CN110083108A - 一种可分相操作单稳态永磁开关控制器和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可分相操作单稳态永磁开关控制器和控制方法，用以解决现有技术中存在的一个永磁高压开关控制器无法对三相进行分相控制的问题。本发明通过交流信号采集模块采集三相的电压、电流信号并将采集到的三相的电压、电流信号发送给中心处理模块，通过开入信号采集模块采集设备的开关量输入信号，并将采集到的开关量输入信号发送给中心处理模块，中心处理模块根据预设算法进行预算处理后，将运算处理后得到的各控制命发送给驱动控制模块，使驱动控制模块驱动三相中至少一相的永磁开关完成相应的开关动作，从而在需要分相操作时，永磁开关可分相操作单稳态永磁开关控制器，可以对三相进行分相控制，减少变压器励磁涌流，延长变压器的使用寿命。

Description

一种可分相操作单稳态永磁开关控制器和控制方法

技术领域

本发明涉及控制器领域，特别涉及一种可分相操作单稳态永磁开关控制器和控制方法。

背景技术

目前高压开关在配电网中的应用比较普遍，现在常用的主要分为弹簧和永磁两种类型。永磁操作机构可分为单稳态和双稳态两种形式，双稳态永磁操作机构采用合闸和分闸两组线圈，通过给两组线圈通电，实现分合闸操作；单稳态永磁操作机构设有分闸弹簧，分合闸采用同一个线圈，通过给线圈通不同方向的电流实现分合闸操作。由于单稳态永磁机构只需要使用一个线圈，因此使用比较广泛。

现有可分相操作单稳态永磁开关控制器通过驱动一个永磁线圈、弹簧机构，实现三相的合闸和分闸操作，如果在需要分相操作的应用场景中，存在极大的使用限制。

发明内容

本发明提供一种可分相操作单稳态永磁开关控制器和控制方法，用以解决现有技术中存在的可分相操作单稳态永磁开关控制器无法对三相进行分相控制的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种可分相操作单稳态永磁开关控制器，该控制器包括：

驱动控制模块，用于接收中心处理模块的控制命令，驱动三相中至少一相的永磁开关完成相应的开关动作；

交流信号采集模块，用于采集所述三相的电压、电流信号，并将采集到的所述三相的电压、电流信号发送给所述中心处理模块；

开入信号采集模块，用于采集设备的开关量输入信号，并将采集到的所述开关量输入信号发送给所述中心处理模块；

所述中心处理模块，用于将接收到的各模块发送的信号根据预设算法进行运算处理后，将运算处理后得到的各控制命令发送给相应模块。

上述控制器，通过交流信号采集模块采集三相的电压、电流信号，并将采集到的三相的电压、电流信号发送给中心处理模块，通过开入信号采集模块采集设备的开关量输入信号，并将采集到的开关量输入信号发送给中心处理模块，中心处理模块根据预设算法进行预算处理后，将运算处理后得到的各控制命发送给驱动控制模块，使驱动控制模块驱动三相中至少一相的永磁开关完成相应的开关动作，从而在需要分相操作时，永磁开关可分相操作单稳态永磁开关控制器可以对三相进行分相控制，进而减少变压器励磁涌流，延长变压器的使用寿命。

在一种可能的实现方式中，所述开关量输入信号包括单相分合闸控制信号、三相分合闸控制信号、开关位置信息。

上述控制器，由于开关量信号可以为单相分合闸信号，从而可以对三相进行分相控制，进而减少变压器励磁涌流，延长变压器的使用寿命。

在一种可能的实现方式中，该控制器还包括：

时钟模块，用于从外部获取标准时间，调整所述控制器的内部时间。

上述控制器，时钟模块使该控制器的内部时间确定为标准时间，从而在需要记录事件的时间时，能够准确记录事件的时间。

在一种可能的实现方式中，所述控制器还包括：

直流信号采集模块，用于采集储能电容器的电压信号，并将采集到的储能电容器的电压信号发送给所述中心处理模块；和/或

所述储能装置充电、储能、放电控制模块，用于根据接收到的所述中心处理模块的第一控制命令给所述储能电容器充电、放电。

上述控制器，由于永磁开关需要电源为其供电才能进行开关动作，如果使用储能电容为永磁开关供电，则在控制器还需要设置一个储能装置充电、储能、放电控制模块，控制储能电容为永磁开关供电；在控制器中还可以设置一个直流信号采集模块，用来采集储能电容器的电压信号，并将该信号发送给中心处理模块，从而控制储能电容的充电和放电。

在一种可能的实现方式中，所述控制器还包括：

通讯模块，用于根据所述中心处理模块的第二控制命令和外部进行信息交互。

上述控制器，通讯模块可以根据中心处理模块的第二控制命令和外部进行信息交互，从而方便和其他设备进行通讯。

第二方面，本发明实施例提供一种可分相操作单稳态永磁开关控制方法，该方法包括：

根据采集到的设备的开关量输入信号，确定永磁开关的分合闸状态，其中所述永磁开关为所述设备的三相中每相对应的永磁开关；

根据所述永磁开关的分合闸状态以及三相的电压、电流信号，通过第一预设算法确定控制命令，并根据所述控制命令控制所述三相的至少一相的永磁开关的动作，其中所述三相为所述设备的三相。

上述方法，首先根据采集到的设备的开关量输入信号，确定永磁开关的分合闸状态，其中所述永磁开关为所述设备的三相中每相对应的永磁开关，再根据所述永磁开关的分合闸状态以及三相的电压、电流信号，通过第一预设算法确定控制命令，并根据所述控制命令控制所述三相的至少一相的永磁开关的动作，其中所述三相为所述设备的三相。由于确定永磁开关的分合闸状态是设备的三相中每相对应的永磁开关，根据控制命令控制三相的至少一相的永磁开关动作，从而能够在需要分相操作时，对三相进行分相控制，进而减少变压器励磁涌流，延长变压器的使用寿命。

在一种可能的实现方式中，所述确定永磁开关的分合闸状态之前，还包括：

通过获取到的标准时间，调整控制器的内部时间。

上述方法，将控制器的内部时间设置为标准时间，从而在需要记录事件的时间时能够准确记录事件的时间。

在一种可能的实现方式中，该方法还包括：

根据测试时确定的所述三相中任意一相永磁开关的动作特性，通过第二预设算法，确定所述任意一相永磁开关的动作时间控制补偿值，以使所述三相的三个永磁开关动作时间特性一致。

上述方法，根据测试时确定的所述三相中任意一相永磁开关的动作特性，通过第二预设算法，确定所述任意一相永磁开关的动作时间控制补偿值，从而可以使所述三相的三个永磁开关动作时间特性一致。

在一种可能的实现方式中，该方法还包括：

若储能电容器的电压未达到预设电压值，且根据所述控制命令控制所述三相的至少一相的永磁开关闭合，则进行预警，记录预警信息。

上述方法，由于储能电容器的电压达到预设电压值时，永磁开关才会闭合，如果储能电容器的电压未达到预设电压值，而三相的至少一相的永磁开关闭合，则进行报警，并记录报警信息。

第三方面，本发明实施例还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第二方面所述方法的步骤。

本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种可分相操作单稳态永磁开关控制器结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种可分相操作单稳态永磁开关控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

可分相操作单稳态永磁开关控制器的使用越来越普遍，现有的可分相操作单稳态永磁开关控制器只能同时进行三相的合闸和分闸操作，但是在需要分相操作的应用场景中，有极大的使用限制。比如在解决变压器励磁涌流的问题上，选择合适的电压相位角进行合闸操作，可减少变压器励磁涌流，进而可以延长变压器的使用寿命。如果使可分相操作单稳态永磁开关控制器能够进行分相操作，则可以在三相的每相设置一个永磁开关，根据控制命令分别控制三相中每相对应的永磁开关，可以实现分相操作。

本发明实施例描述的应用场景是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着新应用场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

针对上述应用场景，本发明实施例提供了一种可分相操作单稳态永磁开关控制器，如图1所示，该控制器包括：

驱动控制模块100，用于接收中心处理模块的控制命令，驱动三相中至少一相的永磁开关完成相应的开关动作；

交流信号采集模块101，用于采集所述三相的电压、电流信号，并将采集到的所述三相的电压、电流信号发送给所述中心处理模块；

开入信号采集模块102，用于采集设备的开关量输入信号，并将所述采集到的开关量输入信号发送给所述中心处理模块；

所述中心处理模块103，用于将接收到的各模块发送的信号根据预设算法进行运算处理后，将运算处理后得到的各控制命发送给相应模块。

本发明实施例中，通过交流信号采集模块采集三相的电压、电流信号，并将采集到的三相的电压、电流信号发送给中心处理模块，通过开入信号采集模块采集设备的开关量输入信号，并将采集到的开关量输入信号发送给中心处理模块，中心处理模块根据预设算法进行预算处理后，将运算处理后得到的各控制命发送给驱动控制模块，使驱动控制模块驱动三相中至少一相的永磁开关完成相应的开关动作，从而在需要分相操作时，永磁开关可分相操作单稳态永磁开关控制器，可以对三相进行分相控制，进而减少变压器励磁涌流，延长变压器的使用寿命。

在实施中，所述开关量输入信号包括单相分合闸控制信号、三相分合闸控制信号、开关位置信息。单相分合闸信号可以对三相进行分相控制，进而减少变压器励磁涌流，延长变压器的使用寿命；三相分合闸控制信号可以进行三相控制；开关位置信息可以确定控制永磁开关分合闸的位置。

可分相操作单稳态永磁开关控制器还可以包括时钟模块104，用于调整控制器的内部时间，使控制器的内部时间为标准时间，从而可以准确记录事件发生的时间，比如进行报警的时间等。

本发明实施例中的可分相操作单稳态永磁开关控制器还可以包括直流信号采集模块105和储能装置充电、储能、放电控制模块106，直流信号采集模块用于采集储能电容器的电压信号，并将采集到的储能电容器的电压信号发送给中心处理模块，中心处理模块将该储能电容器的电压信号转换为控制命令，储能装置充电、储能、放电控制模块根据接收到的控制命令给储能电容器充电、放电，从而使储能电容器为永磁开关供电。

中心处理模块103通过控制储能装置充电、储能、放电控制模块106，控制储能电容器的电压，使储能电容器的电压维持在一定的水平上。

当储能电容器里没有电压时，储能装置充电、储能、放电控制模块给出储能电容器充电，当电量充满后，储能装置充电、储能、放电控制模块用于维持电容器的电压。当整个设备断电检修维护时，应对内部的储能电容器进行放电，防止电容放电造成人身伤害。

该控制器还可以包括通讯模块107，通讯模块可以根据中心处理模块发送的第二控制命令和外部进行信息交互，比如与外部设备、平台等进行通讯，实现信息交互，外部设备、平台可以为RS485、光纤、GPRS等。

该控制器还包括人机交互模块108，用于显示所述设备的运行状态，以及配置所述设备的运行参数。

该人机交互模块可以包括LCD（Liquid Crystal Display ，液晶显示器）、LED（Light-Emitting Diode,发光二极管）、按键等，可显示设备运行的实时状态，配置设备的运行参数，控制设备的运行状态。

以上是对可分相操作单稳态永磁开关控制器的说明，下面对可分相操作单稳态永磁开关控制方法进行说明。

如图2所示，为本发明实施例提供的一种可分相操作单稳态永磁开关控制方法，该方法包括：

S200、根据采集到的设备的开关量输入信号，确定永磁开关的分合闸状态，其中所述永磁开关为所述设备的三相中每相对应的永磁开关；

S201、根据所述永磁开关的分合闸状态以及三相的电压、电流信号，通过第一预设算法确定控制命令，并根据所述控制命令控制所述三相的至少一相的永磁开关的动作，其中所述三相为所述设备的三相。

本发明实施例中，首先根据采集到的设备的开关量输入信号，确定永磁开关的分合闸状态，其中所述永磁开关为所述设备的三相中每相对应的永磁开关，再根据所述永磁开关的分合闸状态以及三相的电压、电流信号，通过第一预设算法确定控制命令，并根据所述控制命令控制所述三相的至少一相的永磁开关的动作，其中所述三相为所述设备的三相。由于确定永磁开关的分合闸状态是设备的三相中每相对应的永磁开关，根据控制命令控制三相的至少一相的永磁开关动作，从而能够在需要分相操作时，对三相进行分相控制，进而减少变压器励磁涌流，延长变压器的使用寿命。

在实施中，确定永磁开关的分合闸状态之前，还包括：

通过获取到的标准时间，调整控制器的内部时间。

通过获取到的标准时间调整控制器的内部时间，可以使控制器时间准确，从而能够准确记录事件的时间。

可分相操作单稳态永磁开关控制方法，还包括：根据测试时确定的所述三相中任意一相永磁开关的动作特性，通过第二预设算法，确定所述任意一相永磁开关的动作时间控制补偿值，以使所述三相的三个永磁开关动作时间特性一致。

由于根据测试时确定的所述三相中任意一相永磁开关的动作特性，通过第二预设算法，确定所述任意一相永磁开关的动作时间控制补偿值，从而可以使所述三相的三个永磁开关动作时间特性一致。

永磁开关在装配时，每相之间会存在机械误差。可分相操作单稳态永磁开关控制器本身也会因为三相驱动回路间的电气差异引入电气误差，结果导致三相的永磁开关动作特性不一致。本发明实施例提供的永磁开关可分相操作单稳态永磁开关控制器在出厂时，根据出厂测试的动作特性，比如分合闸动作速度、动作时间、动作同期，永磁开关可分相操作单稳态永磁开关控制器进行自学习，对每相永磁开关动作时间补偿，实现三相的永磁开关动作时间特性一致。

这里的自学习，可以是在出厂测试时，可分相操作单稳态永磁开关控制器记录学习每次每相的动作时间，经过特定的预设算法，当再次进行分合闸操作时，控制器进行控制补偿，实现三相开关动作时间特性一致。

由于储能电容器的电压达到预设电压值时，永磁开关才会闭合，如果储能电容器的电压未达到预设电压值，而三相的至少一相的永磁开关闭合，说明属于误操作，则还可以进行报警，并记录报警信息。

这里的预警信息，可以是预警时间，预警事件等。

下面以具体的实施方式对本发明实施例进行说明。

中心处理模块通过时钟模块获取标准时间，同步控制器自身的时钟。中心处理模块实时读取开入信号采集模块的输入信息，获取开关的分合闸状态，实时更新显示到人机交互模块。根据输入的分合闸控制命令，结合交流信号采集模块采集的电压相位信息，经过预设的算法，发出控制命令给驱动控制模块，驱动三相的永磁开关在预期A相、B相、C相三者相位分闸或者合闸，减小输电线上的电流浪涌和过电压。通过人机交互模块，也可以通过按键实现分合闸的控制。

只有在储能电容器的电压设定电压后，控制器才允许进行分合闸操作，保证永磁开关动作的可靠性。在储能电容器充电未达到设定电压，若进行分合闸操作，中心处理模块会屏蔽此控制信号，记录下此次事件，同时报警。

以上参照示出根据本申请实施例的方法、装置（系统）和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本申请。应理解，可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置，以产生机器，使得经由计算机处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块中所指定的功能/动作的方法。

相应地，还可以用硬件和/或软件（包括固件、驻留软件、微码等）来实施本申请。更进一步地，本申请可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码，以由指令执行系统来使用或结合指令执行系统而使用。在本申请上下文中，计算机可使用或计算机可读介质可以是任意介质，其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序，以由指令执行系统、装置或设备使用，或结合指令执行系统、装置或设备使用。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种可分相操作单稳态永磁开关控制器，其特征在于，该控制器包括：

驱动控制模块，用于接收中心处理模块的控制命令，驱动三相中至少一相的永磁开关完成相应的开关动作；

交流信号采集模块，用于采集所述三相的电压、电流信号，并将采集到的所述三相的电压、电流信号发送给所述中心处理模块；

开入信号采集模块，用于采集设备的开关量输入信号，并将采集到的所述开关量输入信号发送给所述中心处理模块；

所述中心处理模块，用于将接收到的各模块发送的信号根据预设算法进行运算处理后，将运算处理后得到的各控制命令发送给相应模块。

2.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述开关量输入信号包括单相分合闸控制信号、三相分合闸控制信号、开关位置信息。

3.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

时钟模块，用于从外部获取标准时间，调整所述控制器的内部时间。

4.如权利要求3所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

直流信号采集模块，用于采集储能电容器的电压信号，并将采集到的储能电容器的电压信号发送给所述中心处理模块；和/或

所述储能装置充电、储能、放电控制模块，用于根据接收到的所述中心处理模块的第一控制命令给所述储能电容器充电、放电。

5.如权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

通讯模块，用于根据所述中心处理模块的第二控制命令和外部进行信息交互。

6.如权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

人机交互模块，用于显示所述设备的运行状态，以及配置所述设备的运行参数。

7.一种可分相操作单稳态永磁开关控制方法，其特征在于，该方法包括：

根据采集到的设备的开关量输入信号，确定永磁开关的分合闸状态，其中所述永磁开关为所述设备的三相中每相对应的永磁开关；

根据所述永磁开关的分合闸状态以及三相的电压、电流信号，通过第一预设算法确定控制命令，并根据所述控制命令控制所述三相的至少一相的永磁开关的动作，其中所述三相为所述设备的三相。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定永磁开关的分合闸状态之前，还包括：

通过获取到的标准时间，调整控制器的内部时间。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

根据测试时确定的所述三相中任意一相永磁开关的动作特性，通过第二预设算法，确定所述任意一相永磁开关的动作时间控制补偿值，以使所述三相的三个永磁开关动作时间特性一致。

10.如权利要求7~9任一所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

若储能电容器的电压未达到预设电压值，且根据所述控制命令控制所述三相的至少一相的永磁开关闭合，则进行预警，记录预警信息。