CN108376629A - 一种高压开关设备及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压开关设备及其控制方法，以解决现有技术中储能单元一次性储存多种动作的能量而导致储能电量过高的问题。高压开关设备包括高压开关、磁力机构及为磁力机构供电的储能单元，还包括通过充电线路与储能单元充电连接的供电电源，供电电源与储能单元之间的充电线路上设有充电调节单元，所述充电调节单元用于获取高压开关状态切换的信息，得出状态切换所需的电量，控制所述充电调节单元向储能单元充入所述所需的电量。与现有技术中将多个动作的电量均储存在储能单元中而导致安全隐患较高相比，本发明的高压开关设备的储能单元中仅储存单次操作的电量，使用更加安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压开关设备及其控制方法。
背景技术
现有技术中的高压开关设备多如申请公布号为CN103545133A的配磁力机构的高压开关设备，高压开关设备包括高压开关、磁力机构及为磁力机构供电的储能单元，还包括通过充电线路与储能单元充电连接的供电电源，现有技术中储能单元通常是固定电压、固定容量进行储能。
现有技术中，需要在储能单元中一次性储存合闸、分闸、重合闸、接地等多种动作所需的电量这就导致了储能单元内的储存电量过高，危险性较大，安全隐患较高。
另外，在高压开关设备的调试过程中，由于储能单元的单次输送能量不可控，每次动作都是满负荷操动，动作能量大，输出力矩高，一旦高压开关设备的传动机构或灭弧室出现卡滞或故障，将对高压开关造成不可逆的损伤，同时也增加了人员调试过程中的安全风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高压开关设备，以解决现有技术中储能单元一次性储存多种动作的能量而导致储能电量过高的问题；还提供高压开关设备的控制方法。
为实现上述目的，本发明高压开关设备的技术方案是：
高压开关设备的方案一：一种高压开关设备，包括高压开关、磁力机构及为磁力机构供电的储能单元，还包括通过充电线路与储能单元充电连接的供电电源，供电电源与储能单元之间的充电线路上设有充电调节单元，高压开关设备还包括控制所述充电调节单元的控制单元，所述控制单元用于获取高压开关状态切换的信息，得出状态切换所需的电量，控制所述充电调节单元向储能单元充入所述所需的电量。
本发明的有益效果是：本发明提供的高压开关设备包括高压开关、磁力机构及为磁力机构供电的储能单元，还包括通过充电线路与储能单元充电连接的供电电源，供电电源与储能单元之间的充电线路上设有充电调节单元，高压开关设备还包括控制单元，控制单元用于获取高压开关状态切换的信息，得出状态切换所需的电量，控制所述充电调节单元向储能单元充入所述所需的电量。通过获取高压开关目前的状态及下步切换的状态，并得出状态切换时所需的电量，再控制储能单元的充入电量。比如，高压开关目前为合闸状态，下一步切换为分闸状态，则储能单元仅储存合闸至分闸时所需的电量。与现有技术中将多个动作的电量均储存在储能单元中而导致安全隐患较高相比，本发明的高压开关设备的储能单元中仅储存单次操作的电量，使用更加安全。
高压开关设备的方案二：在方案一的基础上，控制单元包括用于采集高压开关目前状态的状态采集装置，以及用于获取调度指令的通讯接口。
高压开关设备的方案三：在方案二的基础上，控制单元还包括用于采集充电调节单元输出电压/电流的电压/电流采集装置。
高压开关设备的方案四：在方案一的基础上，所述充电调节单元包括用于调节充电电流大小的变流器。
高压开关设备的方案五：在方案一到方案四中任意一个的基础上，充电调节单元包括用于控制所述充电线路通断以控制充电时间的控制开关。
高压开关设备的方案六：在方案一的基础上，储能单元与磁力机构之间设有用于调节储能单元输出电压或输出电流大小的放电调节单元。
高压开关设备的方案七：在方案六的基础上，所述控制单元还控制连接有所述放电调节单元以调节储能单元输出电压或输出电流大小。
高压开关设备的方案八：在方案六的基础上，放电调节单元为调节储能单元输出电压的DC/DC变流器。
本发明高压开关设备的控制方法的技术方案是：
高压开关设备的控制方法的方案一：高压开关设备的控制方法的步骤如下：获取高压开关状态切换的信息，得出状态切换所需的电量，控制供电电源向储能单元充入所述的所需的电量。
高压开关设备的控制方法的方案二：在方案一的基础上，通过控制充电电流和/或充电时间调节充入储能单元中的电量。
高压开关设备的控制方法的方案三：在方案一的基础上，高压开关状态切换的信息包括高压开关目前所处的第一状态信息和通过调度指令获取的高压开关下次切换的第二状态信息。
高压开关设备的控制方法的方案四：在方案一或方案二或方案三的基础上，在对高压开关设备调试时，控制储能单元向磁力机构放电电流/电压的大小，首先向磁力机构释放第一放电电流/电压，使磁力机构以第一速度驱动高压开关动作；再向磁力机构释放第二放电电流/电压，使磁力机构以第二速度驱动高压开关动作，第一放电电流/电压小于第二放电电流/电压，第一速度小于第二速度。
高压开关设备的控制方法的方案五：在方案四的基础上，所述第一放电电流/电压为使高压开关动端以第一速度运动的电流/电压，所述第二放电电流/电压为高压开关的额定电流/电压。
附图说明
图1为本发明高压开关设备的控制方法实施例一中高压开关设备的示意图；
图2为本发明高压开关设备的控制方法实施例二中放电调节部分的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的高压开关设备的控制方法的具体实施例一：
如图1所示，高压开关设备包括高压开关和与高压开关的动端传动相连的磁力机构，高压开关设备还包括向磁力机构提供电压和电流的储能单元，还包括与储能单元通过充电线路充电相连的供电电源。
磁力机构带动高压开关动端的运动速度与磁力机构的电压有关，电压越大，磁力机构所能产生的安培力越大，输出的作用力也越大，带动高压开关动端的运动速度也越大。反之，磁力机构的电压越小，高压开关动端的运动速度也越小。
本发明中，在供电电源与储能单元的充电线路上设有充电调节单元，充电调节单元包括控制开关，能够通断充电线路，控制充电时间，进而调节供电电源充入储能单元内的电量。与现有技术供电电源会将多种动作的电量一次性充至储能单元中相比，储能单元内储存的电量可以进行调节，防止储能单元内的储存电量过大,造成的安全隐患较大，危险性较高。
高压开关设备还包括控制充电调节单元的控制单元。控制单元包括采集高压开关目前所处状态信息的状态采集装置，还包括用来获取接收调度指令的通讯接口，通过判断高压开关目前所处的状态，且通过调度指令获取高压开关下次切换的状态，能够计算或者得出高压开关状态切换所需的电量。得出高压开关状态切换所需的电量后，控制单元控制充电调节单元向储能单元充入得出的所需的电量。控制单元还包括电压/电流采集装置，用来实时采集充电调节单元输出电压/电流，便于对输出电压/电流的实时监测。
正常工作时，状态采集装置采集高压开关目前所处的状态，通讯接口获取调度指令，获取下步切换的状态，得出状态切换时所需的电量，之后，控制充电线路的充电时间，在充电完成后断开充电线路。正常使用时，通过采集高压开关实际的动作命令动态调整储能单元的储存电量，根据不同的电量需求进行储能，避免长期大电能储存的安全隐患较大，节约能量，对于提高电网安全性具有重要意义。
本实施例中，充电调节单元通过调节充电时间来调整储能单元的储存电量。在其他实施例中，充电调节单元可以还包括调节充电电流大小的变流器，通过既控制充电时间又控制充电电流的方式调节储能单元的电量。或者充电调节单元仅设置变流器，通过控制充电电流的方式调节储能单元的电量。
本实施例中，通过判断高压开关目前所处的状态得出的信息为第一状态信息，通过接收调度指令得出高压开关下步切换的信息为第二状态信息，第一状态信息和第二状态信息一起构成了高压开关状态切换所需的信息。在其他的实施例中，高压开关状态切换所需的信息可以由上位设备通过相应的通讯接口直接发送至控制单元。
本发明高压开关设备的控制方法的实施例二：
如图2所示，与实施例一的不同之处在于，在实施例一的基础上，在储能单元与磁力机构之间设置放电调节单元，本实施例中，放电调节单元为调节储能单元输出电压的DC/DC变流器，通过调节储能单元的输出电压来控制磁力机构所能产生的安培力，进一步控制高压开关动端的运动速度。通过设置放电调节单元可以控制高压开关动端的运动速度，在对高压开关设备进行调试时可以起到很大的作用。
本发明的高压开关设备还包括控制放电调节单元的控制单元，控制单元可以与控制充电调节单元的控制单元为同一个控制单元，也可以单独设置。控制单元控制放电调节单元的放电电压大小。
调试时，放电调节单元控制储能单元向磁力机构释放第一放电电压，使磁力机构以第一速度驱动高压开关动作，其中第一速度为可以使高压开关的动端移动的最小速度，对应地，第一放电电压也为最小放电电压，使高压开关的动端以第一速度进行初步调试。初步调试完成后，增大储能单元向磁力机构释放的电压，向磁力机构释放第二放电电压，使磁力机构以第二速度驱动高压开关动作，其中第一放电电压小于第二放电电压，第一速度小于第二速度。第二放电电压为高压开关正常工作时的额定电压，可以使第二速度为额定分断速度，从而实现进一步调试。当然，调试过程中，可以选择多个不同的电压值，更进一步地对高压开关进行测试。
高压开关的动端以最小速度移动，实现了高压开关的缓慢动作，能够验证高压开关设备中传动机构或灭弧室装配的正确性，即使调试过程中传动机构或灭弧室出现卡滞或故障，也能够将损坏的程度降低到最低值。
在其他实施例中，放电调节单元可以为调节放电电流的变流器，通过调节放电电流来调节高压开关动端运动的速度。
本实施例中，放电调节单元的控制单元还包括对放电调节单元的电压/电流进行监测的电压/电流采集装置。
本发明高压开关设备的具体实施例，高压开关设备与上述实施例中高压开关设备的结构一致，其内容在此不再赘述。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种高压开关设备，包括高压开关、磁力机构及为磁力机构供电的储能单元，还包括通过充电线路与储能单元充电连接的供电电源，其特征在于：供电电源与储能单元之间的充电线路上设有充电调节单元，高压开关设备还包括控制所述充电调节单元的控制单元，所述控制单元用于获取高压开关状态切换的信息，得出状态切换所需的电量，控制所述充电调节单元向储能单元充入所述所需的电量。
2.根据权利要求1所述的高压开关设备，其特征在于：控制单元包括用于采集高压开关目前状态的状态采集装置，以及用于获取调度指令的通讯接口。
3.根据权利要求2所述的高压开关设备，其特征在于：控制单元还包括用于采集充电调节单元输出电压/电流的电压/电流采集装置。
4.根据权利要求1所述的高压开关设备，其特征在于:所述充电调节单元包括用于调节充电电流大小的变流器。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的高压开关设备，其特征在于：充电调节单元包括用于控制所述充电线路通断以控制充电时间的控制开关。
6.根据权利要求1所述的高压开关设备，其特征在于：储能单元与磁力机构之间设有用于调节储能单元输出电压或输出电流大小的放电调节单元。
7.根据权利要求6所述的高压开关设备，其特征在于：所述控制单元还控制连接有所述放电调节单元以调节储能单元输出电压或输出电流大小。
8.根据权利要求6所述的高压开关设备，其特征在于：放电调节单元为调节储能单元输出电压的DC/DC变流器。
9.一种高压开关设备的控制方法，其特征在于：步骤如下：
获取高压开关状态切换的信息；
得出状态切换所需的电量；
控制供电电源向储能单元充入所述的所需的电量。
10.根据权利要求9所述的高压开关设备的控制方法，其特征在于：通过控制充电电流和/或充电时间调节充入储能单元中的电量。
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