个电压过零点前△t1’时刻控制磁保持继电器吸合，在下一个电流过零点前△t2’控制磁保持继电器断开。
2.根据权利要求1所述的同步开关过零投切自修正系统，其特征在于，所述控制电路是驱动磁保持继电器动作电路。
3.一种采用权利要求1~2中任一项所述同步开关过零投切自修正系统的自修正方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：在t1时刻，CPU控制磁保持继电器吸合，记录磁保持继电器开关接点检测到吸合信号的时刻t2，计算吸合时间差△t1= t2- t1；
步骤二：在t3时刻，CPU控制磁保持继电器断开，记录磁保持继电器开关接点检测到断开信号的时刻t4，计算断开时间差△t2= t4- t3；
步骤三：判断磁保持继电器的动作次数是否达到动作固定次数，若否，则进入步骤四；否则，自动计算磁保持继电器开关接点开闭与线圈信号间的时间差△t，用△t分别修正吸合时间差△t1和断开时间差△t2，即令修改后的吸合时间差△t1’等于修正前的吸合时间差△t1加上△t，修改后的断开时间差△t2’等于修正前的断开时间差△t2加上△t；
步骤四：实时采集磁保持继电器的开关接点端电压U与电流I，计算电压和电流过零点，使CPU在下一个电压过零点前△t1’时刻控制磁保持继电器吸合，在下一个电流过零点前△t2’控制磁保持继电器断开。
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