CN110649576A - 一种用于断路器的防误触发装置及控制方法 - Google Patents

一种用于断路器的防误触发装置及控制方法 Download PDF

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张宏波
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渠慎磊
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周晓龙
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Siyuan Electric Co Ltd
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SHANGHAI SIEYUAN HIGH VOLTAGE SWITCHGEAR CO Ltd
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Abstract

本发明涉及高压器件的技术领域，公开了一种用于断路器的防误触发装置，包括系统电源，所述系统电源通过电压监测模块与开关控制模块相连，通过电压转换模块与处理器相连，所述处理器通过状态监测模块与开关控制模块相连，所述开关控制模块与驱动模块的电源部分相连，所述处理器与驱动模块的控制部分相连，所述驱动模块与断路器的机械结构相连，用于驱动机械结构执行分合闸动作，所述电压监测模块用于监测系统电源的电压是否低于门限电压，若低于，产生闭锁信号，否则，产生导通信号，所述状态监测模块用于监测处理器是否处于死机状态，若死机，产生闭锁信号，若不死机，产生导通信号。本发明结构简单，操作方便，利于推广应用。

Description

一种用于断路器的防误触发装置及控制方法
技术领域
本发明涉及高压器件的技术领域，尤其涉及一种用于断路器的防误触发装置及控制方法。
背景技术
柔性直流输电是一种基于电压源变换器、自开关器件和脉宽调制(PWM)的新型传输技术，该技术具有向无源网络供电、无换相故障、换相站间无通信、易于构建多终端直流系统等优点，应用在孤岛供电、城市配电网的增容改造等方面具有较强的技术优势。
在高压柔性直流输电系统中通过换流站实现直流与交流的相互变换。而高压直流断路器是换流站的主要电气设备之一，不仅在系统正常运行时能切断和接通高压线路及各种空载和负荷电流，而且当系统发生故障时，通过继电保护装置的作用能自动、迅速、可靠地切除各种过负荷和短路电流，防止事故范围的扩大。
高压直流断路器是一个一、二次深入融合的产品，断路器本身还应该具有非常可靠的防误动能力，除了上级保护下发的控制命令，在任何工况下其都不能有误触发和误动作的行为，这是断路器自身可靠性方面极为关键和重要的要求。在直流断路器复杂的二次控制系统的电路设计中，如何保证整个控制系统的防误触发能力是非常重要的。
发明内容
本发明提供一种用于断路器的防误触发装置及控制方法，提高了整个控制系统的防误触发能力，确保断路器自身的可靠性。
本发明可以通过以下技术方案实现：
一种用于断路器的防误触发装置，包括系统电源，所述系统电源通过电压监测模块与开关控制模块相连，通过电压转换模块与处理器相连，所述处理器通过状态监测模块与开关控制模块相连，所述开关控制模块与驱动模块的电源部分相连，所述处理器与驱动模块的控制部分相连，所述驱动模块与断路器的机械结构相连，用于驱动机械结构执行分合闸动作，所述电压监测模块用于监测系统电源的电压是否低于门限电压，若低于，产生闭锁信号，否则，产生导通信号，所述状态监测模块用于监测处理器是否处于死机状态，若死机，产生闭锁信号，若不死机，产生导通信号。
进一步，所述状态监测模块包括与处理器的一个IO端口相连的单稳态触发器，所述单稳态触发器与开关控制模块相连，所述处理器中每个任务被执行完毕后均向与所述一个IO端口对应的寄存器写入一个指示值，从而使所述一个IO端口的输出成方波形式。
进一步，所述电压监测模块包括比较器，所述比较器的正向端与系统电源相连，反向端与产生门槛电压的基准电源相连，输出端与开关控制模块相连。
进一步，所述开关控制模块采用场效应管构建。
一种基于上文所述的用于断路器的防误触发装置的控制方法，通过电压监测模块监测系统电源的电压是否低于门槛电压，同时通过状态监测模块监测处理器是否处于死机状态，若低于门槛电压或者处于死机状态，均产生闭锁信号，开关控制模块接收闭锁信号，切断驱动模块的电源部分，否则产生导通信号，开关控制模块接收导通信号，由系统电源为驱动模块供电，从而控制断路器的分合闸作业。
进一步，所述状态监测模块通过监测处理器的一个IO端口的输出是否为方波，判断处理器是否处于死机状态。
本发明有益的技术效果如下：
通过电压监测模块监测系统电源的电压是否低于门槛电压，同时通过状态监测模块监测处理器是否处于死机状态，若低于门槛电压或者处于死机状态，均产生闭锁信号，开关控制模块接收闭锁信号，切断驱动模块的电源部分，否则产生导通信号，开关控制模块接收导通信号，由系统电源为驱动模块供电，从而控制断路器的分合闸作业，减少在系统上下电过程中以及处理器工作过程中可能会对断路器产生的误触发，提高了整个控制系统的防误触发能力，提高了直流断路器的可靠性，保证整个控制系统在各种工况和干扰环境下的防误动的能力，另外，整个装置结构简单，操作方便，利于推广应用。
附图说明
图1为本发明的总体电路框图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明提供了一种用于断路器的防误触发装置，包括系统电源，该系统电源通过电压监测模块与开关控制模块相连，通过电压转换模块与处理器相连，该处理器通过状态监测模块与开关控制模块相连，该开关控制模块与驱动模块的电源部分相连，该处理器与驱动模块的控制部分相连，该驱动模块与断路器的机械结构相连，用于驱动机械结构执行分合闸动作，该电压监测模块用于监测系统电源的电压是否低于门限电压，若低于，产生闭锁信号，否则，产生导通信号，该状态监测模块用于监测处理器是否处于死机状态，若死机，产生闭锁信号，若不死机，产生导通信号。这样，当整个系统处于上下电状态时，通过电压监测模块监测此时系统电源的电压是否低于门限电压，若低于，产生闭锁信号，由开关控制模块切断系统电源向驱动模块的供电，从而减少系统上下电过程的不稳定状态可能对断路器所导致的误触发；而当处理器处于工作过程时，通过状态监测模块监测处理器是否处于死机状态，若死机，产生闭锁信号，同样由开关控制模块切断系统电源向驱动模块的供电，从而减少处理器突然死机可能对断路器所导致的误触发。
该状态监测模块包括与处理器的一个IO端口相连的单稳态触发器，该单稳态触发器与开关控制模块相连，为了检测处理器的工作状态，使处理器中每个任务被执行完毕后均向与一个IO端口对应的寄存器写入一个指示值，从而使该一个IO端口的输出成方波形式，这样，当处理器中的某个任务没有被执行或者完全执行时，就不会向对应的寄存器写入一个指示值，而对应的IO端口的输出则不会翻转，那么，与之相连的单稳态触发器的输出将有暂稳态变为稳态，将此变化作为闭锁信号，传送给开关控制模块，由开关控制模块切断系统电源向驱动模块的供电，从而减少处理器突然死机可能对断路器所导致的误触发。
该电压监测模块包括比较器，其正向端与系统电源相连，反向端与产生门槛电压的基准电源相连，输出端与开关控制模块相连，一般情况下，断路器的硬件控制电路所需电源为15伏，即系统电源的电压为15伏，而当系统电源的电压处于10伏以上时，硬件电路都会处于一个较为稳定的工作状态，因此设置门槛电压为10伏，这样，当系统电源的电压低于10伏，比较器的输出将会发生翻转，将此变化作为闭锁信号，由开关控制模块切断系统电源向驱动模块的供电，从而减少系统上下电过程的不稳定状态可能对断路器所导致的误触发。
该开关控制模块可采用场效应管构建，当然其他类似的开关控制电路都适用。该电压转换模块采用DC/DC直流电源转换，将15伏系统电源的电压转换为处理器工作所需电压。
本发明还提供了一种基于上文所述的用于断路器的防误触发装置的控制方法，通过电压监测模块监测系统电源的电压是否低于门槛电压，同时通过状态监测模块监测处理器是否处于死机状态，若低于门槛电压或者处于死机状态，均产生闭锁信号，开关控制模块接收闭锁信号，切断驱动模块的电源部分，否则产生导通信号，开关控制模块接收导通信号，由系统电源为驱动模块供电，从而控制断路器的分合闸作业。而状态监测模块通过监测处理器的一个IO端口的输出是否为方波，判断处理器是否处于死机状态，具体地，将上述一个IO端口对应的寄存器设置为用于存储处理器中每个任务执行完毕后的指示值，表征任务被执行完毕，若有任务没有被执行或者完全执行，则说明处理器处于死机状态，也就没有对应的指示值写入对应的寄存器，从而上述一个IO端口的输出也就不会翻转，以此为闭锁信号，发送给开关控制模块，切断对驱动模块的供电。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (6)

1.一种用于断路器的防误触发装置，其特征在于：包括系统电源，所述系统电源通过电压监测模块与开关控制模块相连，通过电压转换模块与处理器相连，所述处理器通过状态监测模块与开关控制模块相连，所述开关控制模块与驱动模块的电源部分相连，所述处理器与驱动模块的控制部分相连，所述驱动模块与断路器的机械结构相连，用于驱动机械结构执行分合闸动作，所述电压监测模块用于监测系统电源的电压是否低于门限电压，若低于，产生闭锁信号，否则，产生导通信号，所述状态监测模块用于监测处理器是否处于死机状态，若死机，产生闭锁信号，若不死机，产生导通信号。
2.根据权利要求1所述的用于断路器的防误触发装置，其特征在于：所述状态监测模块包括与处理器的一个IO端口相连的单稳态触发器，所述单稳态触发器与开关控制模块相连，所述处理器中每个任务被执行完毕后均向与所述一个IO端口对应的寄存器写入一个指示值，从而使所述一个IO端口的输出成方波形式。
3.根据权利要求1所述的用于断路器的防误触发装置，其特征在于：所述电压监测模块包括比较器，所述比较器的正向端与系统电源相连，反向端与产生门槛电压的基准电源相连，输出端与开关控制模块相连。
4.根据权利要求2所述的用于断路器的防误触发装置，其特征在于：所述开关控制模块采用场效应管构建。
5.一种基于权利要求1所述的用于断路器的防误触发装置的控制方法，其特征在于：通过电压监测模块监测系统电源的电压是否低于门槛电压，同时通过状态监测模块监测处理器是否处于死机状态，若低于门槛电压或者处于死机状态，均产生闭锁信号，开关控制模块接收闭锁信号，切断驱动模块的电源部分，否则产生导通信号，开关控制模块接收导通信号，由系统电源为驱动模块供电，从而控制断路器的分合闸作业。
6.根据权利要求5所述的用于断路器的防误触发装置的控制方法，其特征在于：所述状态监测模块通过监测处理器的一个IO端口的输出是否为方波，判断处理器是否处于死机状态。
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CN113725832A (zh) * 2021-08-31 2021-11-30 南方电网数字电网研究院有限公司 继电保护装置闭锁信号逻辑电路及其控制方法

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