本發(fā)明涉及斷路器控制，特別是涉及一種智能化程度高的永磁真空斷路器控制裝置。

背景技術(shù)：

隨著電網(wǎng)容量的不斷增加，需要配備大量的電容器組、電抗器等無功補(bǔ)償設(shè)備以降低電網(wǎng)損耗、提高供電質(zhì)量。由于斷路器在關(guān)合及開斷容性電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生涌流、重燃過電壓等問題，以及開斷感性電流時(shí)產(chǎn)生的截流和操作過電壓等原因，用于投切無功負(fù)載斷路器的運(yùn)行事故時(shí)有發(fā)生，給設(shè)備及電網(wǎng)運(yùn)行安全造成了嚴(yán)重的威脅。目前，國內(nèi)運(yùn)行的投切無功負(fù)載所用的彈操機(jī)構(gòu)斷路器及其控制裝置不能從根本上解決投切過程產(chǎn)生的涌流和過電壓問題，并且開關(guān)設(shè)備智能化程度低，缺乏自檢手段，運(yùn)行工作量大，維護(hù)費(fèi)用高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種智能化程度高的永磁真空斷路器控制裝置。

一種永磁真空斷路器控制裝置，包括直流采樣模塊、開入采集模塊、交流采樣模塊、處理模塊及驅(qū)動(dòng)控制模塊；

所述直流采樣模塊用于采集直流模擬量信號(hào)，所述直流模擬量信號(hào)包括斷路器的行程、勵(lì)磁電流、操作電壓直流模擬量信號(hào)；

所述開入采集模塊用于采集數(shù)字開入信號(hào)；

所述交流采樣模塊用于采樣交流模擬量信號(hào)，所述交流模擬量信號(hào)包括保護(hù)電壓、保護(hù)電流及測(cè)量電流交流模擬量信號(hào)；

所述處理模塊用于根據(jù)所述交流模擬信號(hào)、所述直流模擬量信號(hào)及所述數(shù)字開入信號(hào)發(fā)出具有指定邏輯的控制信號(hào)；

所述驅(qū)動(dòng)控制模塊用于根據(jù)所述控制信號(hào)控制永磁真空斷路器動(dòng)作。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述處理模塊用于對(duì)所述交流模擬量信號(hào)進(jìn)行同步采樣處理，所述交流模擬量信號(hào)的采樣頻率為3500-4500點(diǎn)/秒。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述處理模塊用于對(duì)所述直流模擬量信號(hào)進(jìn)行同步采樣處理，所述直流模擬量信號(hào)的采樣頻率為15500-16500點(diǎn)/秒。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述處理模塊用于對(duì)所述數(shù)字開入信號(hào)進(jìn)行同步采樣處理，所述數(shù)字開入信號(hào)的采樣頻率為15500-16500點(diǎn)/秒。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述控制信號(hào)的信號(hào)頻率為9500-10500點(diǎn)/秒。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述處理模塊用于對(duì)所述交流模擬量信號(hào)的幅值、頻率及角度進(jìn)行計(jì)算、所述直流模擬量信號(hào)的幅值進(jìn)行計(jì)算，及所述數(shù)字開入信號(hào)的有效開入狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括與所述處理模塊連接的人機(jī)交互模塊，所述人機(jī)交互模塊用于提供人機(jī)交互接口，使所述控制裝置與用戶之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括與所述處理模塊連接的通訊模塊；所述通訊模塊還用于與外接控制系統(tǒng)連接，所述通訊模塊用于與所述外接控制心疼進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括與所述處理模塊連接的時(shí)鐘模塊，所述時(shí)鐘模塊用于控制所述控制裝置的系統(tǒng)時(shí)鐘，使所述控制裝置的系統(tǒng)時(shí)鐘與使用環(huán)境的時(shí)鐘源同步。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括與所述處理模塊連接的識(shí)別模塊，所述識(shí)別模塊用于識(shí)別外部的啟動(dòng)合閘、啟動(dòng)分閘、斷路器手車及斷路器觸頭位置信息轉(zhuǎn)化的強(qiáng)電開入信號(hào)。

上述永磁真空斷路器控制裝置通過直流采樣模塊用于采集斷路器行程、勵(lì)磁電流、操作電壓等直流模擬量信號(hào)；開入采集模塊用于采集數(shù)字開入信號(hào)；交流采樣模塊用于采樣保護(hù)電壓、保護(hù)電流及測(cè)量電流等交流模擬量信號(hào)；處理模塊用于根據(jù)交流電流信號(hào)、電壓模擬信號(hào)及數(shù)字開入信號(hào)、保護(hù)電壓、保護(hù)電流及測(cè)量電流發(fā)出具有指定邏輯的控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)控制模塊用于根據(jù)控制信號(hào)控制永磁真空斷路器動(dòng)作。由于采用了同步采樣模塊、開入采集模塊及交流采樣模塊對(duì)電路中的交流信號(hào)及直流信號(hào)進(jìn)行了監(jiān)控，因而在電路中出現(xiàn)電流或電壓異常時(shí)，處理模塊會(huì)發(fā)出帶有指定斷開斷路器邏輯的控制信號(hào)，使得驅(qū)動(dòng)控制模塊控制斷路器分閘，從而實(shí)現(xiàn)斷路器的保護(hù)。

附圖說明

圖1為永磁真空斷路器控制裝置的模塊圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。

需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

如圖1所示，為永磁真空斷路器控制裝置的模塊圖。

一種永磁真空斷路器控制裝置，包括直流采樣模塊101、開入采集模塊102、交流采樣模塊103、處理模塊104及驅(qū)動(dòng)控制模塊105。

所述直流采樣模塊101用于采集直流模擬量信號(hào)，所述直流模擬量信號(hào)包括斷路器行程、勵(lì)磁電流、操作電壓。

所述開入采集模塊102用于采集數(shù)字開入信號(hào)。

所述交流采樣模塊103用于采樣交流模擬量信號(hào)，所述交流模擬量信號(hào)包括保護(hù)電壓、保護(hù)電流及測(cè)量電流交流模擬量信號(hào)。

所述處理模塊104用于根據(jù)所述交流模擬信號(hào)、所述直流模擬量信號(hào)及所述數(shù)字開入信號(hào)發(fā)出具有指定邏輯的控制信號(hào)。

所述驅(qū)動(dòng)控制模塊105用于根據(jù)所述控制信號(hào)控制永磁真空斷路器動(dòng)作。

驅(qū)動(dòng)控制模塊105用于負(fù)責(zé)接收由處理模塊104發(fā)出的控制指令，完成模塊中斷路器的關(guān)合和開斷控制，在斷路器的分合閘線圈中形成方向和大小可控的勵(lì)磁電流，完成永磁真空斷路器的驅(qū)動(dòng)控制。

在本實(shí)施例中，直流采樣模塊還用于同步采樣斷路器的操作電壓、操作電流及行程等，并發(fā)送給處理器。

因此，通過監(jiān)控?cái)嗦菲鞯牟僮麟妷?、操作電流及行程能夠及時(shí)斷路器的工作狀態(tài)，并在操作電壓及操作電流出現(xiàn)異常時(shí)，及時(shí)對(duì)斷路器進(jìn)行分閘操作，從而達(dá)到保護(hù)斷路器的目的。

處理模塊104用于對(duì)所述交流模擬量信號(hào)進(jìn)行同步采樣處理，所述交流模擬量信號(hào)的采樣頻率為3500-4500點(diǎn)/秒。優(yōu)選的，采樣頻率為4000點(diǎn)/秒。

處理模塊104用于對(duì)所述直流模擬量信號(hào)進(jìn)行同步采樣處理，所述直流模擬量信號(hào)的采樣頻率為15500-16500點(diǎn)/秒。優(yōu)選的，采樣頻率為16000點(diǎn)/秒。

處理模塊104用于對(duì)所述數(shù)字開入信號(hào)進(jìn)行同步采樣處理，所述數(shù)字開入信號(hào)的采樣頻率為15500-16500點(diǎn)/秒。優(yōu)選的，采樣頻率為16000點(diǎn)/秒。

控制信號(hào)的信號(hào)頻率為9500-10500點(diǎn)/秒。優(yōu)選的，信號(hào)頻率為10000點(diǎn)/秒。

處理模塊104還利用FIR濾波算法完成上述所有采樣數(shù)據(jù)的濾波。

處理模塊104用于對(duì)所述交流模擬信號(hào)的幅值、頻率及角度進(jìn)行計(jì)算、所述直流模擬量信號(hào)的幅值進(jìn)行計(jì)算及所述數(shù)字開入信號(hào)的有效開入狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)。

具體的，處理模塊104應(yīng)用均方根法、一元線性回歸法、FFT算法、電流故障過零點(diǎn)預(yù)測(cè)算法等測(cè)量計(jì)算算法完成上述幅值、頻率及角度的計(jì)算，并獲取上述控制算法所需的數(shù)據(jù)信息。

永磁真空斷路器控制裝置還包括與所述處理模塊104連接的人機(jī)交互模塊107，所述人機(jī)交互模塊107用于提供人機(jī)交互接口，使所述控制裝置與用戶之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

永磁真空斷路器控制裝置還包括與所述處理模塊104連接的通訊模塊106；所述通訊模塊106還用于與外接控制系統(tǒng)連接，所述通訊模塊106用于與所述外接控制心疼進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

永磁真空斷路器控制裝置還包括與所述處理模塊104連接的時(shí)鐘模塊108，所述時(shí)鐘模塊108用于控制所述控制裝置的系統(tǒng)時(shí)鐘，使所述控制裝置的系統(tǒng)時(shí)鐘與使用環(huán)境的時(shí)鐘源同步。

永磁真空斷路器控制裝置包括與所述處理模塊104連接的識(shí)別模塊109，所述識(shí)別模塊109用于識(shí)別外部的啟動(dòng)合閘、啟動(dòng)分閘、斷路器手車及斷路器觸頭位置信息轉(zhuǎn)化的強(qiáng)電開入信號(hào)。具體為220V/110V強(qiáng)電開入信號(hào)，用于啟動(dòng)控制邏輯以及識(shí)別邏輯處理所需的輔助判據(jù)。

處理模塊104還用于完成多任務(wù)交互、外設(shè)的訪問接口、共享內(nèi)存以及文件系統(tǒng)的管理，實(shí)現(xiàn)了所有應(yīng)用控制邏輯、人機(jī)接口交互以及外部通訊數(shù)據(jù)的響應(yīng)，是系統(tǒng)最終數(shù)據(jù)處理的核心。

上述永磁真空斷路器控制裝置使用范圍為40.5kV及以下電壓等級(jí)。

上述永磁真空斷路器控制裝置通過直流采樣模塊101用于采集斷路器行程、勵(lì)磁電流、操作電壓等直流模擬量信號(hào)；開入采集模塊102用于采集數(shù)字開入信號(hào)；交流采樣模塊103用于采樣保護(hù)電壓、保護(hù)電流及測(cè)量電流等交流模擬量信號(hào)；處理模塊104用于根據(jù)交流電流信號(hào)、電壓模擬信號(hào)及數(shù)字開入信號(hào)、保護(hù)電壓、保護(hù)電流及測(cè)量電流發(fā)出具有指定邏輯的控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)控制模塊105用于根據(jù)控制信號(hào)控制永磁真空斷路器動(dòng)作。由于采用了同步采樣模塊101、開入采集模塊102及交流采樣模塊103對(duì)電路中的交流信號(hào)及直流信號(hào)進(jìn)行了監(jiān)控，因而在電路中出現(xiàn)電流或電壓異常時(shí)，處理模塊104會(huì)發(fā)出帶有指定斷開斷路器邏輯的控制信號(hào)，使得驅(qū)動(dòng)控制模塊105控制斷路器分閘，從而實(shí)現(xiàn)斷路器的保護(hù)。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。