CN114089679A - 一种有载分接开关的控制设备及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有载分接开关的控制设备及其应用方法，包括：电力电子阀基控制系统根据接收的特定状态信号的数量判断启动切换检测装置是否故障；当启动切换检测装置正常时，电力电子阀基控制系统根据启动切换信号的数量，判定启动切换检测装置的状态以及准确的启动切换时刻；电力电子阀基控制系统还根据启动切换检测装置的状态、驱动器反馈的电力电子开关器件的状态、电力电子阀基控制系统本体的状态、电机驱动系统反馈的电机的转动状态、启动切换时刻，基于电力电子开关的预设切换时序向每个驱动器下发对应的触发命令，以及向电机驱动系统下发控制命令控制电机的转动状态，从而实现对各切换支路的状态监测及控制。

Description

一种有载分接开关的控制设备及其应用方法

技术领域

本发明涉及于变压器技术领域，具体涉及一种有载分接开关的控制设备及其应用方法。

背景技术

有载分接开关作为换流器的核心组件之一，其能够在不中断负荷电流的情况下，实现对变压器绕组中不同档位分接头的切换，进而改变变压器绕组的匝数，即改变变压器变比，最终实现对电压的调整。有载分接开关在目前各电压等级的变压器中均有广泛应用，有载分接开关安全可靠运行是保证电网稳定运行的重要因素。

目前大多数有载分接开关均为纯机械式结构，配合以真空包或油浸的方式达到熄灭切换电弧的目的，但由于纯机械切换开关结构复杂，灭弧方式可靠性较低，多次切换后极易造成电弧熄灭困难，进而造成成百上千安的电弧放电，引发起火爆炸。

电力电子与机械混合式有载分接开关，保留传统机械开关主通流支路的机械开关，采用电力电子器件代替传统纯机械开关中极易引起电弧的机械切换开关，利用电力电子器件能够无弧导通与切断电流的特性，可以有效延长有载分接开关的使用寿命，防止起火爆炸事故发生。

为应对电力电子与机械混合式有载分接开关全新且种类繁多的拓扑结构，需提出一种混合式有载分接开关控制设备及方法。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于应对电力电子与机械混合式有载分接开关全新且种类繁多的拓扑结构，从而提供一种有载分接开关的控制设备及其应用方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种有载分接开关的控制设备，有载分接开关由多个电力电子切换支路与机械开关构成，每个电力电子切换支路中每个电力电子开关器件均与一个驱动器连接，机械开关上设置启动切换检测装置，控制设备包括：电力电子阀基控制系统、电机驱动系统，其中，电力电子阀基控制系统分别与每个驱动器、启动切换检测装置、电机驱动系统连接；电机驱动系统还与机械开关的电机连接；电机驱动系统通过控制电机的转动状态控制机械开关切换档位，当机械开关处于非切换状态时，启动切换检测装置发出多个特定状态信号；当机械开关处于切换状态时，启动切换检测装置发出多个启动切换信号；电力电子阀基控制系统根据接收的特定状态信号的数量判断启动切换检测装置是否故障；当启动切换检测装置正常时，电力电子阀基控制系统根据接收的启动切换信号的数量，判断启动切换时刻；电力电子阀基控制系统还根据接收的启动切换检测装置的状态、驱动器反馈的电力电子开关器件的状态、电力电子阀基控制系统本体的状态、电机驱动系统反馈的电机的转动状态、启动切换时刻，基于电力电子开关的预设切换时序向每个驱动器下发对应的触发命令，以及向电机驱动系统下发控制命令控制电机的转动状态。

在一实施例中，电力电子阀基控制系统包括：启动切换判定单元、核心处理单元，其中，启动切换判定单元分别与核心处理单元、启动切换检测装置连接，当机械开关处于非切换状态时，启动切换判定单元根据接收的特定状态信号的数量判断启动切换检测装置的状态；当启动切换检测装置正常时，启动切换判定单元根据接收的启动切换信号的数量，判断及启动切换时刻；核心处理单元还分别与每个驱动器、电机驱动系统连接，核心处理单元根据接收的启动切换检测装置的状态、驱动器反馈的电力电子开关器件的状态、电力电子阀基控制系统本体的状态、电机驱动系统反馈的电机的转动状态、启动切换时刻，基于电力电子开关的预设切换时序向每个驱动器下发对应的触发命令，以及向电机驱动系统下发控制命令控制电机的转动状态。

在一实施例中，电力电子阀基控制系统还包括：接口单元，接口单元分别与核心处理单元、每个驱动器连接；接口单元用于实现核心处理单元与驱动器之间的信息传输；接口单元包含多对收发端口，每对收发端口通过光纤与一个驱动器连接，每对收发端口用于实现一个驱动器与核心处理单元之间的信息传输。

在一实施例中，核心处理单元的数量为至少一个；当核心处理单元的数量为至少两个时，全部的核心处理单元互为备用。

在一实施例中，有载分接开关的控制设备还包括：监控系统，监控系统与电力电子阀基控制系统连接，监控系统用于显示启动切换检测装置的状态、电力电子开关器件的状态、电力电子阀基控制系统本体的状态。

第二方面，本发明实施例提供一种有载分接开关的控制设备的应用方法，基于第一方面的有载分接开关的控制设备，应用方法包括：电机驱动系统通过控制电机的转动状态控制机械开关切换档位，当机械开关处于非切换状态时，启动切换检测装置发出多个特定状态信号；当机械开关处于切换状态时，启动切换检测装置发出多个启动切换信号；电力电子阀基控制系统根据接收的特定状态信号的数量判断启动切换检测装置是否故障；当启动切换检测装置正常时，电力电子阀基控制系统根据接收的启动切换信号的数量，判断启动切换时刻；电力电子阀基控制系统根据接收的启动切换检测装置的状态、驱动器反馈的电力电子开关器件的状态、电力电子阀基控制系统本体的状态、电机驱动系统反馈的电机的转动状态、启动切换时刻，基于电力电子开关的预设切换时序向每个驱动器下发对应的触发命令，以及向电机驱动系统下发控制命令控制电机的转动状态。

在一实施例中，电力电子阀基控制系统根据接收的特定状态信号的数量判断启动切换检测装置是否故障的过程，包括：在非切换状态下，当启动切换判定单元接收的特定状态信号的数量少于第二预设数量时，判定启动切换检测装置故障，并终止下次切换过程。

在一实施例中，当启动切换检测装置正常时，电力电子阀基控制系统根据启动切换信号的数量，判断启动切换时刻的过程，包括：在切换状态下，电力电子阀基控制系统的启动切换判定单元判断是否接收到第一预设数量的启动切换信号；当启动切换单元接收到第一预设数量的启动切换信号时，启动切换判定单元将第一预设数量的启动切换信号中处于预设次序号位置的启动切换信号的到达时刻，作为启动切换时刻；第一预设数量大于第二预设数量。

在一实施例中，触发命令包括：导通命令及关断命令，导通命令的频率与关断命令的频率不同。

在一实施例中，有载分接开关的控制设备的应用方法还包括：当核心处理单元检测到电力电子阀基控制系统本体故障或电机驱动系统本体故障或电力电子切换支路故障时，核心处理单元下发跳闸命令到电机驱动系统，停止电机旋转，中止本次切换过程。

在一实施例中，有载分接开关的控制设备的应用方法还包括：有载分接开关的控制设备上电后，控制设备检查本体各部分功能是否正常、有载分接开关本体各部分功能是否正常、启动切换检测装置是否正常；当控制设备本体各部分功能正常、有载分接开关本体各部分功能正常、启动切换检测装置正常后，启动工作。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的有载分接开关的控制设备及其应用方法，电机驱动系统通过控制电机的转动状态控制机械开关切换档位，当机械开关处于非切换状态时，启动切换检测装置发出多个特定状态信号；当机械开关处于切换状态时，启动切换检测装置发出多个启动切换信号；电力电子阀基控制系统根据接收的特定状态信号的数量判断启动切换检测装置是否故障；当启动切换检测装置正常时，电力电子阀基控制系统根据启动切换信号的数量，判定准确的启动切换时刻；电力电子阀基控制系统还根据启动切换检测装置的状态、驱动器反馈的电力电子开关器件的状态、电力电子阀基控制系统本体的状态、电机驱动系统反馈的电机的转动状态、启动切换时刻，基于电力电子开关的预设切换时序向每个驱动器下发对应的触发命令，以及向电机驱动系统下发控制命令控制电机的转动状态，从而实现对各切换支路的状态监测及控制。

2.本发明提供的有载分接开关的控制设备及其应用方法，设置启动切换判定单元，通过对多路启动切换信号进行一定逻辑判断，可以准确有效地检测到机械开关开始切换的起始时刻，从而建立起电力电子阀基控制单元与机械开关动作的联系。

3.本发明提供的有载分接开关的控制设备及其应用方法，根据有载分接开关的一次拓扑结构，灵活配置接口单元中的多对独立收发端口，根据不同的切换时序对电力电子开关器件下发触发命令，从而对可能出现的多种不同拓扑结构的混合式有载分接开关具有更加广泛的适用性。

4.本发明提供的有载分接开关的控制设备及其应用方法，所有机械开关按照其结构设计依次动作，但随动作次数增多，无法实时监测到机械动作时序是否超过预设值，以及机械开关是否真正动作到位，采用本发明的控制设备控制电力电子开关器件，可以实时监测切换开关的动作状态，且不会随切换次数增加导致切换开关损坏。

5.本发明提供的有载分接开关的控制设备及其应用方法，由于机械开关从开始动作到实际主通流机械触头断开电气连接，中间会有数十毫秒级的延迟，而本发明的启动切换判定单元能够在1ms内实现对开始动作时刻的判断，从而在主通流机械触头断开电气连接前，提前下发电力电子开关器件的触发命令，进而保证电力电子切换开关可靠导通。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的有载分接开关的一个具体示例的结构图；

图2(a)及图2(b)为本发明实施例提供的电力电子切换支路的一个具体示例的结构图；

图3为本发明实施例提供的有载分接开关的控制设备的一个具体示例的组成图；

图4为本发明实施例提供的有载分接开关的控制设备的另一个具体示例的组成图；

图5为本发明实施例提供的有载分接开关的控制设备的另一个具体示例的组成图；

图6为本发明实施例提供的有载分接开关的控制设备的另一个具体示例的组成图；

图7为本发明实施例提供的有载分接开关的控制设备的应用方法的一个具体示例的流程图；

图8为本发明实施例提供的有载分接开关的控制设备的应用方法的另一个具体示例的流程图；

图9为本发明实施例提供的有载分接开关的控制设备的应用方法的另一个具体示例的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明实施例提供一种有载分接开关的控制设备，有载分接开关由多个电力电子切换支路与机械开关(图1中A、B、C、D为机械开关的机械刀闸)构成，如图2(a)及图2(b)所示，每个电力电子切换支路均由多个电力电子开关器件构成，每个电力电子切换支路中每个电力电子开关器件均与一个驱动器连接，机械开关上设置启动切换检测装置，如图3所示，控制设备包括：电力电子阀基控制系统1、电机驱动系统2。

如图3所示，电力电子阀基控制系统1分别与每个驱动器、启动切换检测装置、电机驱动系统2连接；电机驱动系统2还与机械开关的电机连接。

具体地，电机驱动系统2以固定速度、固定圈数驱动电机旋转，电机旋转带动机械开关的弹簧储能或者释能，电机驱动系统2由光信号或电信号的形式向电力电子阀基控制系统1发送当前电机为正传或反转的状态信息；同时当有载分接开关突发状况时，电力电子阀基控制系统1向电机驱动系统2下发控制命令控制电机的转动状态，例如：电机驱动系统2根据电力电子阀基控制系统1下发的控制命令决定当前是否继续驱动电机旋转以对机械开关的弹簧储能或者停止驱动电机旋转。

本发明实施例中电机驱动系统2通过控制电机的转动状态控制机械开关切换档位，当机械开关处于非切换状态时，启动切换检测装置发出多个特定状态信号，特定状态信号可以为常有光或特定频率信号；当机械开关处于切换状态时，启动切换检测装置发出多个启动切换信号，具体地，启动切换检测装置可以是基于光信号的检测装置，当机械开关切换档位时，启动切换检测装置将在机械开关切换过程中依次发送多路启动切换信号，

本发明实施例的电力电子阀基控制系统1根据接收的特定状态信号的数量判断启动切换检测装置是否故障；当启动切换检测装置正常时，电力电子阀基控制系统根据接收的启动切换信号的数量，判断启动切换时刻。

具体地，由于机械开关并不是连续进行档位切换，而在切换完成之后间隔一段时间再进行下一次切换，即机械开关具有切换状态及非切换状态，在非切换状态时，启动切换检测装置发出多路特定状态信号，当特定状态信号的数量小于第二预设数量时，电力电子阀基控制系统判定启动切换检测装置故障，并停止下一次切换。

具体地，由于机械开关可能出现抖动而非切换档位的状态，启动切换检测装置同样会发送启动切换信号，因此为了避免上述情况，设定第一预设数量及第二预设数量，其中，第二预设数量小于第二预设数量。当启动切换检测装置正常时，机械开关才能进行下一次的切换，而在机械开关切换状态时，当电力电子阀基控制系统1接收到的启动切换信号的数量不低于第一预设数量，则将接收的第一预设数量的启动切换信号中的处于预设次序号位置的启动切换信号的到达时刻，作为启动切换时刻。

现以机械开关处于非切换状态，启动切换检测装置应发出4路特定状态信号；机械开关处于切换状态时，启动切换检测装置应发送4路启动切换信号，第一预设数量为3，第二预设数量为2为例进行说明：机械开关处于非切换状态时，电力电子阀基控制系统接收到1路特定状态信号，则判定启动切换装置故障，停止下一次切换。当机械开关处于切换状态时，若电力电子阀基控制系统1接收到3路或3路以上的启动切换信号，则将接收到的处于预设次序号位置的的启动切换信号的到达时刻作为启动切换时刻，预设次序号可以为第2路或第3路，仅以此举例，不以此为限制。

本发明实施例的电力电子阀基控制系统1还根据接收的启动切换检测装置的状态、驱动器反馈的电力电子开关器件的状态、电力电子阀基控制系统1本体的状态、电机驱动系统2反馈的电机的转动状态、启动切换时刻，基于电力电子开关的预设切换时序向每个驱动器下发对应的触发命令，以及向电机驱动系统2下发控制命令控制电机的转动状态。

具体地，当启动切换检测装置、电力电子开关器件、电力电子阀基控制系统1本体三者正常时，电力电子阀基控制系统1根据启动切换时刻，基于电力电子开关的预设切换时序向每个驱动器下发对应的触发命令，其中启动切换时刻可以理解为电力电子开关器件的触发时刻，预设切换时序可以理解为电力电子切换支路中的电力电子开关器件的切换顺序。

具体地，当启动切换检测装置、电力电子开关器件、电力电子阀基控制系统1本体三者中任一故障时，电力电子阀基控制系统1向电机驱动系统2下发控制命令控制电机停止旋转。

在一具体实施例中，如图4所示，电力电子阀基控制系统1包括：启动切换判定单元11、核心处理单元12。

如图4所示，启动切换判定单元11分别与核心处理单元12、启动切换检测装置连接，当机械开关处于非切换状态时，启动切换判定单元11根据接收的特定状态信号的数量判断启动切换检测装置的状态；当启动切换检测装置正常时，启动切换判定单元11根据接收的启动切换信号的数量，判断启动切换时刻。

具体地，当机械开关处于非切换状态时，当特定状态信号的数量小于第二预设数量时，启动切换判定单元11判定启动切换检测装置故障，并停止下一次切换。

具体地，当启动切换检测装置正常时，则机械开关处于切换状态时，当启动切换判定单元11接收到的启动切换信号的数量不低于第一预设数量，则将接收的第一预设数量的启动切换信号中的处于预设次序号位置的启动切换信号的到达时刻，作为启动切换时刻。

具体地，启动切换判定单元11除了上述工作之外，还可以对启动切换信号进行去抖、滤波等处理，从而进一步提高了有载分接开关的切换可靠性。

如图4所示，核心处理单元12还分别与每个驱动器、电机驱动系统2连接，核心处理单元12根据启动切换检测装置的状态、驱动器反馈的电力电子开关器件的状态、电力电子阀基控制系统1本体的状态、电机驱动系统2反馈的电机的转动状态、启动切换时刻，基于电力电子开关的预设切换时序向每个驱动器下发对应的触发命令，以及向电机驱动系统2下发控制命令控制电机的转动状态。

具体地，图4中的核心处理单元12以2个为例，但其数量在此不作限制。当核心处理单元12的数量为至少两个时，全部的核心处理单元12互为备用，当其中一个核心处理单元12故障时，另一个核心处理单元12仍能够继续工作。

在一具体实施例中，如图5所示，电力电子阀基控制系统1还包括：接口单元13，接口单元13分别与核心处理单元12、每个驱动器连接；接口单元13用于实现核心处理单元12与驱动器之间的信息传输。

具体地，驱动器与接口单元13的上行通信可以按照一定的通信协议、采用百微秒以下的通信周期(例如：100us、50us、25us)，上行通信数据包括电力电子切换支路(具体为电力电子开关器件)的故障/状态信息、驱动器程序版本号等信息；接口单元13与驱动器的下行通信采用不同频率的信号(例如：采用兆赫兹级特定频率的脉冲信号作为触发命令)以表示对电力电子开关器件的不同控制命令，即导通、关断的控制命令的频率不同，以保证对电力电子切换开关控制的及时性。

具体地，接口单元13将接收到的电力电子切换支路(具体为电力电子开关器件)的故障/状态信息、驱动器程序版本号等信息进行汇总后通过一定通信协议发送至核心处理单元12。

具体地，接口单元13包含多对收发端口，每对收发端口通过光纤与一个驱动器连接，每对收发端口用于实现一个驱动器与核心处理单元12之间的信息传输。此外可以根据有载分接开关拓扑结构(具体为电力电子切换支路结构)的不同，灵活配置、选择需要使用的收发端口。

在一具体实施例中，如图6所示，有载分接开关的控制设备还包括：监控系统3，监控系统与电力电子阀基控制系统1连接，监控系统3用于显示启动切换检测装置的状态、电力电子开关器件的状态、电力电子阀基控制系统1本体的状态，监控系统3根据核心处理单元12上传的事件状态位信息生成SOE事件，转换为TCP/IP协议后上传到上位机显示。

实施例2

本发明实施例提供一种有载分接开关的控制设备的应用方法，基于实施例1的有载分接开关的控制设备，如图7所示，如图应用方法包括：

步骤S11：电机驱动系统通过控制电机的转动状态控制机械开关切换档位，当机械开关处于非切换状态时，启动切换检测装置发出多个特定状态信号；当机械开关处于切换状态时，启动切换检测装置发出多个启动切换信号。

如图3所示，电机驱动系统带动机械开关的电机旋转，电机给机械开关的储能弹簧储能，当电机旋转到一定圈数后，弹簧储能释放，带动机械开关从一个档位切换到另一个档位，且由于弹簧储能固定，当在同一个切换方向时，机械开关在设计寿命范围内相邻两档位切换时间能够保持一致。

具体地，当有机械开关进行档位切换时，将同时带动启动切换检测装置动作，启动切换检测装置由光纤与电力电子阀基控制系统相连，具体连接到电力电子阀基控制系统中的启动切换判定单元；当机械开关每次切换档位时，启动切换检测装置均发出多个启动切换信号，具体地，启动切换检测装置可以基于光信号的检测装置，当机械开关切换档位时，启动切换检测装置将在机械开关切换过程中依次发送多路启动切换信号。

步骤S12：电力电子阀基控制系统根据启动切换信号的数量，判定启动切换检测装置的状态及启动切换时刻。

具体地，机械开关非切换状态下，当启动切换判定单元接收的特定状态信号的数量少于第二预设数量时，判定启动切换检测装置故障，并终止下次切换过程。

具体地，如图8所示，当启动切换检测装置正常时，步骤S12由步骤S21～步骤S22执行，具体如下：

步骤S21：在切换状态下，电力电子阀基控制系统的启动切换判定单元判断是否接收到第一预设数量的启动切换信号。

步骤S22：当启动切换单元接收到第一预设数量的启动切换信号时，启动切换判定单元将第一预设数量的启动切换信号中的处于预设次序号位置的启动切换信号的到达时刻，作为启动切换时刻；第一预设数量大于第二预设数量。

为了防止仅根据单路启动切换信号，得到启动切换时刻，而造成电力电子阀基控制系统无法判断切换起始时刻的情况发生，因此本发明实施例设置第一预设数量、第二预设数量，其中，第二预设数量小于第一预设数量，且第一预设数量应大于等于2，当电力电子阀基控制系统接收到的启动切换信号的数量不低于第一预设数量，则将第一预设数量的启动切换信号中的处于预设次序号位置的启动切换信号的到达时刻，作为启动切换时刻。

现以机械开关处于非切换状态，启动切换检测装置应发出4路特定状态信号；机械开关处于切换状态时，启动切换检测装置应发送4路启动切换信号，第一预设数量为3，第二预设数量为2，预设次序号为2为例进行说明：

机械开关处于非切换状态时，启动切换判定单元接收到1路特定状态信号，则启动切换判定单元判定启动切换装置故障，停止下一次切换；当机械开关处于切换状态时，若启动切换判定单元接收到3路或3路以上的启动切换信号，则启动切换判定单元将第2路的启动切换信号的时刻作为分接开关动作的实际起始时刻。

步骤S13：电力电子阀基控制系统根据接收的启动切换检测装置的状态、驱动器反馈的电力电子开关器件的状态、电力电子阀基控制系统本体的状态、电机驱动系统反馈的电机的转动状态、启动切换时刻，基于电力电子开关的预设切换时序向每个驱动器下发对应的触发命令，以及向电机驱动系统下发控制命令控制电机的转动状态。

具体地，当启动切换检测装置、电力电子开关器件、电力电子阀基控制系统本体三者正常时，电力电子阀基控制系统根据接收的启动切换时刻，基于电力电子开关的预设切换时序向每个驱动器下发对应的触发命令，其中启动切换时刻可以理解为电力电子开关器件的触发时刻，预设切换时序可以理解为电力电子切换支路中的电力电子开关器件的切换顺序。

具体地，当核心处理单元检测到电力电子阀基控制系统本体故障或电机驱动系统本体故障或电力电子切换支路故障时，核心处理单元下发跳闸命令到电机驱动系统，停止电机旋转，中止本次切换过程。即当启动切换检测装置、电力电子开关器件、电力电子阀基控制系统本体三者中任一故障时，电力电子阀基控制系统向电机驱动系统下发控制命令控制电机停止旋转。

具体地，触发命令包括：导通命令及关断命令，导通命令的频率与关断命令的频率不同，即使用不同频率的命令控制电力电子开关器件处于不同的状态。

在一具体实施例中，如图9所示，有载分接开关的控制设备的应用方法还包括：

步骤S31：有载分接开关的控制设备上电后，控制设备检查本体各部分功能是否正常、有载分接开关本体各部分功能是否正常、启动切换检测装置是否正常。

步骤S32：当控制设备本体各部分功能正常、有载分接开关本体各部分功能正常、启动切换检测装置正常后，启动工作。

具体地，本发明实施例的核心处理单元将接收的信息进行处理，包括：

1.上电后系统自检工作：核心处理单元检查控制有载分接开关本体各部分功能是否正常，检查与外部包括启动切换检测装置，电力电子开关器件的驱动器的通信连接是否正常。

2.触发命令下发：当系统自检通过后，核心处理单元将检测启动切换检测单元的启动切换信号，当检测到启动器切换信号后，基于启动时刻，将按照预设时序，下发电力电子一次阀组件触发命令。

3.故障处理：当核心处理单元检测到来自电力电子阀基控制设备本体或电机驱动系统本体或来自外部连接的启动切换检测装置或电力电子切换支路的故障信息时，核心处理单元将下发跳闸命令到电机驱动系统，停止驱动电机旋转，中止本次切换过程。

4.故障信息上传：核心处理单元将电力电子阀基控制设备本体、电机驱动系统本体及外部连接设备各单元的故障/状态信息实时汇总发送至监控系统显示。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种有载分接开关的控制设备，其特征在于，所述有载分接开关由多个电力电子切换支路与机械开关构成，每个电力电子切换支路中每个电力电子开关器件均与一个驱动器连接，所述机械开关上设置启动切换检测装置，所述控制设备包括：电力电子阀基控制系统、电机驱动系统，其中，

所述电力电子阀基控制系统分别与每个驱动器、启动切换检测装置、电机驱动系统连接；所述电机驱动系统还与机械开关的电机连接；

所述电机驱动系统通过控制电机的转动状态控制所述机械开关切换档位，当机械开关处于非切换状态时，所述启动切换检测装置发出多个特定状态信号；当机械开关处于切换状态时，所述启动切换检测装置发出多个启动切换信号；

所述电力电子阀基控制系统根据接收的所述特定状态信号的数量判断所述启动切换检测装置是否故障；当所述启动切换检测装置正常时，所述电力电子阀基控制系统根据接收的所述启动切换信号的数量，判断启动切换时刻；

所述电力电子阀基控制系统还根据接收的启动切换检测装置的状态、驱动器反馈的电力电子开关器件的状态、电力电子阀基控制系统本体的状态、电机驱动系统反馈的电机的转动状态、启动切换时刻，基于电力电子开关的预设切换时序向每个驱动器下发对应的触发命令，以及向电机驱动系统下发控制命令控制电机的转动状态。

2.根据权利要求1所述的有载分接开关的控制设备，其特征在于，所述电力电子阀基控制系统包括：启动切换判定单元、核心处理单元，其中，

所述启动切换判定单元分别与核心处理单元、启动切换检测装置连接，当机械开关处于非切换状态时，所述启动切换判定单元根据接收的特定状态信号的数量判断所述启动切换检测装置的状态；当所述启动切换检测装置正常时，所述启动切换判定单元根据接收的所述启动切换信号的数量，判断启动切换时刻；

所述核心处理单元还分别与每个驱动器、电机驱动系统连接，所述核心处理单元根据接收的启动切换检测装置的状态、驱动器反馈的电力电子开关器件的状态、电力电子阀基控制系统本体的状态、电机驱动系统反馈的电机的转动状态、启动切换时刻，基于电力电子开关的预设切换时序向每个驱动器下发对应的触发命令，以及向电机驱动系统下发控制命令控制电机的转动状态。

3.根据权利要求2所述的有载分接开关的控制设备，其特征在于，所述电力电子阀基控制系统还包括：

接口单元，所述接口单元分别与核心处理单元、每个驱动器连接；所述接口单元用于实现所述核心处理单元与驱动器之间的信息传输；

所述接口单元包含多对收发端口，每对收发端口通过光纤与一个驱动器连接，每对收发端口用于实现一个驱动器与核心处理单元之间的信息传输。

4.根据权利要求2或3任一项所述的有载分接开关的控制设备，其特征在于，

所述核心处理单元的数量为至少一个；

当所述核心处理单元的数量为至少两个时，全部的核心处理单元互为备用。

5.根据权利要求1所述的有载分接开关的控制设备，其特征在于，还包括：

监控系统，所述监控系统与所述电力电子阀基控制系统连接，所述监控系统用于显示启动切换检测装置的状态、电力电子开关器件的状态、电力电子阀基控制系统本体的状态。

6.一种有载分接开关的控制设备的应用方法，其特征在于，基于权利要求1-5任一项所述的有载分接开关的控制设备，所述应用方法包括：

电机驱动系统通过控制电机的转动状态控制所述机械开关切换档位，当机械开关处于非切换状态时，所述启动切换检测装置发出多个特定状态信号；当机械开关处于切换状态时，启动切换检测装置发出多个启动切换信号；

电力电子阀基控制系统根据接收的所述特定状态信号的数量判断所述启动切换检测装置是否故障；当所述启动切换检测装置正常时，电力电子阀基控制系统根据接收的启动切换信号的数量，判断启动切换时刻；

电力电子阀基控制系统根据接收的启动切换检测装置的状态、驱动器反馈的电力电子开关器件的状态、电力电子阀基控制系统本体的状态、电机驱动系统反馈的电机的转动状态、启动切换时刻，基于电力电子开关的预设切换时序向每个驱动器下发对应的触发命令，以及向电机驱动系统下发控制命令控制电机的转动状态。

7.根据权利要求6所述的有载分接开关的控制设备的应用方法，其特征在于，所述电力电子阀基控制系统根据接收的所述特定状态信号的数量判断所述启动切换检测装置是否故障的过程，包括：

在非切换状态下，当启动切换判定单元接收的特定状态信号的数量少于第二预设数量时，判定启动切换检测装置故障，并终止下次切换过程。

8.根据权利要求6所述的有载分接开关的控制设备的应用方法，其特征在于，当所述启动切换检测装置正常时，所述电力电子阀基控制系统根据接收的启动切换信号的数量，判断启动切换时刻的过程，包括：

在切换状态下，所述电力电子阀基控制系统的启动切换判定单元判断是否接收到第一预设数量的启动切换信号；

当所述启动切换单元接收到第一预设数量的启动切换信号时，启动切换判定单元将第一预设数量的启动切换信号中处于预设次序号位置的启动切换信号的到达时刻，作为启动切换时刻；所述第一预设数量大于第二预设数量。

9.根据权利要求6所述的有载分接开关的控制设备的应用方法，其特征在于，所述触发命令包括：导通命令及关断命令，所述导通命令的频率与所述关断命令的频率不同。

10.根据权利要求6所述的有载分接开关的控制设备的应用方法，其特征在于，还包括：

当核心处理单元检测到电力电子阀基控制系统本体故障或电机驱动系统本体故障或电力电子切换支路故障时，核心处理单元下发跳闸命令到电机驱动系统，停止电机旋转，中止本次切换过程。

11.根据权利要求6所述的有载分接开关的控制设备的应用方法，其特征在于，还包括：

有载分接开关的控制设备上电后，控制设备检查本体各部分功能是否正常、有载分接开关本体各部分功能是否正常、启动切换检测装置是否正常；

当控制设备本体各部分功能正常、有载分接开关本体各部分功能正常、启动切换检测装置正常后，启动工作。

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