CN106444457A - 永磁真空断路器控制装置 - Google Patents

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陈曙玲
赵永辉
陶鑫
杨威
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Abstract

本发明涉及一种永磁真空断路器控制装置，通过直流采样模块用于采集断路器行程、励磁电流、操作电压等直流模拟量信号；开入采集模块用于采集数字开入信号；交流采样模块用于采样保护电压、保护电流及测量电流等交流模拟量信号；处理模块用于根据交流电流信号、电压模拟信号及数字开入信号、保护电压、保护电流及测量电流发出具有指定逻辑的控制信号；驱动控制模块用于根据控制信号控制永磁真空断路器动作。由于采用了同步采样模块、开入采集模块及交流采样模块对电路中的交流信号及直流信号进行了监控，因而在电路中出现电流或电压异常时，处理模块会发出带有指定断开断路器逻辑的控制信号，使得驱动控制模块控制断路器分闸，从而实现断路器的保护。

Description

永磁真空断路器控制装置
技术领域
本发明涉及断路器控制，特别是涉及一种智能化程度高的永磁真空断路器控制装置。
背景技术
随着电网容量的不断增加，需要配备大量的电容器组、电抗器等无功补偿设备以降低电网损耗、提高供电质量。由于断路器在关合及开断容性电流时会产生涌流、重燃过电压等问题，以及开断感性电流时产生的截流和操作过电压等原因，用于投切无功负载断路器的运行事故时有发生，给设备及电网运行安全造成了严重的威胁。目前，国内运行的投切无功负载所用的弹操机构断路器及其控制装置不能从根本上解决投切过程产生的涌流和过电压问题，并且开关设备智能化程度低，缺乏自检手段，运行工作量大，维护费用高。
发明内容
基于此，有必要提供一种智能化程度高的永磁真空断路器控制装置。
一种永磁真空断路器控制装置，包括直流采样模块、开入采集模块、交流采样模块、处理模块及驱动控制模块；
所述直流采样模块用于采集直流模拟量信号，所述直流模拟量信号包括断路器的行程、励磁电流、操作电压直流模拟量信号；
所述开入采集模块用于采集数字开入信号；
所述交流采样模块用于采样交流模拟量信号，所述交流模拟量信号包括保护电压、保护电流及测量电流交流模拟量信号；
所述处理模块用于根据所述交流模拟信号、所述直流模拟量信号及所述数字开入信号发出具有指定逻辑的控制信号；
所述驱动控制模块用于根据所述控制信号控制永磁真空断路器动作。
在其中一个实施例中，所述处理模块用于对所述交流模拟量信号进行同步采样处理，所述交流模拟量信号的采样频率为3500-4500点/秒。
在其中一个实施例中，所述处理模块用于对所述直流模拟量信号进行同步采样处理，所述直流模拟量信号的采样频率为15500-16500点/秒。
在其中一个实施例中，所述处理模块用于对所述数字开入信号进行同步采样处理，所述数字开入信号的采样频率为15500-16500点/秒。
在其中一个实施例中，所述控制信号的信号频率为9500-10500点/秒。
在其中一个实施例中，所述处理模块用于对所述交流模拟量信号的幅值、频率及角度进行计算、所述直流模拟量信号的幅值进行计算，及所述数字开入信号的有效开入状态进行确认。
在其中一个实施例中，还包括与所述处理模块连接的人机交互模块，所述人机交互模块用于提供人机交互接口，使所述控制装置与用户之间进行数据交互。
在其中一个实施例中，还包括与所述处理模块连接的通讯模块；所述通讯模块还用于与外接控制系统连接，所述通讯模块用于与所述外接控制心疼进行数据通讯。
在其中一个实施例中，还包括与所述处理模块连接的时钟模块，所述时钟模块用于控制所述控制装置的系统时钟，使所述控制装置的系统时钟与使用环境的时钟源同步。
在其中一个实施例中，还包括与所述处理模块连接的识别模块，所述识别模块用于识别外部的启动合闸、启动分闸、断路器手车及断路器触头位置信息转化的强电开入信号。
上述永磁真空断路器控制装置通过直流采样模块用于采集断路器行程、励磁电流、操作电压等直流模拟量信号；开入采集模块用于采集数字开入信号；交流采样模块用于采样保护电压、保护电流及测量电流等交流模拟量信号；处理模块用于根据交流电流信号、电压模拟信号及数字开入信号、保护电压、保护电流及测量电流发出具有指定逻辑的控制信号；驱动控制模块用于根据控制信号控制永磁真空断路器动作。由于采用了同步采样模块、开入采集模块及交流采样模块对电路中的交流信号及直流信号进行了监控，因而在电路中出现电流或电压异常时，处理模块会发出带有指定断开断路器逻辑的控制信号，使得驱动控制模块控制断路器分闸，从而实现断路器的保护。
附图说明
图1为永磁真空断路器控制装置的模块图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，为永磁真空断路器控制装置的模块图。
一种永磁真空断路器控制装置，包括直流采样模块101、开入采集模块102、交流采样模块103、处理模块104及驱动控制模块105。
所述直流采样模块101用于采集直流模拟量信号，所述直流模拟量信号包括断路器行程、励磁电流、操作电压。
所述开入采集模块102用于采集数字开入信号。
所述交流采样模块103用于采样交流模拟量信号，所述交流模拟量信号包括保护电压、保护电流及测量电流交流模拟量信号。
所述处理模块104用于根据所述交流模拟信号、所述直流模拟量信号及所述数字开入信号发出具有指定逻辑的控制信号。
所述驱动控制模块105用于根据所述控制信号控制永磁真空断路器动作。
驱动控制模块105用于负责接收由处理模块104发出的控制指令，完成模块中断路器的关合和开断控制，在断路器的分合闸线圈中形成方向和大小可控的励磁电流，完成永磁真空断路器的驱动控制。
在本实施例中，直流采样模块还用于同步采样断路器的操作电压、操作电流及行程等，并发送给处理器。
因此，通过监控断路器的操作电压、操作电流及行程能够及时断路器的工作状态，并在操作电压及操作电流出现异常时，及时对断路器进行分闸操作，从而达到保护断路器的目的。
处理模块104用于对所述交流模拟量信号进行同步采样处理，所述交流模拟量信号的采样频率为3500-4500点/秒。优选的，采样频率为4000点/秒。
处理模块104用于对所述直流模拟量信号进行同步采样处理，所述直流模拟量信号的采样频率为15500-16500点/秒。优选的，采样频率为16000点/秒。
处理模块104用于对所述数字开入信号进行同步采样处理，所述数字开入信号的采样频率为15500-16500点/秒。优选的，采样频率为16000点/秒。
控制信号的信号频率为9500-10500点/秒。优选的，信号频率为10000点/秒。
处理模块104还利用FIR滤波算法完成上述所有采样数据的滤波。
处理模块104用于对所述交流模拟信号的幅值、频率及角度进行计算、所述直流模拟量信号的幅值进行计算及所述数字开入信号的有效开入状态进行确认。
具体的，处理模块104应用均方根法、一元线性回归法、FFT算法、电流故障过零点预测算法等测量计算算法完成上述幅值、频率及角度的计算，并获取上述控制算法所需的数据信息。
永磁真空断路器控制装置还包括与所述处理模块104连接的人机交互模块107，所述人机交互模块107用于提供人机交互接口，使所述控制装置与用户之间进行数据交互。
永磁真空断路器控制装置还包括与所述处理模块104连接的通讯模块106；所述通讯模块106还用于与外接控制系统连接，所述通讯模块106用于与所述外接控制心疼进行数据通讯。
永磁真空断路器控制装置还包括与所述处理模块104连接的时钟模块108，所述时钟模块108用于控制所述控制装置的系统时钟，使所述控制装置的系统时钟与使用环境的时钟源同步。
永磁真空断路器控制装置包括与所述处理模块104连接的识别模块109，所述识别模块109用于识别外部的启动合闸、启动分闸、断路器手车及断路器触头位置信息转化的强电开入信号。具体为220V/110V强电开入信号，用于启动控制逻辑以及识别逻辑处理所需的辅助判据。
处理模块104还用于完成多任务交互、外设的访问接口、共享内存以及文件系统的管理，实现了所有应用控制逻辑、人机接口交互以及外部通讯数据的响应，是系统最终数据处理的核心。
上述永磁真空断路器控制装置使用范围为40.5kV及以下电压等级。
上述永磁真空断路器控制装置通过直流采样模块101用于采集断路器行程、励磁电流、操作电压等直流模拟量信号；开入采集模块102用于采集数字开入信号；交流采样模块103用于采样保护电压、保护电流及测量电流等交流模拟量信号；处理模块104用于根据交流电流信号、电压模拟信号及数字开入信号、保护电压、保护电流及测量电流发出具有指定逻辑的控制信号；驱动控制模块105用于根据控制信号控制永磁真空断路器动作。由于采用了同步采样模块101、开入采集模块102及交流采样模块103对电路中的交流信号及直流信号进行了监控，因而在电路中出现电流或电压异常时，处理模块104会发出带有指定断开断路器逻辑的控制信号，使得驱动控制模块105控制断路器分闸，从而实现断路器的保护。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种永磁真空断路器控制装置，其特征在于，包括直流采样模块、开入采集模块、交流采样模块、处理模块及驱动控制模块；
所述直流采样模块用于采集直流模拟量信号，所述直流模拟量信号包括断路器的行程、励磁电流、操作电压直流模拟量信号直流模拟量信号；
所述开入采集模块用于采集数字开入信号；
所述交流采样模块用于采样交流模拟量信号，所述交流模拟量信号包括保护电压、保护电流及测量电流交流模拟量信号；
所述处理模块用于根据所述交流模拟信号、所述直流模拟量信号及所述数字开入信号发出具有指定逻辑的控制信号；
所述驱动控制模块用于根据所述控制信号控制永磁真空断路器动作。
2.根据权利要求1所述的永磁真空断路器控制装置，其特征在于，所述处理模块用于对所述交流模拟量信号进行同步采样处理，所述交流模拟量信号的采样频率为3500-4500点/秒。
3.根据权利要求1所述的永磁真空断路器控制装置，其特征在于，所述处理模块用于对所述直流模拟量信号进行同步采样处理，所述直流模拟量信号的采样频率为15500-16500点/秒。
4.根据权利要求1所述的永磁真空断路器控制装置，其特征在于，所述处理模块用于对所述数字开入信号进行同步采样处理，所述数字开入信号的采样频率为15500-16500点/秒。
5.根据权利要求1所述的永磁真空断路器控制装置，其特征在于，所述控制信号的信号频率为9500-10500点/秒。
6.根据权利要求1所述的永磁真空断路器控制装置，其特征在于，所述处理模块用于对所述交流模拟量信号的幅值、频率及角度进行计算、所述直流模拟量信号的幅值进行计算，及所述数字开入信号的有效开入状态进行确认。
7.根据权利要求1所述的永磁真空断路器控制装置，其特征在于，还包括与所述处理模块连接的人机交互模块，所述人机交互模块用于提供人机交互接口，使所述控制装置与用户之间进行数据交互。
8.根据权利要求1所述的永磁真空断路器控制装置，其特征在于，还包括与所述处理模块连接的通讯模块；所述通讯模块还用于与外接控制系统连接，所述通讯模块用于与所述外接控制心疼进行数据通讯。
9.根据权利要求1所述的永磁真空断路器控制装置，其特征在于，还包括与所述处理模块连接的时钟模块，所述时钟模块用于控制所述控制装置的系统时钟，使所述控制装置的系统时钟与使用环境的时钟源同步。
10.根据权利要求1所述的永磁真空断路器控制装置，其特征在于，还包括与所述处理模块连接的识别模块，所述识别模块用于识别外部的启动合闸、启动分闸、断路器手车及断路器触头位置信息转化的强电开入信号。
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