CN112783019A - 一种高压断路器智能控制系统及其检测方法 - Google Patents

一种高压断路器智能控制系统及其检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高压断路器智能控制系统，所述断路器智能控制系统包括温度采集单元、工作信号采集单元、信号调理单元、控制处理单元、显示单元、执行输出单元、报警单元和通信单元；所述断路器智能控制系统根据采集的信息确定所述触头按实际合闸时间间，保证所述高压断路器正常、准确动作。本发明提供一种高压断路器智能控制系统和方法，能够防止投切过电压和涌流导致所述高压断路器动作异常，引起事故。

Description

一种高压断路器智能控制系统及其检测方法
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种高压断路器智能控制系统及其检测方法。
背景技术
随着电力技术的不断发展，电能已经成为人们生产生活中重要组成部分。断路器作为电力系统的重要组成部分，其可靠工作对输配电系统意义重大。
为了保证断路器准确可靠的分、合闸，目前采用选相分合闸、相控开关等是通过控制断路器合闸或分闸的时刻(或相位角)，达到消除或减小电气设备投切除过电压或涌流的目的，在电容器组、滤波器、变压器及线路投切中得到广泛应用。但高压断路器的动力系统还是依靠机械运动，受生产工艺和技术条限制，断路器的合闸时间并不稳定，断路器触头在整个运动过程中会受到操动机构的力、灭弧室气体产生的阻力、机械摩擦阻力等，而任何力的不稳定，都可能导致高压断路器触头分、合闸不稳定。
本发明提出一种高压断路器智能控制系统，根据所述高压断路器实际工作信息，再根据控制指令确定实际合闸时间，让触头按实际合闸时间闭合，能够保证高压断路器在电压过零时刻合闸，能够防止投切过电压和涌流导致所述高压断路器动作异常。
发明内容
本发明提供一种高压断路器智能控制系统和方法，能够防止投切过电压和涌流导致所述高压断路器动作异常，引起事故。
本发明具体为一种高压断路器智能控制系统，所述断路器智能控制系统包括温度采集单元、工作信号采集单元、信号调理单元、控制处理单元、显示单元、执行输出单元、报警单元和通信单元，所述温度采集单元与所述信号调理单元相连接，所述控制处理单元分别与所述工作信号采集单元、所述信号调理单元、所述显示单元、所述执行输出单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述断路器智能控制系统根据采集的信息确定所述触头按实际合闸时间间，保证所述高压断路器正常、准确动作。
所述温度采集单元采用温度传感器采集环境温度信号。
所述工作信号采集单元通过所述高压断路器监控设备获取所述高压断路器SF6气体内部压强、所述高压断路器SF6气体的绝缘强度下降率，并传输至所述控制处理单元。
所述信号调理单元包括放大模块和A/D转换模块，将输入的信号进行放大处理和A/D转换，并输入所述控制处理单元。
所述控制处理单元采用微处理器对输入的信号进行分析计算，进而控制所述执行输出单元向执行机构发出控制指令。
所述控制处理单元还包含存储器和输入输出接口，所述存储器存储所述断路器智能控制系统的信息，所述输入输出接口采用串行接口，进行外部信号输入和信息导出。
所述显示单元采用LCD显示屏对所述断路器智能控制系统进行信息显示。
所述报警单元采用声光报警器进行报警，所述通信单元经过RS485通信接收远程监控中心的控制指令，同时将所述高压断路器的工作信息上传至所述远程监控中心。
本发明还提供一种高压断路器智能控制系统的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：
步骤(1)：所述温度采集单元采集所述环境温度信号，所述工作信号采集单元采集所述高压断路器工作信号；
步骤(2)：所述环境温度信号经过所述放大模块进行放大处理；
步骤(3)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换；
步骤(4)：判断所述环境温度信号是否大于温度参考值，若是，控制所述高压断路器不进行操作，保持工作状态；若不是，进入步骤(5)；
步骤(5)：任意给定所述高压断路器合闸时间修正量dt，且dt＜Δt，Δt为所述高压断路器合闸时间偏差；
步骤(6)：计算所述高压断路器合闸时间提前Δt时，所述高压断路器SF6气体的绝缘强度下降率与所述高压断路器每个断口承受的电压交点(t1,u1)；
步骤(7)：计算所述高压断路器合闸时间滞后Δt时，所述高压断路器SF6气体的绝缘强度下降率与所述高压断路器每个断口承受的电压交点(t2,u2)；
步骤(8)：计算u1与u2的差值，并判断是否大于差值参考值，若是，进入步骤(9)：若不是，进入步骤(10)；
步骤(9)：判断u1是否大于u2，若是，dt＝(dt+Δt)/2，返回步骤(6)；若不是，dt＝dt/2，返回步骤(6)；
步骤(10)：确定所述高压断路器实际合闸时间tclose＝t0+dt；
步骤(11)：根据所述高压断路器实际合闸时间控制所述执行输出单元，控制所述高压断路器触头按实际合闸时间闭合；
步骤(12)：通过所述显示单元显示所述高压断路器工作信息。
与现有技术相比，有益效果是：所述断路器智能控制系统根据所述高压断路器实际工作信息，再根据控制指令确定实际合闸时间，让触头按实际合闸时间闭合，能够保证高压断路器在电压过零时刻合闸，能够防止投切过电压和涌流导致所述高压断路器动作异常。
附图说明
图1为本发明一种高压断路器智能控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种高压断路器智能控制系统的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的断路器智能控制系统包括温度采集单元、工作信号采集单元、信号调理单元、控制处理单元、显示单元、执行输出单元、报警单元和通信单元，所述温度采集单元与所述信号调理单元相连接，所述控制处理单元分别与所述工作信号采集单元、所述信号调理单元、所述显示单元、所述执行输出单元、所述报警单元、所述通信单元相连接。
所述温度采集单元采用温度传感器采集环境温度信号；所述信号调理单元包括放大模块和A/D转换模块，将输入的信号进行放大处理和A/D转换，并输入所述控制处理单元。
所述工作信号采集单元通过所述高压断路器监控设备获取所述高压断路器SF6气体内部压强、所述高压断路器SF6气体的绝缘强度下降率，并传输至所述控制处理单元。
所述控制处理单元采用微处理器对输入的信号进行分析计算，进而控制所述执行输出单元向执行机构发出控制指令。
所述控制处理单元还包含存储器和输入输出接口，所述存储器存储所述断路器智能控制系统的信息，所述输入输出接口采用串行接口，进行外部信号输入和信息导出。
所述显示单元采用LCD显示屏对所述断路器智能控制系统进行信息显示；所述报警单元采用声光报警器进行报警；所述通信单元经过RS485通信接收远程监控中心的控制指令，同时将所述高压断路器的工作信息上传至所述远程监控中心。
本发明还提供一种高压断路器智能控制系统的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：步骤(1)：所述温度采集单元采集所述环境温度信号，所述工作信号采集单元采集所述高压断路器工作信号；步骤(2)：所述环境温度信号经过所述放大模块进行放大处理；步骤(3)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换；步骤(4)：判断所述环境温度信号是否大于温度参考值，若是，控制所述高压断路器不进行操作，保持工作状态；若不是，进入步骤(5)；步骤(5)：任意给定所述高压断路器合闸时间修正量dt，且dt＜Δt，Δt为所述高压断路器合闸时间偏差；步骤(6)：计算所述高压断路器合闸时间提前Δt时，所述高压断路器SF6气体的绝缘强度下降率与所述高压断路器每个断口承受的电压交点(t1,u1)；步骤(7)：计算所述高压断路器合闸时间滞后Δt时，所述高压断路器SF6气体的绝缘强度下降率与所述高压断路器每个断口承受的电压交点(t2,u2)；步骤(8)：计算u1与u2的差值，并判断是否大于差值参考值，若是，进入步骤(9)：若不是，进入步骤(10)；步骤(9)：判断u1是否大于u2，若是，dt＝(dt+Δt)/2，返回步骤(6)；若不是，dt＝dt/2，返回步骤(6)；步骤(10)：确定所述高压断路器实际合闸时间tclose＝t0+dt，t0所述高压断路器目标合闸时刻；步骤(11)：根据所述高压断路器实际合闸时间控制所述执行输出单元，控制所述高压断路器触头按实际合闸时间闭合；步骤(12)：通过所述显示单元显示所述高压断路器工作信息。
所述高压断路器每个断口承受的电压为
Figure BDA0002828861280000041
Um为所述高压断路器最大允许电压。
所述高压断路器合闸时间提前Δt时，所述高压断路器SF6气体的绝缘强度下降率为us＝k[(t0+dt-Δt)-t]，t0-T/2＜t＜t0，k为所述高压断路器SF6气体的绝缘强度下降率斜率。
所述高压断路器合闸时间滞后Δt时，所述高压断路器SF6气体的绝缘强度下降率为us＝k[(t0+dt+Δt)-t]，t0＜t＜t0+T/2。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (8)

1.一种高压断路器智能控制系统，其特征在于，所述断路器智能控制系统包括温度采集单元、工作信号采集单元、信号调理单元、控制处理单元、显示单元、执行输出单元、报警单元和通信单元，所述温度采集单元与所述信号调理单元相连接，所述控制处理单元分别与所述工作信号采集单元、所述信号调理单元、所述显示单元、所述执行输出单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述断路器智能控制系统根据采集的信息确定所述触头按实际合闸时间间，保证所述高压断路器正常、准确动作。
2.根据权利要求1所述的一种高压断路器智能控制系统，其特征在于，所述工作信号采集单元通过所述高压断路器监控设备获取所述高压断路器SF6气体内部压强、所述高压断路器SF6气体的绝缘强度下降率，并传输至所述控制处理单元。
3.根据权利要求2所述的一种高压断路器智能控制系统，其特征在于，所述信号调理单元包括放大模块和A/D转换模块，将输入的信号进行放大处理和A/D转换，并输入所述控制处理单元。
4.根据权利要求3所述的一种高压断路器智能控制系统，其特征在于，所述控制处理单元采用微处理器对输入的信号进行分析计算，进而控制所述执行输出单元向执行机构发出控制指令。
5.根据权利要求4所述的一种高压断路器智能控制系统，其特征在于，所述控制处理单元还包含存储器和输入输出接口，所述存储器存储所述断路器智能控制系统的信息，所述输入输出接口采用串行接口，进行外部信号输入和信息导出。
6.根据权利要求5所述的一种高压断路器智能控制系统，其特征在于，所述显示单元采用LCD显示屏对所述断路器智能控制系统进行信息显示。
7.根据权利要求6所述的一种高压断路器智能控制系统，其特征在于，所述报警单元采用声光报警器进行报警，所述通信单元经过RS485通信接收远程监控中心的控制指令，同时将所述高压断路器的工作信息上传至所述远程监控中心。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的高压断路器智能控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：
步骤(1)：所述温度采集单元采集所述环境温度信号，所述工作信号采集单元采集所述高压断路器工作信号；
步骤(2)：所述环境温度信号经过所述放大模块进行放大处理；
步骤(3)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换；
步骤(4)：判断所述环境温度信号是否大于温度参考值，若是，控制所述高压断路器不进行操作，保持工作状态；若不是，进入步骤(5)；
步骤(5)：任意给定所述高压断路器合闸时间修正量dt，且dt＜Δt，Δt为所述高压断路器合闸时间偏差；
步骤(6)：计算所述高压断路器合闸时间提前Δt时，所述高压断路器SF6气体的绝缘强度下降率与所述高压断路器每个断口承受的电压交点(t1,u1)；
步骤(7)：计算所述高压断路器合闸时间滞后Δt时，所述高压断路器SF6气体的绝缘强度下降率与所述高压断路器每个断口承受的电压交点(t2,u2)；
步骤(8)：计算u1与u2的差值，并判断是否大于差值参考值，若是，进入步骤(9)：若不是，进入步骤(10)；
步骤(9)：判断u1是否大于u2，若是，dt＝(dt+Δt)/2，返回步骤(6)；若不是，dt＝dt/2，返回步骤(6)；
步骤(10)：确定所述高压断路器实际合闸时间tclose＝t0+dt，t0为所述高压断路器目标合闸时刻；
步骤(11)：根据所述高压断路器实际合闸时间控制所述执行输出单元，控制所述高压断路器触头按实际合闸时间闭合；
步骤(12)：通过所述显示单元显示所述高压断路器工作信息。
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