CN110854797A - 直流断路器及其中央控制器、控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直流断路器及其中央控制器、控制方法，包括：主控单元，以及与所述主控单元进行通信的分合闸执行机构。所述主控单元，用于接收预先配置的分合闸时序控制数据，以及控制指令，基于所述分合闸执行机构反馈的分合闸机构的分合位置和所述分合闸时序控制数据，向所述分合闸执行机构发送对应所述控制指令。所述分合闸执行机构，用于按照所述分合闸时序控制数据的指示，基于所述控制指令，按顺序控制所述分合闸机构执行相应的动作。本发明提供的中央控制器结构简单，响应速度快，能缩短直流断路器的开断时间。

Description

直流断路器及其中央控制器、控制方法

技术领域

本发明涉及直流断路器技术领域，具体为一种直流断路器及其中央控制器、控制方法。

背景技术

随着国家能源结构的调整，开发可再生清洁能源取代化石能源将是大势所趋。基于常规直流、柔性直流的多端直流输电系统和直流电网技术是缓解目前传统一次能源短缺、环境恶化，以及解决新能源并网和消纳问题的有效技术手段之一。

在多端直流输电系统和直流电网中会用到直流断路器。直流断路器有混合式直流断路器、固态式直流断路器和机械式直流断路器三种类型。其中，混合式和固态式直流断路器结构复杂，体积大，可靠性不高，通态损耗也大。机械式直流断路器由于其体积小、结构简单和通态损耗小，被广泛的应用于直流输电系统中。在直流输电系统中，机械式直流断路器实现各动作部件的精确时序配合是由中央控制器通过内部逻辑实现的。

目前，常用的中央控制器结构较为复杂，控制过程中的响应速度也较慢，无法满足直流输电系统对机械式直流断路器开断时间极短的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的一种直流断路器及其中央控制器、控制方法，以解决现有的中央控制器无法满足直流输电系统对机械式直流断路器开断时间极短的要求的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明第一方面公开了一种直流断路器的中央控制器，包括：主控单元，以及与所述主控单元进行通信的分合闸执行机构；

所述主控单元，用于接收预先配置的分合闸时序控制数据，以及控制指令，基于所述分合闸执行机构反馈的分合闸机构的分合位置和所述分合闸时序控制数据向所述分合闸执行机构发送对应所述控制指令；

所述分合闸执行机构，用于按照所述分合闸时序控制数据的指示，基于所述控制指令，按顺序控制所述分合闸机构执行相应的动作。

可选的，若所述分合闸机构包括真空断路器、残余电流开断装置和球隙，所述控制指令包括分闸控制指令、合闸控制指令和球隙控制指令，所述分合闸执行机构包括：

真空断路器分闸机构，用于基于所述分闸控制指令，对所述真空断路器执行分闸控制；

机构合闸监控单元，用于采集所述真空断路器的第一分合位置，并将所述第一分合位置发送至所述主控单元，以及接收所述主控单元发送的所述合闸控制指令，基于所述合闸控制指令对所述真空断路器进行合闸控制；

残余电流开断装置监控单元，用于采集所述残余电流开断装置的第二分合位置，并将所述第二分合位置发送至所述主控单元，以及接收所述主控单元发送的所述合闸控制指令对所述残余电流开断装置进行合闸控制，以及接收所述主控单元发送的所述分闸控制指令对所述残余电流开断装置进行分闸控制；

球隙控制单元，用于接收所述主控单元发送的球隙控制指令，基于所述球隙控制指令控制球隙动作。

可选的，所述主控单元包括：主控模块，分别与所述主控模块进行通信的激光输出模块，第一串行通信模块，第二串行通信模块、第三串行通信模块、人机交互模块和光I/O输出模块；

所述人机交互模块，用于与上位机通信，并将预先配置的分合闸时序控制数据发送至所述主控模块；

所述主控模块，用于接收来自所述人机交互模块的预先配置的分合闸时序控制数据，接收所述第一串行通信模块获取的真空断路器的第一分合位置，接收所述第一串行通信模块获取的残余电流开断装置的第二分合位置，接收所述第二串行通信模块获取的电压信息，接收所述第三串行通信模块获取的控制指令，依据所述分合闸时序控制数据、所述第一分合位置、所述第二分合位置和所述电压信息向所述激光输出模块、所述第一串行通信模块和所述光I/O输出模块输出对应的控制指令，所述控制指令包括分闸控制指令、合闸控制指令和球隙控制指令；

所述第一串行通信模块，用于获取所述机构合闸监控单元采集到的真空断路器的第一分合位置，获取所述残余电流开断装置监控单元采集到的残余电流开断装置的第二分合位置，以及将所述合闸控制指令发送给所述机构合闸监控单元，将所述分闸控制指令或合闸控制指令发送给所述残余电流开断装置监控单元；

所述第二串行通信模块，用于接收外部电源的电压信息，并将所述电压信息发送给所述主控模块；

所述第三串行通信模块，用于与保护装置进行通信，提取所述保护装置中的控制指令，将所述控制指令发送给所述主控模块；

所述激光输出模块，用于基于所述分闸控制指令生成激光信号，所述激光信号用于控制真空断路器分闸机构动作；

所述光I/O输出模块，用于接收所述球隙控制指令，所述球隙控制指令用于控制所述球隙控制单元动作。

可选的，所述依据所述分合闸时序控制数据、所述第一分合位置、所述第二分合位置和所述电压信息向所述激光输出模块、所述第一串行通信模块和所述光I/O输出模块输出对应的控制指令的主控模块，具体用于：

在确定所述电压信息中携带的电压值大于预设电压的情况下，开启所述直流断路器的分合闸动作，在基于所述分合闸时序控制数据确定当前执行分闸动作的情况下，向所述激光输出模块发送分闸控制指令，驱动真空断路器分闸机构动作直至真空断路器的断口断开至预设范围，向所述光I/O输出模块发送所述球隙控制指令，驱动所述球隙动作直至所述真空断路器的断口完全断开，向所述残余电流开断装置监控单元发送所述分闸控制指令。

可选的，若存在多个所述真空断路器分闸机构，所述激光输出模块的输出路数与所述真空断路器分闸机构的个数相同；

相应地，所述激光输出模块，具体用于基于所述分闸控制指令生成激光信号，并依次将所述激光信号发送至所述真空断路器分闸机构，所述激光信号用于控制真空断路器分闸机构动作。

可选的，所述依据所述分合闸时序控制数据、所述第一分合位置、所述第二分合位置和所述电压信息向所述激光输出模块、所述第一串行通信模块和所述光I/O输出模块输出对应的控制指令的主控模块，具体用于：

在确定所述电压信息中携带的电压值大于预设电压的情况下，开启所述直流断路器的分合闸动作，在基于所述分合闸时序控制数据确定当前执行合闸动作的情况下，向所述残余电流开断装置监控单元发送所述合闸控制指令，驱动所述残余电流开断装置动作直至所述残余电流开断装置完全合闸，向所述机构合闸监控单元发送所述合闸控制指令。

可选的，若存在多个所述真空断路器，每一所述真空断路器对应设置一所述机构合闸监控单元；

相应地，所述将所述合闸控制指令发送给所述机构合闸监控单元的第一串行通信模块，具体用于依次将所述合闸控制指令发送给每一所述真空断路器对应的所述机构合闸监控单元。

本发明第二方面公开了一种直流断路器，所述直流断路器包括本发明第一方面公开的中央控制器。

本发明第三方面公开了一种直流断路器的控制方法，适用于本发明第一方面公开的中央控制器，所述控制方法包括：

获取分合闸执行机构反馈的分合闸机构的分合位置、预先配置的分合闸时序控制数据和控制指令；

按照所述分合闸时序控制数据的指示，基于所述控制指令，按顺序控制所述分合闸机构执行相应的动作。

可选的，若所述分合闸机构包括真空断路器、残余电流开断装置和球隙，所述分合闸执行机构包括：机构合闸监控单元，残余电流开断装置监控单元和球隙控制单元，所述控制指令包括分闸控制指令、合闸控制指令和球隙控制指令，所述按照所述分合闸时序控制数据的指示，基于所述控制指令，按顺序控制所述分合闸机构执行相应的动作，包括：

在确定当前执行分闸动作的情况下，向所述真空断路器分闸机构发送分闸控制指令，驱动所述真空断路器分闸机构动作直至所述真空断路器的断口断开至预设范围，向所述球隙发送所述球隙控制指令，驱动所述球隙动作直至所述真空断路器的断口完全断开，向所述残余电流开断装置监控单元发送所述分闸控制指令；

在确定当前执行合闸动作的情况下，向所述残余电流开断装置监控单元发送所述合闸控制指令，驱动所述残余电流开断装置动作直至所述残余电流开断装置完全合闸，向所述机构合闸监控单元发送所述合闸控制指令。

基于上述技术方案可知，本发明提供一种直流断路器及其中央控制器、控制方法，包括：主控单元，以及与所述主控单元进行通信的分合闸执行机构。所述主控单元，用于接收预先配置的分合闸时序控制数据，以及控制指令，基于所述分合闸执行机构反馈的分合闸机构的分合位置和所述分合闸时序控制数据，向所述分合闸执行机构发送对应所述控制指令。所述分合闸执行机构，用于按照所述分合闸时序控制数据的指示，基于所述控制指令，按顺序控制所述分合闸机构执行相应的动作。本发明提供的中央控制器结构简单，响应速度快，能缩短直流断路器的开断时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种直流断路器的中央控制器的结构框图；

图2为本发明实施例提供的一种直流断路器的中央控制器的结构框图；

图3为本发明实施例提供的一种直流断路器的中央控制器的结构框图；

图4为本发明实施例提供的控制多个真空断路器分闸机构和多个真空断路器的中央控制器的结构框图；

图5为本发明实施例提供的一种直流断路器的控制方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的向残余电流开断装置监控单元发送分闸控制指令的流程图；

图7为本发明实施例提供的向机构合闸监控单元发送合闸控制指令的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

由背景技术可知，目前直流输电系统对机械式直流断路器的开断时间要求极短，而目前现有的中央控制器结构复杂，在控制过程中响应速度较慢，控制机械式直流断路器开断时间加长，不能满足直流输电系统对机械式直流断路器开断时间极短的要求。因此，本发明公开了一种直流断路器及其中央控制器、控制方法，包括主控单元和与主控单元进行通信的分合闸执行机构，结构简单，响应速度快，从而缩短机械式直流断路器的开断时间，满足直流输电系统对机械式直流断路器开断时间极短的要求。具体通过以下实施例进行详细说明。

参考图1，示出了本发明实施例提供的一种直流断路器的中央控制器的结构示意图，包括：主控单元101，与所述主控单元101进行通信的分合闸执行机构102。

所述主控单元101，用于接收预先配置的分合闸时序控制数据，以及控制指令，基于所述分合闸执行机构反馈的分合闸机构的分合位置和所述分合闸时序控制数据，向所述分合闸执行机构发送对应所述控制指令。

所述分合闸执行机构102，用于按照所述分合闸时序控制数据的指示，基于所述控制指令，按顺序控制所述分合闸机构执行相应的动作。

本发明实施例提供一种直流断路器的中央控制器，包括：主控单元，以及与所述主控单元进行通信的分合闸执行机构。所述主控单元，用于接收预先配置的分合闸时序控制数据，以及控制指令，基于所述分合闸执行机构反馈的分合闸机构的分合位置和所述分合闸时序控制数据向所述分合闸执行机构发送对应所述控制指令。所述分合闸执行机构，用于按照所述分合闸时序控制数据的指示，基于所述控制指令，按顺序控制所述分合闸机构执行相应的动作。本发明提供的中央控制器结构简单，响应速度快，能缩短直流断路器的开断时间，满足直流输电系统对机械式直流断路器开断时间极短的要求。

结合图1，参考图2，示出了本发明实施例提供的一种直流断路器的中央控制器的结构示意图。若所述分合闸机构包括真空断路器103、残余电流开断装置104和球隙105，所述控制指令包括分闸控制指令、合闸控制指令和球隙控制指令，则所述分合闸执行机构102包括：机构合闸监控单元1021、残余电流开断装置监控单元1022、球隙控制单元1023和真空断路器分闸机构1024。

所述机构合闸控制单元1021，用于采集所述真空断路器103的第一分合位置，并将所述第一分合位置发送至所述主控单元101，以及接收所述主控单元101发送的所述合闸控制指令，基于所述合闸控制指令对所述真空断路器103进行合闸控制。

所述残余电流开断装置监控单元1022，用于采集所述残余电流开断装置104的第二分合位置，并将所述第二分合位置发送至所述主控单元101，以及接收所述主控单元101发送的所述合闸控制指令对所述残余电流开断装置104进行合闸控制，以及接收所述主控单元101发送的所述分闸控制指令对所述残余电流开断装置104进行分闸控制。

所述球隙控制单元1023，用于接收所述主控单元101发送的球隙控制指令，基于所述球隙105控制指令控制球隙105动作。

结合图2，参考图3，示出了本发明实施例提供的一种直流断路器的中央控制器的结构示意图，所述主控单元101包括：主控模块1011，分别与所述主控模块1011进行通信的激光输出模块1012、第一串行通信模块1013、第二串行通信模块1014、第三串行通信模块1015、人机交互模块1016和I/O输出模块1017。

所述主控模块1011，用于接收来自所述人机交互模块1061的预先配置的分合闸时序控制数据，接收所述第一串行通信模块1013获取的真空断路器103的第一分合位置，接收所述第一串行通信模块1013获取的残余电流开断装置104的第二分合位置，接收所述第二串行通信模块1014获取的电压信息，接收所述第三串行通信模块1015获取的控制指令，依据所述分合闸时序控制数据、所述第一分合位置、所述第二分合位置和所述电压信息向所述激光输出模块1012、所述第一串行通信模块1013和所述光I/O输出模块1017输出对应的控制指令，所述控制指令包括分闸控制指令、合闸控制指令和球隙控制指令。

所述激光输出模块1012，用于基于所述分闸控制指令生成激光信号，所述激光信号用于控制真空断路器分闸机构1024动作。

所述第一串行通信模块1013，用于获取所述机构合闸监控单元1021采集到的真空断路器103的第一分合位置，获取所述残余电流开断装置监控单元1022采集到的残余电流开断装置104的第二分合位置，以及将所述合闸控制指令发送给所述机构合闸监控单元1021，将所述分闸控制指令或合闸控制指令发送给所述残余电流开断装置监控单元1022。

所述第二串行通信模块1014，用于接收外部电源的电压信息，并将所述电压信息发送给所述主控模块1011。

在具体实现中，所述外部电源可以为控制电源106和脉冲电容充电电源106。

所述第三串行通信模块1015，用于与保护装置107进行通信，提取所述保护装置107中的控制指令，将所述控制指令发送给所述主控模块1011。

需要说明的是，该第三串行通信模块1015还可以将保护装置107所需的信息进行协议编码上送至保护装置107。

所述人机交互模块1016，用于与上位机通信，并将预先配置的分合闸时序控制数据发送至所述主控模块1011。

所述光I/O输出模块1017，用于接收所述球隙控制指令，所述球隙控制指令用于控制所述球隙控制单元1023动作。其中，所述球隙控制指令为将电信号转为光信号。

需要说明的是，结合图3，本发明实施例公开了如图4所示的，控制多个所述真空断路器分闸机构1024，多个真空断路器103的中央控制器。

其中，真空断路器分闸机构1024和真空断路器103的数量相同。每一真空断路器分闸机构1024对应控制一个真空断路器103的分闸。同时，每一所述真空断路器103对应设置一所述机构合闸监控单元1021，对该真空断路器103进行监控。

真空断路器分闸机构1024的个数则由激光输出模块1012的输出路数决定。

在具体实现中，激光输出模块1012，具有用于基于所述分闸控制指令生成激光信号，并依次将所述激光信号发送至所述真空断路器分闸机构1024，所述激光信号用于控制真空断路器分闸机构1024动作。

需要说明的是，激光输出模块1012在发送激光信号的过程中，采用输出延时的方式发送，即多个激光信号并不是同时发出的。该输出延时的数值由所述多个真空断路器分闸机构1024的动作时间差决定。一般多个真空断路器分闸机构1024的动作时间差越大，所述输出延时越大，但是所述输出延时一般不超过500us，输出延时小的所述激光输出指令先被发送。

可选的，针对多个真空断路器103，所述将所述合闸控制指令发送给所述机构合闸监控单元1021的第一串行通信模块1013，具体用于依次将所述合闸控制指令发送给每一所述真空断路器103对应的所述机构合闸监控单元1021。

需要说明的是，第一串行通信模块1013基于串行协议依次将所述合闸控制指令发送给每一所述真空断路器103对应的所述机构合闸监控单元1021，使得接收合闸控制指令的机构合闸监控单元1021控制对应的真空断路器103进行合闸。

可选的，所述主控模块1011通过TCP/IP协议将各个装置的运行状态在人机交互界面上显示。在具体实现中，显示内容包括：由所述第一串行通信模块1013获取的真空断路器103的第一分合位置、残余电流断开装置的第二分合位置，由所述第二串行通信模块1014获取的外部电源电压信息，所述第三串行通信模块1015获取的控制指令。

可选的，依据所述分合闸时序控制数据、所述第一分合位置、所述第二分合位置和所述电压信息向所述激光输出模块1012、所述第一串行通信模块1013和所述光I/O输出模块1017输出对应的控制指令的所述主控模块1011，在具体实现过程中，具体用于：判断所述电压信息中携带的电压值是否小于预设电压，若小于，则关闭直流断路器的分合闸动作，若大于，则开启所述直流断路器的分合闸动作。

其中，所述开启所述直流断路器的分合闸动作包括：在确定所述电压信息中携带的电压值大于预设电压的情况下，开启所述直流断路器的分合闸动作，在基于所述分合闸时序控制数据确定当前执行分闸动作的情况下，向所述激光输出模块1012发送分闸控制指令，驱动真空断路器分闸机构1024动作直至真空断路器103的断口断开至预设范围，向所述光I/O输出模块1017发送所述球隙控制指令，驱动所述球隙105动作直至所述真空断路器103的断口完全断开，向所述残余电流开断装置监控单元1022发送所述分闸控制指令。

本发明实施例提供一种直流断路器的中央控制器，包括：主控单元，以及与所述主控单元进行通信的分合闸执行机构。所述主控单元，用于接收预先配置的分合闸时序控制数据，以及控制指令，基于所述分合闸执行机构反馈的分合闸机构的分合位置和所述分合闸时序控制数据向所述分合闸执行机构发送对应所述控制指令。所述分合闸执行机构，用于按照所述分合闸时序控制数据的指示，基于所述控制指令，按顺序控制所述分合闸机构执行相应的动作。本发明提供的中央控制器结构简单，响应速度快，能缩短直流断路器的开断时间，满足直流输电系统对机械式直流断路器开断时间极短的要求。

与上述本发明实施例提供的一种直流断路器的中央控制器相对应，本发明实施例还提供了一种直流断路器，所述直流断路器包括上述本发明实施例图1至图3公开的中央控制器，具体内容参见上述本发明实施例图1至图3公开的一种直流断路器的中央控制器的结构框图相对应的内容。

具体的，该直流断路器为机械式直流断路器。

基于上述本发明实施例公开的一种直流断路器的中央控制器相对应，本发明实施例还提供了一种直流断路器的控制方法。适用于上述本发明实施例图1至图3公开的中央控制器。如图5所示，该控制方法主要包括以下步骤：

步骤S501：获取分合闸执行机构反馈的分合闸机构的分合位置、预先配置的分合闸时序控制数据和控制指令。

步骤S502：按照所述分合闸时序控制数据的指示，基于所述控制指令，按顺序控制所述分合闸机构执行相应的动作。

可选的，在具体实现步骤S502的过程中，若所述分合闸机构包括真空断路器、残余电流开断装置和球隙，所述分合闸执行机构包括：机构合闸监控单元，残余电流开断装置监控单元和球隙控制单元，所述控制指令包括分闸控制指令、合闸控制指令和球隙控制指令。所述按照所述分合闸时序控制数据的指示，基于所述控制指令，按顺序控制所述分合闸机构执行相应的动作，包括：

在确定当前执行分闸动作的情况下，向所述真空断路器分闸机构发送分闸控制指令，驱动所述真空断路器分闸机构动作直至所述真空断路器的断口断开至预设范围，向所述球隙发送所述球隙控制指令，驱动所述球隙动作直至所述真空断路器的断口完全断开，向所述残余电流开断装置监控单元发送所述分闸控制指令。

在确定当前执行合闸动作的情况下，向所述残余电流开断装置监控单元发送所述合闸控制指令，驱动所述残余电流开断装置动作直至所述残余电流开断装置完全合闸，向所述机构合闸监控单元发送所述合闸控制指令。

为更好的解释说明上述控制方法在本发明实施例公开的中央控制器中是如何实现的，以下结合图3中公开的中央控制器中的各单元，对各自涉及的控制过程进行详细说明。

结合图3，参考图6，示出了向残余电流开断装置监控单元发送分闸控制指令的流程图，包括以下步骤：

步骤S601：所述激光输出模块1012接收所述主控模块1011发送的命令。

步骤S602：所述激光输出模块1012判断所述命令是否为分闸控制指令，若是，执行步骤S603，若否，返回执行步骤S601。

步骤S603：所述激光输出模块1012基于激光输出指令驱动真空断路器分闸机构1024动作。

在具体实现步骤S603的过程中，驱动所述真空断路器分闸机构1024动作为驱动所述真空断路器103的断口断开至预设范围，所述预设范围根据实际情况或者技术人员需求进行设定。

需要说明的是，激光输出模块1012在发送激光信号的过程中，采用输出延时的方式发送，即多个激光信号并不是同时发出的。该输出延时的数值由所述多个真空断路器分闸机构1024的动作时间差决定。一般多个真空断路器分闸机构1024的动作时间差越大，所述输出延时越大，但是所述输出延时一般不超过500us，输出延时小的所述激光输出指令先被发送。

步骤S604：所述主控模块1011判断所述真空断路器103的断口是否断开至预设范围，若是，则执行步骤S605，若否，继续执行步骤S604。

步骤S605：所述主控模块1011发送球隙动作指令至所述I/O输出模块1017驱动所述真空断路器103断开。

步骤S606：所述主控模块1011判断所述真空断路器103是否完全断开，若是，执行步骤S607，若否，返回执行步骤S606。

步骤S607：所述主控模块1011将所述分闸控制指令发送给所述第一串行通信模块1013。

步骤S608：所述第一串行通信模块1013将所述分闸控制指令发送给所述残余电流开断装置监控单元1022。

本发明实施例提供一种直流断路器的中央控制器，包括：主控单元，以及与所述主控单元进行通信的分合闸执行机构。所述主控单元，用于接收预先配置的分合闸时序控制数据，以及控制指令，基于所述分合闸执行机构反馈的分合闸机构的分合位置和所述分合闸时序控制数据向所述分合闸执行机构发送对应所述控制指令。所述分合闸执行机构，用于按照所述分合闸时序控制数据的指示，基于所述控制指令，按顺序控制所述分合闸机构执行相应的动作。本发明提供的中央控制器结构简单，响应速度快，能缩短直流断路器的开断时间，满足直流输电系统对机械式直流断路器开断时间极短的要求。

为更好的解释说明向所述机构合闸监控单元1021发送所述合闸控制命令，结合图3，参考图7，示出了本发明实施例提供的向机构合闸监控单元发送合闸控制指令的流程图，包括以下步骤：

步骤S701：所述残余电流开断装置监控单元1022接收所述主控模块1011发送的指令。

在具体实现步骤S701的过程中，所述指令是所述主控模块1011通过所述第一串行通信模块1013向所述残余电流开断装置监控单元1022发送的。

步骤S702：所述残余电流开断装置监控单元1022判断所述指令是否为合闸控制指令，若是，执行步骤S703，若否，返回执行步骤S701。

步骤S703：所述残余电流开断装置监控单元1022发出残余电流开断装置合闸命令驱动所述残余电流开断装置104合闸。

步骤S704：所述主控模块1011判断所述残余电流开断装置104是否完全合闸，若是，执行步骤S705，若否，返回执行步骤S704。

在具体实现步骤S704的过程中，所述主控模块1011是通过所述第一串行通信模块1013接收所述残余电流开断装置104的合闸情况。

步骤S705：所述主控模块1011发送合闸控制指令给所述第一串行通信模块1013。

在具体执行步骤S705的过程中，需要说明的是，若存在多个合闸机构时，所述主控模块1011向所述第一串行通信模块1013发送多个合闸控制指令，通过控制所述多个合闸控制指令的输出延时来控制所述多个合闸机构的同期性，即不同时输出多个所述合闸控制指令。其中，所述合闸控制指令的输出延时的数值由所述合闸机构的动作时间差决定，输出延时小的所述合闸控制指令先被发送。

步骤S706：所述第一串行通信模块1013发送所述合闸控制指令给所述机构合闸监控单元1021。

可选的，若存在多个所述真空断路器103，每一所述真空断路器103对应设置一所述机构合闸监控单元1021，所述将所述合闸控制指令发送给所述机构合闸监控单元1021的第一串行通信模块1013，具体用于依次将所述合闸控制指令发送给每一所述真空断路器103对应的所述机构合闸监控单元1021。

综上所述，本发明实施例公开了一种直流断路器及其中央控制器、控制方法，包括：主控单元，以及与所述主控单元进行通信的分合闸执行机构。所述主控单元，用于接收预先配置的分合闸时序控制数据，以及控制指令，基于所述分合闸执行机构反馈的分合闸机构的分合位置和所述分合闸时序控制数据向所述分合闸执行机构发送对应所述控制指令。所述分合闸执行机构，用于按照所述分合闸时序控制数据的指示，基于所述控制指令，按顺序控制所述分合闸机构执行相应的动作。本发明提供的中央控制器结构简单，响应速度快，能缩短直流断路器的开断时间，满足直流输电系统对机械式直流断路器开断时间极短的要求。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种直流断路器的中央控制器，其特征在于，包括：主控单元，以及与所述主控单元进行通信的分合闸执行机构；

所述主控单元，用于接收预先配置的分合闸时序控制数据，以及控制指令，基于所述分合闸执行机构反馈的分合闸机构的分合位置和所述分合闸时序控制数据向所述分合闸执行机构发送对应所述控制指令；

所述分合闸执行机构，用于按照所述分合闸时序控制数据的指示，基于所述控制指令，按顺序控制所述分合闸机构执行相应的动作。

2.根据权利要求1所述的中央控制器，其特征在于，若所述分合闸机构包括真空断路器、残余电流开断装置和球隙，所述控制指令包括分闸控制指令、合闸控制指令和球隙控制指令，所述分合闸执行机构包括：

真空断路器分闸机构，用于基于所述分闸控制指令，对所述真空断路器执行分闸控制；

机构合闸监控单元，用于采集所述真空断路器的第一分合位置，并将所述第一分合位置发送至所述主控单元，以及接收所述主控单元发送的所述合闸控制指令，基于所述合闸控制指令对所述真空断路器进行合闸控制；

残余电流开断装置监控单元，用于采集所述残余电流开断装置的第二分合位置，并将所述第二分合位置发送至所述主控单元，以及接收所述主控单元发送的所述合闸控制指令对所述残余电流开断装置进行合闸控制，以及接收所述主控单元发送的所述分闸控制指令对所述残余电流开断装置进行分闸控制；

球隙控制单元，用于接收所述主控单元发送的球隙控制指令，基于所述球隙控制指令控制球隙动作。

3.根据权利要求2所述的中央控制器，其特征在于，所述主控单元包括：主控模块，分别与所述主控模块进行通信的激光输出模块，第一串行通信模块，第二串行通信模块、第三串行通信模块、人机交互模块和光I/O输出模块；

所述人机交互模块，用于与上位机通信，并将预先配置的分合闸时序控制数据发送至所述主控模块；

所述主控模块，用于接收来自所述人机交互模块的预先配置的分合闸时序控制数据，接收所述第一串行通信模块获取的真空断路器的第一分合位置，接收所述第一串行通信模块获取的残余电流开断装置的第二分合位置，接收所述第二串行通信模块获取的电压信息，接收所述第三串行通信模块获取的控制指令，依据所述分合闸时序控制数据、所述第一分合位置、所述第二分合位置和所述电压信息向所述激光输出模块、所述第一串行通信模块和所述光I/O输出模块输出对应的控制指令，所述控制指令包括分闸控制指令、合闸控制指令和球隙控制指令；

所述第一串行通信模块，用于获取所述机构合闸监控单元采集到的真空断路器的第一分合位置，获取所述残余电流开断装置监控单元采集到的残余电流开断装置的第二分合位置，以及将所述合闸控制指令发送给所述机构合闸监控单元，将所述分闸控制指令或合闸控制指令发送给所述残余电流开断装置监控单元；

所述第二串行通信模块，用于接收外部电源的电压信息，并将所述电压信息发送给所述主控模块；

所述第三串行通信模块，用于与保护装置进行通信，提取所述保护装置中的控制指令，将所述控制指令发送给所述主控模块；

所述激光输出模块，用于基于所述分闸控制指令生成激光信号，所述激光信号用于控制真空断路器分闸机构动作；

所述光I/O输出模块，用于接收所述球隙控制指令，所述球隙控制指令用于控制所述球隙控制单元动作。

4.根据权利要求3所述的中央控制器，其特征在于，所述依据所述分合闸时序控制数据、所述第一分合位置、所述第二分合位置和所述电压信息向所述激光输出模块、所述第一串行通信模块和所述光I/O输出模块输出对应的控制指令的主控模块，具体用于：

在确定所述电压信息中携带的电压值大于预设电压的情况下，开启所述直流断路器的分合闸动作，在基于所述分合闸时序控制数据确定当前执行分闸动作的情况下，向所述激光输出模块发送分闸控制指令，驱动真空断路器分闸机构动作直至真空断路器的断口断开至预设范围，向所述光I/O输出模块发送所述球隙控制指令，驱动所述球隙动作直至所述真空断路器的断口完全断开，向所述残余电流开断装置监控单元发送所述分闸控制指令。

5.根据权利要求3所述的中央控制器，其特征在于，若存在多个所述真空断路器分闸机构，所述激光输出模块的输出路数与所述真空断路器分闸机构的个数相同；

相应地，所述激光输出模块，具体用于基于所述分闸控制指令生成激光信号，并依次将所述激光信号发送至所述真空断路器分闸机构，所述激光信号用于控制真空断路器分闸机构动作。

6.根据权利要求3所述的中央控制器，其特征在于，所述依据所述分合闸时序控制数据、所述第一分合位置、所述第二分合位置和所述电压信息向所述激光输出模块、所述第一串行通信模块和所述光I/O输出模块输出对应的控制指令的主控模块，具体用于：

在确定所述电压信息中携带的电压值大于预设电压的情况下，开启所述直流断路器的分合闸动作，在基于所述分合闸时序控制数据确定当前执行合闸动作的情况下，向所述残余电流开断装置监控单元发送所述合闸控制指令，驱动所述残余电流开断装置动作直至所述残余电流开断装置完全合闸，向所述机构合闸监控单元发送所述合闸控制指令。

7.根据权利要求3所述的中央控制器，其特征在于，若存在多个所述真空断路器，每一所述真空断路器对应设置一所述机构合闸监控单元；

相应地，所述将所述合闸控制指令发送给所述机构合闸监控单元的第一串行通信模块，具体用于依次将所述合闸控制指令发送给每一所述真空断路器对应的所述机构合闸监控单元。

8.一种直流断路器，其特征在于，所述直流断路器包括权利要求1-7中任一项所述的中央控制器。

9.一种直流断路器的控制方法，其特征在于，适用于权利要求1-7中任一项所述的中央控制器，所述控制方法包括：

获取分合闸执行机构反馈的分合闸机构的分合位置、预先配置的分合闸时序控制数据和控制指令；

按照所述分合闸时序控制数据的指示，基于所述控制指令，按顺序控制所述分合闸机构执行相应的动作。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，若所述分合闸机构包括真空断路器、残余电流开断装置和球隙，所述分合闸执行机构包括：机构合闸监控单元，残余电流开断装置监控单元和球隙控制单元，所述控制指令包括分闸控制指令、合闸控制指令和球隙控制指令，所述按照所述分合闸时序控制数据的指示，基于所述控制指令，按顺序控制所述分合闸机构执行相应的动作，包括：

在确定当前执行分闸动作的情况下，向所述真空断路器分闸机构发送分闸控制指令，驱动所述真空断路器分闸机构动作直至所述真空断路器的断口断开至预设范围，向所述球隙发送所述球隙控制指令，驱动所述球隙动作直至所述真空断路器的断口完全断开，向所述残余电流开断装置监控单元发送所述分闸控制指令；

在确定当前执行合闸动作的情况下，向所述残余电流开断装置监控单元发送所述合闸控制指令，驱动所述残余电流开断装置动作直至所述残余电流开断装置完全合闸，向所述机构合闸监控单元发送所述合闸控制指令。

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