專利名稱：光控模塊式智能真空開關(guān)智能選相控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光控模塊式智能真空開關(guān)智能選相控制裝置，屬于電力高壓 開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
開關(guān)的操作性能對電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定及經(jīng)濟運行至關(guān)重要。應(yīng)用于投切容性負載(電容器組、空載輸電線等)或感性負載(變壓器、電抗器組、大容量電動機等)的開關(guān)，分 合閘操作所帶來的開關(guān)暫態(tài)過程會對電力裝置產(chǎn)生各種干擾，引起過電壓和過電流，甚至 會傳播到遠端影響其他用戶。這在電能質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格的背景下已經(jīng)引起重視。中國專利01127930. 3 “一種光控模塊式高壓真空開關(guān)技術(shù)”中用光控真空開關(guān)模 塊串聯(lián)組成高壓真空開關(guān)，單元模塊用真空滅弧室完成接通與分段，其動導(dǎo)電桿直接與操 動機構(gòu)相連，用感應(yīng)電源線圈從負載電流中提取能量為蓄電池充電，由光電器件控制該蓄 電池為機構(gòu)供電，各模塊通過光纖在低電位端同步控制，完成了整個開關(guān)的接通與分段。該 專利中的真空開關(guān)連接方式僅限于串聯(lián)，無法實現(xiàn)更高電壓等級的智能真空開關(guān)的選相控 制；而且各模塊僅在低電位端進行控制，絕緣結(jié)構(gòu)不夠簡化。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種光控模塊式智能真空開關(guān)智能選相控制裝置，用 來控制由具有選相功能的光控模塊式智能真空開關(guān)單個模塊或多個模塊串、并聯(lián)積木組合 而成的高壓真空開關(guān)，同時使用高低電位光電隔離單元，實現(xiàn)高、低壓隔離，簡化絕緣結(jié)構(gòu)。本實用新型的技術(shù)方案是光控模塊式智能真空開關(guān)智能選相控制裝置，主要包 括模擬信號采集單元、模擬信號調(diào)理單元、A/D轉(zhuǎn)換器、包括串口和以太網(wǎng)口在內(nèi)的多種通 訊接口、各種傳感器(可以檢測開關(guān)位置、控制電壓和環(huán)境溫度等信號)、裝置工作電源、裝 置參數(shù)與波形記錄單元、故障報警單元和人機交換設(shè)備，其特征在于還包括高電位DSP數(shù) 字信號處理器、低電位DSP數(shù)字信號處理器和利用光纖技術(shù)的高、低電位光電隔離單元；其 連接方式是模擬信號采集單元連接模擬信號調(diào)理單元，模擬信號調(diào)理單元連接A/D轉(zhuǎn)換 器，A/D轉(zhuǎn)換器連接低電位的DSP，低電位DSP與多種通訊接口雙向連接，低電位DSP分別與 波形記錄單元和故障報警單元連接，裝置工作電源連接低電位DSP，人機交換設(shè)備與低電位 DSP雙向連接，高、低電位的DSP數(shù)字信號處理器通過光電隔離單元連接在一起，并且與光 電隔離單元均為雙向連接，高電位DSP數(shù)字信號處理器分別與各種傳感器和實時時鐘雙向 連接，裝置工作電源連接高電位DSP數(shù)字信號處理器。本實用新型的有益效果如下1.智能選相控制器算法靈活可靠，能快速、準(zhǔn)確地計算出開關(guān)的最佳投切相位并 進行可靠操作；2.智能選相控制器與光纖控制技術(shù)結(jié)合真正實現(xiàn)了智能真空開關(guān)模塊的低電位 端控制、高電位端操動；[0009]3.智能選相控制器采用包括無線通訊和串口通訊在內(nèi)的通訊技術(shù)，便于實現(xiàn)與電 站計算機裝置的實時信息交換；4.智能選相控制器控制精度高，既可實現(xiàn)單模塊的選相控制，又可實現(xiàn)串、并聯(lián)組 合模塊的選相控制。

附圖1為本實用新型光控模塊式智能真空開關(guān)智能選相控制裝置原理圖。附圖2為本實用新型光控模塊式智能真空開關(guān)智能選相控制裝置與單個光控智 能真空開關(guān)模塊連接圖。附圖3為本實用新型光控模塊式智能真空開關(guān)智能選相控制裝置與三相光控智 能真空開關(guān)模塊連接圖。附圖4為本實用新型光控模塊式智能真空開關(guān)智能選相控制裝置與由18個光控 智能真空開關(guān)模塊串、并聯(lián)組合而成的智能高壓真空開關(guān)連接圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。如圖1所示，光控模塊式智能真空開關(guān)智能選相控制裝置，主要包括模擬信號采 集單元、模擬信號調(diào)理單元、A/D轉(zhuǎn)換器、包括串口和以太網(wǎng)口等在內(nèi)的多種通訊接口、各種 傳感器(可以檢測開關(guān)位置、控制電壓和環(huán)境溫度等信號)、裝置工作電源、裝置參數(shù)與波 形記錄單元、故障報警單元和人機交換設(shè)備，高電位DSP數(shù)字信號處理器、低電位DSP數(shù)字 信號處理器和利用光纖技術(shù)的高低電位光電隔離單元等；其連接方式是模擬信號采集單 元連接模擬信號調(diào)理單元，模擬信號調(diào)理單元連接A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器連接低電位的 DSP，低電位DSP與多種通訊接口雙向連接，低電位DSP分別與波形記錄單元和故障報警單 元連接，裝置工作電源連接低電位DSP，人機交換設(shè)備與低電位DSP雙向連接，高、低電位的 DSP數(shù)字信號處理器通過光電隔離單元連接在一起，并且與光電隔離單元均為雙向連接，高 電位DSP數(shù)字信號處理器分別與各種傳感器和實時時鐘雙向連接，裝置工作電源連接高電 位DSP數(shù)字信號處理器。其工作原理為智能選相控制裝置低電位部分從PT和CT同步采集電壓與電流信 號，通過低電位的DSP數(shù)字信號處理器快速數(shù)學(xué)運算實時檢測出電壓與電流信號的零點； 當(dāng)遠方電站計算機裝置、就地動作按鈕或繼電保護裝置發(fā)出動作指令后，智能選相控制裝 置低電位部分的DSP數(shù)字信號處理器根據(jù)實時檢測到的作為參考點的電壓與電流信號零 點，同時根據(jù)以一定通訊協(xié)議由光電隔離接口傳送來的通過智能選相控制裝置高電位部分 DSP數(shù)字信號處理器采集到的真空開關(guān)狀態(tài)信息(包括開關(guān)位置、控制電壓和環(huán)境溫度等， 分別來自開關(guān)位置傳感器、電壓傳感器和溫度傳感器)來自適應(yīng)調(diào)整開關(guān)動作時間的補償 參數(shù)，計算出到達最佳動作相位所需要的延時，延時結(jié)束后向光電隔離接口發(fā)出分、合閘操 作指令；智能選相控制裝置高電位部分DSP數(shù)字信號處理器按照一定通訊協(xié)議通過光電隔 離接口收到操作指令后，向功率驅(qū)動單元發(fā)出分、合閘信號，實現(xiàn)智能真空開關(guān)的分、合閘 操動；智能真空開關(guān)動作結(jié)束后，智能選相控制裝置高電位部分DSP數(shù)字信號處理器再把 新的真空開關(guān)狀態(tài)信息以一定通訊協(xié)議由光電隔離接口傳送到智能選相控制器低電位部分的DSP數(shù)字信號處理器，智能選相控制裝置低電位部分DSP數(shù)字信號處理器控制記錄開 關(guān)的動作次數(shù)、開關(guān)操作事件記錄、開關(guān)操作暫態(tài)電流和電壓波形等操作結(jié)果，并通過多種 通訊接口把真空開關(guān)狀態(tài)信息和操作結(jié)果回送到電站計算機裝置，便于裝置診斷分析。如圖2所示，智能選相控制裝置與單個光控智能真空開關(guān)模塊的連接圖。圖中1 為具有選相功能的光控模塊式智能真空開關(guān)。圖中智能選相控制裝置的高電位部分與光控 智能真空開關(guān)模塊連在一起，與其處于同一電位，即高電位。智能選相控制裝置高、低電位部分通過光電隔離單元的光纖相連，使得光控智能真空開關(guān)模塊電氣部分與智能選相控制 裝置信號傳輸通道隔離，與光纖控制技術(shù)結(jié)合真正實現(xiàn)了低電位端控制、高電位端操動。如圖3所示，智能選相控制裝置與三相光控智能真空開關(guān)模塊的連接圖。智能選 相控制裝置采集三相電壓、電流信號并實時檢測出其零點作為參考信號，通過一系列數(shù)學(xué) 計算和邏輯控制后向三個光控智能真空開關(guān)模塊發(fā)送分、合間信號。智能選相控制裝置高 電位部分(與光控智能真空開關(guān)模塊安裝在一起，圖中略去)把接收到的光信號轉(zhuǎn)換為電 信號，操動三個光控智能真空開關(guān)模塊。如圖4所示為智能選相控制裝置控制由18個光控智能真空模塊串、并聯(lián)積木組合 而成的光控智能真空開關(guān)。連接在每相的串、并聯(lián)起來的6個光控智能真空開關(guān)模塊共用 一個電壓、電流參考零點。由于每個模塊的開關(guān)動作特性不同，智能選相控制裝置需要自適 應(yīng)整定18個模塊的開關(guān)動作時間，以保證每6個光控智能真空開關(guān)模塊同時動作。
權(quán)利要求光控模塊式智能真空開關(guān)智能選相控制裝置，主要包括模擬信號采集單元、模擬信號調(diào)理單元、A/D轉(zhuǎn)換器、包括串口和以太網(wǎng)口在內(nèi)的多種通訊接口、各種傳感器、裝置工作電源、裝置參數(shù)與波形記錄單元、故障報警單元和人機交換設(shè)備，其特征在于還包括高電位DSP數(shù)字信號處理器、低電位DSP數(shù)字信號處理器和利用光纖技術(shù)的高、低電位光電隔離單元；其連接方式是模擬信號采集單元連接模擬信號調(diào)理單元，模擬信號調(diào)理單元連接A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器連接低電位的DSP，低電位DSP與多種通訊接口雙向連接，低電位DSP分別與波形記錄單元和故障報警單元連接，裝置工作電源連接低電位DSP，人機交換設(shè)備與低電位DSP雙向連接，高、低電位的DSP數(shù)字信號處理器通過光電隔離單元連接在一起，并且與光電隔離單元均為雙向連接，高電位DSP數(shù)字信號處理器分別與各種傳感器和實時時鐘雙向連接，裝置工作電源連接高電位DSP數(shù)字信號處理器。
專利摘要本實用新型公開了一種光控模塊式智能真空開關(guān)智能選相控制裝置，屬于電力高壓開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。主要包括模擬信號采集單元、模擬信號調(diào)理單元、A/D轉(zhuǎn)換器、包括串口和以太網(wǎng)口等在內(nèi)的多種通訊接口、各種傳感器(可以檢測開關(guān)位置、控制電壓和環(huán)境溫度等信號)、裝置工作電源、裝置參數(shù)與波形記錄單元、故障報警單元和人機交換設(shè)備等。該裝置能快速、準(zhǔn)確地判斷出開關(guān)的最佳投切相位并進行可靠操作；可實現(xiàn)高、低壓隔離，簡化絕緣結(jié)構(gòu)，抗干擾能力強；實現(xiàn)與電站計算機裝置的實時信息交換；可對具有選相功能的光控智能真空開關(guān)模塊串、并聯(lián)積木組合而成的真空開關(guān)進行控制，實現(xiàn)更高電壓等級的智能真空開關(guān)的選相控制。
文檔編號H02J13/00GK201594763SQ20092022747
公開日2010年9月29日 申請日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者何妍, 劉飛, 杜忠東, 王曉琪, 許晶, 邱進, 陳軒恕 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司