CN115441416A - 一种自诊断自修复式浪涌保护器系统的控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种自诊断自修复式浪涌保护器系统的控制方法,控制的具体步骤为:STEP1、在人机交互屏HMI上对系统进行参数设置;STEP2、系统进行初始化,初始状态时,通过第一浪涌保护器BLQ1对交流电源及其负载进行保护,接触器J1保持断开,第二浪涌保护器BLQ2处在备用状态;STEP3、当第一浪涌保护器遥信端子A1信号断开,表示第一浪涌保护器BLQ1发生切断,进入STEP4;STEP4、第二浪涌保护器BLQ2与交流电源连接投入使用。通过检测浪涌保护器的状态从而保证交流电源时刻具有安全的浪涌保护,并对浪涌保护器的断开原因进行诊断,还可对浪涌保护器内压敏电阻进行在线监测,从而判断浪涌保护器是否存在老化及其他故障,并自动将合格的浪涌保护器投入交流电源,实现可靠的电源保护。
Description
技术领域
本发明涉及自愈式直流系统设备技术领域,具体涉及一种自诊断自修复式浪涌保护器系统的控制方法。
背景技术
高压变电站内的直流系统为站内控制器件提供电源,保证变电站各项动作的正常运行,是电网能够稳定运行的重要组成部分,如果直流系统出现故障导致直流电源缺失,会由于各控制器的动作失效直接导致变电站的瘫痪,因此直流系统的稳定性非常重要,通常采用多充多馈形式保证直流系统不掉电。
而随着电网的量级越来越大,组网的变电站数量越来越多,单一变电站直流系统的小概率故障在会在整体系统的稳定性风险中放大,如何保障整体电网中变电站的高可靠性非常重要,现有直流电源系统开始最求故障自愈功能,需要直流系统能够对故障进行自动识别和修复,例如发表于《电力电子技术》2021年11月的论文《基于故障自愈及录播技术的站用直流电源系统》就针对直流系统的典型问题譬如母线失压、交流侵入直流、蓄电池组开路等进行了故障的检测个自愈式解决研究。
直流系统充电屏的交流电源处是整个直流系统的初始电源来源,在交流电源处会设置浪涌保护器对电源的尖峰电流或者电压进行分流,避免电涌对回路中的设备造成损害,特别是在电源系统遭遇雷击时,能够在极短的时间内将雷击电压能量泄放到大地。浪涌保护器的此种低压阻流高压通流特性由其内部的压敏电阻提供,但随着频繁的过电压和产品老化,压敏电阻的非线性性能降低,此时电涌保护器就要持续发热,此时通过浪涌保护器热脱离机构将浪涌保护器与电路断开,防止浪涌保护器过度发热而引起火灾。
如图1中所示,现有直流系统交流电源端虽然设置了浪涌保护器,也将监测浪涌保护器接通状态的遥信端子接入了监控系统,但当浪涌保护器产生热脱离或者由于雷击或者短路等其他原因导致浪涌保护器与线路切断时,线路即失去了瞬间尖峰电压电流的保护功能,且不能判断浪涌保护器的切断原因,更不能完成自修复,使直流系统处在危险之中。
特别需要注意的是,目前的直流系统电源端的浪涌保护器,不能对浪涌保护器压敏电阻的性能进行在线判断,不能识别压敏电阻是否存在老化现象,当压敏电阻随着的过电压和产品老化后,不能满足其特性要求时,其保护性能大大下降,也将对直流系统设备造成损害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种自诊断自修复式浪涌保护器系统的控制方法,能够方便的进行浪涌保护器及其内部压敏电阻的自诊断及自愈故障修复。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种自诊断自修复式浪涌保护器系统的控制方法,控制的具体步骤为:
STEP1、在人机交互屏HMI上对系统进行参数设置;
STEP2、系统进行初始化,初始状态时,接触器J1吸合使得第一浪涌保护器BLQ1与交流电源连接,通过第一浪涌保护器BLQ1对交流电源及其负载进行保护,接触器J1保持断开,第二浪涌保护器BLQ2处在备用状态;
STEP3、控制器E1通过第一浪涌保护器遥信端子A1检测第一浪涌保护器BLQ1的投入状态,当第一浪涌保护器遥信端子A1信号断开,表示第一浪涌保护器BLQ1发生切断,进入STEP4;
STEP4、控制器E1控制接触器J1断开,使得第一浪涌保护器BLQ1与交流电源的连接完全断开,控制接触器J2吸合,第二浪涌保护器BLQ2与交流电源连接投入使用。
所述的自诊断自修复式浪涌保护器系统包括交流电源,交流电源分别通过接触器J1和接触器J2与第一浪涌保护器BLQ1和第二浪涌保护器BLQ2电连接,第一浪涌保护器BLQ1和第二浪涌保护器BLQ2另一端与地线PE电连接,第一浪涌保护器BLQ1和第二浪涌保护器BLQ2上分别设有第一浪涌保护器遥信端子A1和第二浪涌保护器遥信端子A2,第一浪涌保护器遥信端子A1和第二浪涌保护器遥信端子A2与控制器E1的输入端电连接,控制器E1输出端与接触器J1和接触器J2的控制线圈电连接,控制器E1与人机交互屏HMI通讯连接。
上述的交流电源上设有互感器CT1-CT3,互感器CT1-CT3与控制器E1输入端电连接,控制器E1输入端与雷电探测仪D1电连接,雷电探测仪D1用于检测当前区域的各种类型的闪电。
上述的STEP3中,控制器E1通过互感器CT1-CT3对交流电源的相线电流数值进行监控,当前时刻之前的T段时长的相线电流数值以及当前区域的雷电数据会在控制器E1的存储器内进行保存,T数值在STEP1中进行设定,当第一浪涌保护器遥信端子A1发出第一浪涌保护器BLQ1断开信号时,除采取STEP4的保护动作外,控制器E1根据保存的相线电流数值以及当前区域的雷电数据对第一浪涌保护器BLQ1的断开原因进行分析判断。
上述的第一浪涌保护器BLQ1的断开原因分析判断方法为:设定第一浪涌保护器BLQ1响应时间为Ta,在第一浪涌保护器BLQ1断开前的Ta时间段内,交流电源存在超过浪涌保护器最大持续运行电压Uc的波动且雷电探测仪D1检测当前区域存在雷电时,第一浪涌保护器BLQ1断开原因为闪电导致;
交流电源存在第一浪涌保护器BLQ1断开前存在超过浪涌保护器最大持续运行电压Uc的波动且雷电探测仪D1检测当前区域不存在雷电,且波动时间超过2Ta时,第一浪涌保护器BLQ1断开原因为压敏电阻热脱离;
交流电源存在第一浪涌保护器BLQ1断开前存在超过1.5Uc的单相或者多相波动且雷电探测仪D1检测当前区域不存在雷电时,第一浪涌保护器BLQ1断开原因为相间短路;
第一浪涌保护器BLQ1断开原因在人机交互屏HMI上进行显示。
优选的方案中,上述的控制器E1与升压器P1通讯连接,升压器P1与接触器J1输出端电连接,即与接触器J1下端的交流电源的三相火线L1-L3和零线N电连接,接触器J1的三相火线L1-L3和零线N上设有压敏电阻电流互感器CT4-CT7,压敏电阻电流互感器CT4-CT7与控制器E1输入端电连接。
上述的压敏电阻电流互感器CT4-CT7的感应线圈上设有用于控制线圈开断的控制开关K1-K4,控制开关K1-K4由控制器E1的输出端控制。
上述的STEP3中,当第一浪涌保护器BLQ1正常工作时,控制器E1通过接触器J1和接触器J2的交替吸合并配合升压器P1的升压以及压敏电阻电流互感器CT4-CT7的电流检测结果以设定的采样时间间隔T0对第一浪涌保护器BLQ1内的四个压敏电阻状态进行检测,并决定当前使用哪组浪涌保护器与交流电源连接。
上述的对第一浪涌保护器BLQ1内的四个压敏电阻状态进行检测的方法为:
STEP3.1、当第一浪涌保护器BLQ1正常工作时,接触器J1吸合且接触器J2断开,当达到设定的采样时间间隔T0时,接触器J1断开且接触器J2吸合,第二浪涌保护器BLQ2接入交流电源而第一浪涌保护器BLQ1断开与交流电源的连接;
STEP3.2、控制器E1输出端输出高电平使控制开关K1-K4吸合,压敏电阻电流互感器CT4-CT7工作对第一浪涌保护器BLQ1的四个压敏电阻所接相线进行电流检测,控制器E1控制升压器P1从0开始升压,直到升至压敏电阻的最大持续运行电压Uc,压敏电阻电流互感器CT4-CT7对每相的电流进行检测并将检测结果发送至控制器E1,并根据每相的实时电流和实施电压绘制出每相压敏电阻的伏案特性曲线;
STEP3.3、设定交流电源的额定电压为UN,压敏特性的误差范围为n%,电压计算间隔为U0,代表压敏电阻“导通”的曲线最小切线斜率变化率K0 ,截取每相压敏电阻的伏案特性曲线上(1-n%)UN到(1+n%)UN之间的数据,计算从(1-n%)UN到(1+n%)UN每隔U0的曲线切线斜率,并通过曲线紧邻各点的曲线切线斜率计算出实际的切线斜率变化率为K0',并选出其中最大的切线斜率变化率K0(max)',若所有相的压敏电阻的K0(max)'≥K0,则第一浪涌保护器BLQ1状态符合要求,进入到STEP3.4,若四个压敏电阻的存在一个或者多个K0(max)'<K0,则判断第一浪涌保护器BLQ1状态不符合要求,进入到STEP4,并在发出第一浪涌保护器BLQ1不符合要求声光告警并在人机交互屏HMI上显示,该告警可通过通讯接口被远程上位机读取;
STEP3.4、第一浪涌保护器BLQ1的四个压敏电阻K0(max)'≥K0,第一浪涌保护器BLQ1状态符合要求,对第一浪涌保护器BLQ1内的四个压敏电阻状态检测完成,接触器J1吸合且接触器J2断开,第一浪涌保护器BLQ1恢复与交流电源的连接,断开控制开关K1-K4,等到下个采样时间间隔T0,再重复STEP3.1- STEP3.4。
上述的STEP3.3中,计算从(1-n%)UN到(1+n%)UN每隔U0的曲线切线斜率计算方法为,取当前点后设定Uc的间隔点的横纵坐标数值,即电压和电流值,计算此间隔点与当前点所连直线斜率认定为切线斜率,Uc的取值范围为1‰-20‰U0。
上述的升压器P1还与接触器J2输出端电连接,即与接触器J2下端的交流电源的三相火线L1-L3和零线N电连接,接触器J2的三相火线L1-L3和零线N上设有压敏电阻电流互感器CT8-CT11,压敏电阻电流互感器CT8-CT11与控制器E1输入端电连接;
压敏电阻电流互感器CT8-CT11的感应线圈上设有用于控制线圈开断的控制开关K5-K8,控制开关K5-K8由控制器E1的输出端控制;
所述的STEP3中,按照设定的采样时间间隔T0,当接触器J1吸合时,对第二浪涌保护器BLQ2进行内的四个压敏电阻状态进行检测,当接触器J2吸合时,对第一浪涌保护器BLQ1内的四个压敏电阻状态进行检测,并根据检测结果控制采取合格的浪涌保护器与交流电源连接。
本发明提供的一种自诊断自修复式浪涌保护器系统的控制方法,能够通过检测浪涌保护器的状态从而保证交流电源时刻具有安全的浪涌保护,并对浪涌保护器的断开原因进行诊断,还可对浪涌保护器内压敏电阻进行在线监测,从而判断浪涌保护器是否存在老化及其他故障,并自动将合格的浪涌保护器投入交流电源,实现可靠的电源保护。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
图1为现有的浪涌保护器连接结构;
图2为本发明的自诊断自修复浪涌保护器系统电气连接图;
图3为优选的浪涌保护器系统电气连接图一;
图4为优选的浪涌保护器系统电气连接图二;
图5为实施例中压敏电阻的伏案特性曲线示意图。
其中:三相火线L1-L3、零线N、第一浪涌保护器BLQ1、第一浪涌保护器遥信端子A1、第二浪涌保护器BLQ2、第二浪涌保护器遥信端子A1、接触器J1、接触器J2、控制器E1、互感器CT1-CT3、雷电探测仪D1、地线PE、压敏电阻电流互感器CT4-CT7、升压器P1、人机交互屏HMI、控制开关K1-K4。
具体实施方式
如图2中所示,一种自诊断自修复式浪涌保护器系统的控制方法,控制的具体步骤为:
STEP1、在人机交互屏HMI上对系统进行参数设置;
STEP2、系统进行初始化,初始状态时,接触器J1吸合使得第一浪涌保护器BLQ1与交流电源连接,通过第一浪涌保护器BLQ1对交流电源及其负载进行保护,接触器J1保持断开,第二浪涌保护器BLQ2处在备用状态;
STEP3、控制器E1通过第一浪涌保护器遥信端子A1检测第一浪涌保护器BLQ1的投入状态,当第一浪涌保护器遥信端子A1信号断开,表示第一浪涌保护器BLQ1发生切断,进入STEP4;
STEP4、控制器E1控制接触器J1断开,使得第一浪涌保护器BLQ1与交流电源的连接完全断开,控制接触器J2吸合,第二浪涌保护器BLQ2与交流电源连接投入使用。
上述的自诊断自修复式浪涌保护器系统包括交流电源,交流电源分别通过接触器J1和接触器J2与第一浪涌保护器BLQ1和第二浪涌保护器BLQ2电连接,第一浪涌保护器BLQ1和第二浪涌保护器BLQ2另一端与地线PE电连接,第一浪涌保护器BLQ1和第二浪涌保护器BLQ2上分别设有第一浪涌保护器遥信端子A1和第二浪涌保护器遥信端子A2,第一浪涌保护器遥信端子A1和第二浪涌保护器遥信端子A2与控制器E1的输入端电连接,控制器E1输出端与接触器J1和接触器J2的控制线圈电连接,控制器E1与人机交互屏HMI通讯连接。
如图2中所示,上述的交流电源上设有互感器CT1-CT3,互感器CT1-CT3与控制器E1输入端电连接,控制器E1输入端与雷电探测仪D1电连接,雷电探测仪D1用于检测当前区域的各种类型的闪电。
上述的STEP3中,控制器E1通过互感器CT1-CT3对交流电源的相线电流数值进行监控,当前时刻之前的T段时长的相线电流数值以及当前区域的雷电数据会在控制器E1的存储器内进行保存,T数值在STEP1中进行设定,当第一浪涌保护器遥信端子A1发出第一浪涌保护器BLQ1断开信号时,除采取STEP4的保护动作外,控制器E1根据保存的相线电流数值以及当前区域的雷电数据对第一浪涌保护器BLQ1的断开原因进行分析判断。
上述的第一浪涌保护器BLQ1的断开原因分析判断方法为:设定第一浪涌保护器BLQ1响应时间为Ta,在第一浪涌保护器BLQ1断开前的Ta时间段内,交流电源存在超过浪涌保护器最大持续运行电压Uc的波动且雷电探测仪D1检测当前区域存在雷电时,第一浪涌保护器BLQ1断开原因为闪电导致;
交流电源存在第一浪涌保护器BLQ1断开前存在超过浪涌保护器最大持续运行电压Uc的波动且雷电探测仪D1检测当前区域不存在雷电,且波动时间超过2Ta时,第一浪涌保护器BLQ1断开原因为压敏电阻热脱离;
交流电源存在第一浪涌保护器BLQ1断开前存在超过1.5Uc的单相或者多相波动且雷电探测仪D1检测当前区域不存在雷电时,第一浪涌保护器BLQ1断开原因为相间短路;
第一浪涌保护器BLQ1断开原因在人机交互屏HMI上进行显示。
优选的方案如图3中所示,上述的控制器E1与升压器P1通讯连接,升压器P1与接触器J1输出端电连接,即与接触器J1下端的交流电源的三相火线L1-L3和零线N电连接,接触器J1的三相火线L1-L3和零线N上设有压敏电阻电流互感器CT4-CT7,压敏电阻电流互感器CT4-CT7与控制器E1输入端电连接。
如图4中所示,上述的压敏电阻电流互感器CT4-CT7的感应线圈上设有用于控制线圈开断的控制开关K1-K4,控制开关K1-K4由控制器E1的输出端控制。
上述的STEP3中,当第一浪涌保护器BLQ1正常工作时,控制器E1通过接触器J1和接触器J2的交替吸合并配合升压器P1的升压以及压敏电阻电流互感器CT4-CT7的电流检测结果以设定的采样时间间隔T0对第一浪涌保护器BLQ1内的四个压敏电阻状态进行检测,并决定当前使用哪组浪涌保护器与交流电源连接。
上述的对第一浪涌保护器BLQ1内的四个压敏电阻状态进行检测的方法为:
STEP3.1、当第一浪涌保护器BLQ1正常工作时,接触器J1吸合且接触器J2断开,当达到设定的采样时间间隔T0时,接触器J1断开且接触器J2吸合,第二浪涌保护器BLQ2接入交流电源而第一浪涌保护器BLQ1断开与交流电源的连接;
STEP3.2、控制器E1输出端输出高电平使控制开关K1-K4吸合,压敏电阻电流互感器CT4-CT7工作对第一浪涌保护器BLQ1的四个压敏电阻所接相线进行电流检测,控制器E1控制升压器P1从0开始升压,直到升至压敏电阻的最大持续运行电压Uc,压敏电阻电流互感器CT4-CT7对每相的电流进行检测并将检测结果发送至控制器E1,并根据每相的实时电流和实施电压绘制出每相压敏电阻的伏案特性曲线;
STEP3.3、设定交流电源的额定电压为UN,压敏特性的误差范围为n%,电压计算间隔为U0,代表压敏电阻“导通”的曲线最小切线斜率变化率K0 ,截取每相压敏电阻的伏案特性曲线上(1-n%)UN到(1+n%)UN之间的数据,计算从(1-n%)UN到(1+n%)UN每隔U0的曲线切线斜率,并通过曲线紧邻各点的曲线切线斜率计算出实际的切线斜率变化率为K0',并选出其中最大的切线斜率变化率K0(max)',若所有相的压敏电阻的K0(max)'≥K0,则第一浪涌保护器BLQ1状态符合要求,进入到STEP3.4,若四个压敏电阻的存在一个或者多个K0(max)'<K0,则判断第一浪涌保护器BLQ1状态不符合要求,进入到STEP4,并在发出第一浪涌保护器BLQ1不符合要求声光告警并在人机交互屏HMI上显示,该告警可通过通讯接口被远程上位机读取;
STEP3.4、第一浪涌保护器BLQ1的四个压敏电阻K0(max)'≥K0,第一浪涌保护器BLQ1状态符合要求,对第一浪涌保护器BLQ1内的四个压敏电阻状态检测完成,接触器J1吸合且接触器J2断开,第一浪涌保护器BLQ1恢复与交流电源的连接,断开控制开关K1-K4,等到下个采样时间间隔T0,再重复STEP3.1- STEP3.4。
浪涌保护器的对电源中的尖峰电流和尖峰电压的分流功能依赖于压敏电阻的非线性变化特性,在压敏电阻的伏案特性曲线中,在其预击穿区内有一个拐点,当外加电压高于此拐点电压时,压敏电阻进入“导通”状态,及电阻值快速变小,当外加电压低于这个拐点电压时,压敏电阻进入“截止”状态,及电阻值变大,因此通常选择浪涌保护器压敏电阻的拐点电压作为其所保护的电源的额定电压UN,则当电源的电压大于UN时,压敏电阻阻值迅速变小形成低阻抗回路进行引流,从而实现保护电源及后端设备。
如图5中所示,伏安特性曲线中,曲线的切线斜率K0'的含义为当前压敏电阻阻值R的倒数,即K0'=1/R,而斜率变化率代表阻值的变化快慢,而根据上述的压敏电阻的拐点特性,所设定的压敏电阻“导通”的曲线最小切线斜率变化率K0认定合格的最小的拐点阻值变化率,当某一项的压敏电阻从(1-n%)UN到(1+n%)UN有K0(max)'<K0,则代表在电源额定电压UN的压敏特性上下误差范围n%内找不到合格的拐点,代表该压敏电阻的非线性变化特性不合格,即压敏电阻存在老化现象或者持续发热导致浪涌保护器“故障”,则浪涌保护器对电源的保护失效,应该更换合格的浪涌保护器。
通过控制开关K1-K4的吸合和断开,可以使采样监测时压敏电阻电流互感器CT4-CT7线圈工作,不采样时断开连接,避免互感器现有由于突升电压或者电流导致的线圈烧毁。
上述的STEP3.3中,计算从(1-n%)UN到(1+n%)UN每隔U0的曲线切线斜率计算方法为,取当前点后设定Uc的间隔点的横纵坐标数值,即电压和电流值,计算此间隔点与当前点所连直线斜率认定为切线斜率,Uc的取值范围为1‰-20‰U0。
曲线的切线斜率数学含义为对曲线在此点的变化率求极限,当间隔点Uc为1‰-20‰U0时,其间隔足够小,则可将此间隔两点所连直线的斜率认定为切线斜率,即为当前点的压敏电阻的倒数1/R。
上述的升压器P1还与接触器J2输出端电连接,即与接触器J2下端的交流电源的三相火线L1-L3和零线N电连接,接触器J2的三相火线L1-L3和零线N上设有压敏电阻电流互感器CT8-CT11,压敏电阻电流互感器CT8-CT11与控制器E1输入端电连接;
压敏电阻电流互感器CT8-CT11的感应线圈上设有用于控制线圈开断的控制开关K5-K8,控制开关K5-K8由控制器E1的输出端控制;
所述的STEP3中,按照设定的采样时间间隔T0,当接触器J1吸合时,对第二浪涌保护器BLQ2进行内的四个压敏电阻状态进行检测,当接触器J2吸合时,对第一浪涌保护器BLQ1内的四个压敏电阻状态进行检测,并根据检测结果控制采取合格的浪涌保护器与交流电源连接。
Claims (10)
1.一种自诊断自修复式浪涌保护器系统的控制方法,其特征在于,控制的具体步骤为:
STEP1、在人机交互屏HMI上对系统进行参数设置;
STEP2、系统进行初始化,初始状态时,接触器J1吸合使得第一浪涌保护器BLQ1与交流电源连接,通过第一浪涌保护器BLQ1对交流电源及其负载进行保护,接触器J1保持断开,第二浪涌保护器BLQ2处在备用状态;
STEP3、控制器E1通过第一浪涌保护器遥信端子A1检测第一浪涌保护器BLQ1的投入状态,当第一浪涌保护器遥信端子A1信号断开,表示第一浪涌保护器BLQ1发生切断,进入STEP4;
STEP4、控制器E1控制接触器J1断开,使得第一浪涌保护器BLQ1与交流电源的连接完全断开,控制接触器J2吸合,第二浪涌保护器BLQ2与交流电源连接投入使用;
所述的自诊断自修复式浪涌保护器系统包括交流电源,交流电源分别通过接触器J1和接触器J2与第一浪涌保护器BLQ1和第二浪涌保护器BLQ2电连接,第一浪涌保护器BLQ1和第二浪涌保护器BLQ2另一端与地线PE电连接,第一浪涌保护器BLQ1和第二浪涌保护器BLQ2上分别设有第一浪涌保护器遥信端子A1和第二浪涌保护器遥信端子A2,第一浪涌保护器遥信端子A1和第二浪涌保护器遥信端子A2与控制器E1的输入端电连接,控制器E1输出端与接触器J1和接触器J2的控制线圈电连接,控制器E1与人机交互屏HMI通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种自诊断自修复式浪涌保护器系统的控制方法,其特征在于,所述的交流电源上设有互感器CT1-CT3,互感器CT1-CT3与控制器E1输入端电连接,控制器E1输入端与雷电探测仪D1电连接,雷电探测仪D1用于检测当前区域的各种类型的闪电。
3.根据权利要求2所述的一种自诊断自修复式浪涌保护器系统的控制方法,其特征在于,所述的STEP3中,控制器E1通过互感器CT1-CT3对交流电源的相线电流数值进行监控,当前时刻之前的T段时长的相线电流数值以及当前区域的雷电数据会在控制器E1的存储器内进行保存,T数值在STEP1中进行设定,当第一浪涌保护器遥信端子A1发出第一浪涌保护器BLQ1断开信号时,除采取STEP4的保护动作外,控制器E1根据保存的相线电流数值以及当前区域的雷电数据对第一浪涌保护器BLQ1的断开原因进行分析判断。
4.根据权利要求3所述的一种自诊断自修复式浪涌保护器系统的控制方法,其特征在于,所述的第一浪涌保护器BLQ1的断开原因分析判断方法为:设定第一浪涌保护器BLQ1响应时间为Ta,在第一浪涌保护器BLQ1断开前的Ta时间段内,交流电源存在超过浪涌保护器最大持续运行电压Uc的波动且雷电探测仪D1检测当前区域存在雷电时,第一浪涌保护器BLQ1断开原因为闪电导致;
交流电源存在第一浪涌保护器BLQ1断开前存在超过浪涌保护器最大持续运行电压Uc的波动且雷电探测仪D1检测当前区域不存在雷电,且波动时间超过2Ta时,第一浪涌保护器BLQ1断开原因为压敏电阻热脱离;
交流电源存在第一浪涌保护器BLQ1断开前存在超过1.5Uc的单相或者多相波动且雷电探测仪D1检测当前区域不存在雷电时,第一浪涌保护器BLQ1断开原因为相间短路;
第一浪涌保护器BLQ1断开原因在人机交互屏HMI上进行显示。
5.根据权利要求4所述的一种自诊断自修复式浪涌保护器系统的控制方法,其特征在于,所述的控制器E1与升压器P1通讯连接,升压器P1与接触器J1输出端电连接,即与接触器J1下端的交流电源的三相火线L1-L3和零线N电连接,接触器J1的三相火线L1-L3和零线N上设有压敏电阻电流互感器CT4-CT7,压敏电阻电流互感器CT4-CT7与控制器E1输入端电连接。
6.根据权利要求5所述的一种自诊断自修复式浪涌保护器系统的控制方法,其特征在于,所述的压敏电阻电流互感器CT4-CT7的感应线圈上设有用于控制线圈开断的控制开关K1-K4,控制开关K1-K4由控制器E1的输出端控制。
7.根据权利要求6所述的一种自诊断自修复式浪涌保护器系统的控制方法,其特征在于,所述的STEP3中,当第一浪涌保护器BLQ1正常工作时,控制器E1通过接触器J1和接触器J2的交替吸合并配合升压器P1的升压以及压敏电阻电流互感器CT4-CT7的电流检测结果以设定的采样时间间隔T0对第一浪涌保护器BLQ1内的四个压敏电阻状态进行检测,并决定当前使用哪组浪涌保护器与交流电源连接。
8.根据权利要求7所述的一种自诊断自修复式浪涌保护器系统的控制方法,其特征在于,所述的对第一浪涌保护器BLQ1内的四个压敏电阻状态进行检测的方法为:
STEP3.1、当第一浪涌保护器BLQ1正常工作时,接触器J1吸合且接触器J2断开,当达到设定的采样时间间隔T0时,接触器J1断开且接触器J2吸合,第二浪涌保护器BLQ2接入交流电源而第一浪涌保护器BLQ1断开与交流电源的连接;
STEP3.2、控制器E1输出端输出高电平使控制开关K1-K4吸合,压敏电阻电流互感器CT4-CT7工作对第一浪涌保护器BLQ1的四个压敏电阻所接相线进行电流检测,控制器E1控制升压器P1从0开始升压,直到升至压敏电阻的最大持续运行电压Uc,压敏电阻电流互感器CT4-CT7对每相的电流进行检测并将检测结果发送至控制器E1,并根据每相的实时电流和实施电压绘制出每相压敏电阻的伏案特性曲线;
STEP3.3、设定交流电源的额定电压为UN,压敏特性的误差范围为n%,电压计算间隔为U0,代表压敏电阻“导通”的曲线最小切线斜率变化率K0 ,截取每相压敏电阻的伏案特性曲线上(1-n%)UN到(1+n%)UN之间的数据,计算从(1-n%)UN到(1+n%)UN每隔U0的曲线切线斜率,并通过曲线紧邻各点的曲线切线斜率计算出实际的切线斜率变化率为K0',并选出其中最大的切线斜率变化率K0(max)',若所有相的压敏电阻的K0(max)'≥K0,则第一浪涌保护器BLQ1状态符合要求,进入到STEP3.4,若四个压敏电阻的存在一个或者多个K0(max)'<K0,则判断第一浪涌保护器BLQ1状态不符合要求,进入到STEP4,并在发出第一浪涌保护器BLQ1不符合要求声光告警并在人机交互屏HMI上显示,该告警可通过通讯接口被远程上位机读取;
STEP3.4、第一浪涌保护器BLQ1的四个压敏电阻K0(max)'≥K0,第一浪涌保护器BLQ1状态符合要求,对第一浪涌保护器BLQ1内的四个压敏电阻状态检测完成,接触器J1吸合且接触器J2断开,第一浪涌保护器BLQ1恢复与交流电源的连接,断开控制开关K1-K4,等到下个采样时间间隔T0,再重复STEP3.1- STEP3.4。
9.根据权利要求8所述的一种自诊断自修复式浪涌保护器系统的控制方法,其特征在于,所述的STEP3.3中,计算从(1-n%)UN到(1+n%)UN每隔U0的曲线切线斜率计算方法为,取当前点后设定Uc的间隔点的横纵坐标数值,即电压和电流值,计算此间隔点与当前点所连直线斜率认定为切线斜率,Uc的取值范围为1‰-20‰U0。
10.根据权利要求9所述的一种自诊断自修复式浪涌保护器系统的控制方法,其特征在于,所述的升压器P1还与接触器J2输出端电连接,即与接触器J2下端的交流电源的三相火线L1-L3和零线N电连接,接触器J2的三相火线L1-L3和零线N上设有压敏电阻电流互感器CT8-CT11,压敏电阻电流互感器CT8-CT11与控制器E1输入端电连接;
压敏电阻电流互感器CT8-CT11的感应线圈上设有用于控制线圈开断的控制开关K5-K8,控制开关K5-K8由控制器E1的输出端控制;
所述的STEP3中,按照设定的采样时间间隔T0,当接触器J1吸合时,对第二浪涌保护器BLQ2进行内的四个压敏电阻状态进行检测,当接触器J2吸合时,对第一浪涌保护器BLQ1内的四个压敏电阻状态进行检测,并根据检测结果控制采取合格的浪涌保护器与交流电源连接。
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