專利名稱：一種具有自測量功能的選相開關(guān)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種具有自測量功能的選相開關(guān)控制器
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及真空開關(guān)控制器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有自測量功能的選相開關(guān)控制器。
背景技術(shù)：
真空斷路器以其優(yōu)異的性能特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于中壓配電網(wǎng)的各個(gè)領(lǐng)域。但是，真空開關(guān)也有其局限，比如容易產(chǎn)生操作過電壓。在關(guān)合電容器組時(shí)，關(guān)合瞬間觸頭兩端的電壓是隨機(jī)的，如果這時(shí)觸頭兩端的電壓不為零，則會(huì)產(chǎn)生頻率和幅值都很高的涌流，理論上涌流最大可達(dá)穩(wěn)態(tài)值的50倍。目前實(shí)際中普遍采用的限制涌流和過電壓的方法是加裝合閘電阻(電感)和避雷器。然而，解決這一問題最根本也是最經(jīng)濟(jì)的方法是采用選相操作的方法，即選擇合理的電壓/電流相位進(jìn)行分/合閘操作。以并聯(lián)電容器組的操作為例，當(dāng)觸頭兩端電壓為零時(shí)合閘，涌流會(huì)大大減輕，理論上涌流峰值只有穩(wěn)態(tài)值的1.6倍。當(dāng)斷路器分閘時(shí)，在電流過零熄滅時(shí)，如果保證觸頭間有足夠的熄弧間距以承受恢復(fù)電壓，則重?fù)舸┑膸茁蕰?huì)顯著降低。一般的選相開關(guān)控制器，其內(nèi)部必須存儲(chǔ)與其配套的真空開關(guān)的機(jī)械特性參數(shù)，比如開關(guān)的固有合閘時(shí)間、固有分閘時(shí)間等。每一臺(tái)開關(guān)的機(jī)械特性都會(huì)有所不同，可以通過外部測量得知開關(guān)機(jī)械特性參數(shù)，在對選相控制器進(jìn)行程序燒寫時(shí)將這些參數(shù)寫入，也可以通過通訊接口由上位機(jī)輸入。然而即使采用后一種方法仍略顯繁瑣。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有自測量功能的選相開關(guān)控制器，以解決上述技術(shù)問問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種具有自測量功能的選相開關(guān)控制器，其特征在于，包括微處理器、電力電子驅(qū)動(dòng)模塊、開關(guān)機(jī)構(gòu)位置檢測模塊、上位機(jī)和存儲(chǔ)器；微處理器連接開關(guān)機(jī)構(gòu)位置檢測模塊、上位機(jī)、電力電子驅(qū)動(dòng)模塊和存儲(chǔ)器。本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:所述存儲(chǔ)器為非易失性存儲(chǔ)器。本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:所述一種具有自測量功能的選相開關(guān)控制器還包括電容充電模塊、永磁機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能電容器組和電流/電壓過零點(diǎn)檢測模塊；所述微處理器通過光電隔離器件與電力電子驅(qū)動(dòng)模塊、電流/電壓過零點(diǎn)檢測模塊以及開關(guān)機(jī)構(gòu)位置檢測模塊相連；永磁機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能電容器組一邊連接電容充電模塊，另一邊通過電力電子驅(qū)動(dòng)模塊與機(jī)構(gòu)線圈連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果在于:1)通過測量電網(wǎng)交流電壓和電流的自然過零點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)永磁機(jī)構(gòu)使真空斷路器的每一相分閘或合閘于特定的電流或電壓相位，從而減小開關(guān)操作對電網(wǎng)造成的沖擊。2)通過上位機(jī)向控制器直接輸入自測量命令，這時(shí)，控制器控制開關(guān)進(jìn)行若干次的合分操作，同時(shí)通過開關(guān)機(jī)構(gòu)位置檢測模塊測量每次操作的固有操作時(shí)間，最后將這些測量數(shù)據(jù)取平均值后得到每一相的固有分、合閘時(shí)間，然后存入其非易失性存儲(chǔ)器中保存；免去了現(xiàn)有技術(shù)中繁瑣的外部寫入過程。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述:請參閱圖1所示，本實(shí)用新型一種具有自測量功能的選相開關(guān)控制器，包括微處理器(MCU)、電力電子驅(qū)動(dòng)模塊、電 容充電模塊、永磁機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能電容器組、電流/電壓過零點(diǎn)檢測模塊、開關(guān)機(jī)構(gòu)位置檢測模塊和USB通訊模塊。本實(shí)用新型以微處理器(型號(hào)為PIC18F4550)為核心，通過光電隔離器件與電力電子驅(qū)動(dòng)模塊、電流/電壓過零點(diǎn)檢測模塊以及開關(guān)機(jī)構(gòu)位置檢測模塊相連。永磁機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能電容器組一邊連接電容充電模塊，另一邊通過電力電子驅(qū)動(dòng)模塊與機(jī)構(gòu)線圈連接，電力電子驅(qū)動(dòng)模塊包括三組完全相同的分合閘線圈驅(qū)動(dòng)電路，每組連接對應(yīng)相的機(jī)構(gòu)線圈，控制對應(yīng)一相機(jī)構(gòu)的合分操作。系統(tǒng)電壓/電流經(jīng)電壓和電流互感器變換后，二次輸出為電壓100V和電流5A (或1A)，控制器將二次電壓/電流再次通過電流/電壓過零點(diǎn)檢測模塊轉(zhuǎn)變?yōu)榉讲ㄐ盘?hào)，方波的上升沿和下降沿則對應(yīng)交流電壓/電流的過零點(diǎn)。電流/電壓過零點(diǎn)檢測模塊通過捕捉這樣的上升和下降沿，就可以捕捉電壓/電流的過零點(diǎn)。真空斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置通過開關(guān)機(jī)構(gòu)位置檢測模塊來測量，反映了三相機(jī)構(gòu)的合/分位置。通過將本實(shí)用新型選相開關(guān)控制器配制在普通永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器上，使之成為一臺(tái)選相開關(guān)，通過電流/電壓過零點(diǎn)檢測模塊測量電網(wǎng)交流電壓和電流的自然過零點(diǎn)，然后通過微處理器控制電力電子驅(qū)動(dòng)模塊，使永磁機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能電容器組放電，電流通過對應(yīng)相的機(jī)構(gòu)線圈，驅(qū)動(dòng)對應(yīng)相的操動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合閘或者分閘。本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)永磁機(jī)構(gòu)使真空斷路器的每一相分閘或合閘于特定的電流或電壓相位，從而減小開關(guān)操作對電網(wǎng)造成的沖擊。一般的選相開關(guān)控制器，其內(nèi)部必須存儲(chǔ)與其配套的真空開關(guān)的機(jī)械特性參數(shù)，比如開關(guān)的固有合閘時(shí)間、固有分閘時(shí)間等。每一臺(tái)開關(guān)的機(jī)械特性都會(huì)有所不同，可以通過外部測量得知開關(guān)機(jī)械特性參數(shù)，在對選相控制器進(jìn)行程序燒寫時(shí)將這些參數(shù)寫入，也可以通過USB通訊接口由上位機(jī)輸入。然而即使采用后一種方法仍略顯繁瑣。本實(shí)用新型具有開關(guān)機(jī)構(gòu)位置檢測模塊；這樣，通過上位機(jī)向控制器直接輸入自測量命令，這時(shí)，控制器控制開關(guān)自動(dòng)進(jìn)行若干次的合分操作，同時(shí)通過開關(guān)機(jī)構(gòu)位置檢測模塊測量每次操作的固有操作時(shí)間，最后將這些測量數(shù)據(jù)取平均值后得到每一相的固有分、合閘時(shí)間，然后存入其非易失性存儲(chǔ)器中保存。
權(quán)利要求1.一種具有自測量功能的選相開關(guān)控制器，其特征在于，包括微處理器、電力電子驅(qū)動(dòng)模塊、開關(guān)機(jī)構(gòu) 位置檢測模塊、上位機(jī)和存儲(chǔ)器；微處理器連接開關(guān)機(jī)構(gòu)位置檢測模塊、上位機(jī)、電力電子驅(qū)動(dòng)模塊和存儲(chǔ)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自測量功能的選相開關(guān)控制器，其特征在于，所述存儲(chǔ)器為非易失性存儲(chǔ)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自測量功能的選相開關(guān)控制器，其特征在于，所述具有自測量功能的選相開關(guān)控制器還包括電容充電模塊、永磁機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能電容器組和電流/電壓過零點(diǎn)檢測模塊；所述微處理器通過光電隔離器件與電力電子驅(qū)動(dòng)模塊、電流/電壓過零點(diǎn)檢測模塊以及開關(guān)機(jī)構(gòu)位置檢測模塊相連；永磁機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能電容器組一邊連接電容充電模塊，另一邊通過電力電子驅(qū)動(dòng)模塊與機(jī)構(gòu)線圈連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及真空開關(guān)控制器技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種具有自測量功能的選相開關(guān)控制器，其特征在于，包括微處理器、電力電子驅(qū)動(dòng)模塊、開關(guān)機(jī)構(gòu)位置檢測模塊、上位機(jī)和存儲(chǔ)器；微處理器連接開關(guān)機(jī)構(gòu)位置檢測模塊、上位機(jī)、電力電子驅(qū)動(dòng)模塊和存儲(chǔ)器。本實(shí)用新型控制器根據(jù)外部指令，控制開關(guān)進(jìn)行若干次的合分操作，同時(shí)通過開關(guān)機(jī)構(gòu)位置檢測模塊測量每次操作的固有操作時(shí)間，最后將這些測量數(shù)據(jù)取平均值后得到每一相的固有分、合閘時(shí)間，然后存入其非易失性存儲(chǔ)器中保存；免去了現(xiàn)有技術(shù)中繁瑣的外部寫入過程。
文檔編號(hào)H01H33/59GK203085444SQ20122072958
公開日2013年7月24日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者牟京衛(wèi), 雷穎, 戴冬云 申請人:中國西電電氣股份有限公司, 西安高壓電器研究院有限責(zé)任公司