[发明专利]用于控制高压电力变电站中的开关的组件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年4月14日申请的、序号为12/102,352的美国专利申请的优先权。

技术领域

本发明涉及高压电力变电站的监控、控制和保护领域。

背景技术

电力变电站是电力产生、输送和分配的辅助电站，其中利用变压器，电压从高压被变换为低压或者从低压被变换为高压。通常，电力变电站具有监控和控制该变电站的不同元件和功能的控制组件。这些元件包括切断器、隔离开关、断路器和其它高压开关装置。由于电力变电站须在高压下运行，因此，控制组件必须受到保护并与高压隔离，以免控制组件的元件遭受电磁干扰（EMI）或者射频干扰（RFI）的损害。

控制组件的保护水平局限于1000－1500V的电压浪涌等级。因此，需要提供能够运行于更高的电压冲击的环境中的控制组件。

发明内容

根据本发明的第一主要方面，提供了一种用于控制高压开关的系统，包括：输入/输出单元，包括针对通过所述输入/输出单元的多个电气信号的各个信号的滤波系统；逻辑单元，包括存储器和第一处理器并适于被连接至外部电源；隔离单元，包括针对所述多个电气信号的各个信号和电压信号的隔离系统，所述输入/输出单元、所述隔离单元和所述逻辑单元被电气连接，以将被所述输入/输出单元所接收的信号通过所述隔离单元传送至所述逻辑单元，并通过所述隔离单元和所述输入/输出单元将由所述逻辑单元产生的信号向外部传送；和电源单元，包括配电板和滤波器以及隔离子单元并适于被连接至所述外部电源，所述电源单元适于通过所述滤波和隔离子单元向所述输入/输出单元和所述隔离单元供电，所述高压开关和所述电源单元被电气连接至所述隔离单元以接收所述电压信号。

根据本发明的第二个主要方面，提供了一种用来运行高压开关的控制组件的方法，该方法包括：通过输入/输出单元同外部环境连接，输入/输出单元对通过其中的各个电气信号进行滤波；通过逻辑单元对进入的信号进行分析和触发作为所述进入信号的函数的动作；通过由外部电源供电的内部电源单元驱动所述控制组件；和通过让所有的来自这些单元并被导向逻辑单元的信号通过隔离单元，将逻辑单元同电源单元和输入/输出单元隔离。

应当理解的是，术语“开关”包括任意类型的切断器、隔离开关、断路器或者用来打开和闭合高压电路的开关装置。

应当理解的是，术语“处理器”被用来代表任何能够处理数据和/或信号的电路。中央处理器（CPU）、微处理器和微控制器为处理器的示例。

附图说明

结合以下的详细说明和附图，将使本发明的特征和优势变得更明显，其中

图1为包括4个单元的控制组件的实施例的方块图；

图2a为根据本发明的实施例的应用至隔离开关的电压的曲线图，其中该电压作为隔离开关位置的函数，该曲线的上升沿呈对数曲线；

图2b为根据本发明的实施例的应用至隔离开关的电压的曲线图，其中该电压作为隔离开关位置的函数，该曲线的上升沿呈指数曲线；

图3为根据本发明的实施例的作为位置的函数的电流曲线图；

图4表示针对进入控制组件的信号的输入/输出单元的电路的实施例；以及

图5为包括5个单元的控制组件的实施例的方块图；

应当注意，整个附图相同的特征由相同的参考数字标识。

具体实施方式

本发明的控制组件为监控和控制存在于高压环境中并包括水压的、气动的或者电动机械的开关在内的任何开关的系统。该控制组件能够实现任何具有电机、阀或者具有例如直线或者旋转运动的任意形式的运动的设备的任意系统的监控和控制。例如，该控制组件执行开关的打开和/或闭合速度的实时控制。通过改变施加到开关的电压，控制组件控制该开关的打开或者闭合速度。例如，该电压可以被应用至电机来控制隔离开关的臂或者被应用至泵来控制断路器的气压/液压。

控制组件可控制运行过程的多个方面，包括但是并不局限于内部环境状况（例如温度和湿度的等级）、开关、报警装置、输入和输出、内部测试和信息管理。

根据该控制组件的实施例，控制组件被保护于大约5000V的电压浪涌。

特别地，该控制组件能够控制和调整例如隔离开关的臂的位置或者断路器中的气压/液压的参数。另外，该控制组件还能够控制该控制组件中的空气的温度和/或湿度。

该控制组件能够同其外部环境通讯，外部环境可能包括其它控制组件、运算器、计算机、传感器、设备组件等等。