[发明专利]一种选相开关控制器

说明书

技术领域

本发明涉及真空开关控制器技术领域，特别涉及一种选相开关控制器。

背景技术

真空断路器以其优异的性能特点广泛应用于配电网的各个领域，但是，真空开关也有其局限，比如在开关的分合闸操作过程中存在的暂态过程，会给配电系统产生各种干扰，引起电力系统过电压和过电流，甚至会传播到远端影响其他用户。在关合电容器组时，关合瞬间触头两端的电压是随机的，如果这时触头两端的电压不为零，则会产生频率和幅值都很高的涌流，理论上涌流最大可达到稳态值的50倍。

传统上一般采用加装合闸电阻、电抗器、阻容吸收设备、使用氧化锌避雷器等方法来削弱这些暂态过程。但加装合闸电阻增加了开关的复杂性与成本，限压效果不稳定，分散性大，消耗电能而产生大量的热能；加装电抗器会使安装调试复杂，操作时会出现电火花，易形成振荡回路，增加系统噪音；安装阻容吸收设备会产生谐波，增加发生故障的几率，易成为谐波污染源；而避雷器的使用中阀片容易受潮劣化，温度上升产生有功损耗，形成热崩溃，严重时导致MOA损坏或爆炸，进而引发大面积停电事故。

综上所述，目前所采用的传统措施不能从根本上解决问题，于是人们提出了相控开关技术，其实质是根据不同复杂（如并联电容器组、架空输电线、空载变压器等）的特性，控制开关在电压或电流的最佳相位完成合闸或分闸，实现无冲击的平滑过渡，能有效地削弱开关瞬态电磁效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种选相开关控制器，通过在普通永磁机构真空断路器上配用本控制器，使之成为一台选相开关，以系统电压或电流为参考信号，控制开关的触头在期望的相位合闸或分闸，用以减小开关操作暂态过程、提高电能质量，提高短路分断能力、延长开关寿命。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种选相开关控制器，包括上位机通讯、主控模块、信号处理采集模块和驱动与安全联锁模块，所述信号处理采集模块采集电网信号后送入主控模块；所述主控模块实时判断输入信息，收到分合闸指令时按预定算法给出触发信号，控制断路器在所期望的相位动作；所述驱动与安全联锁模块通过驱动系统操动永磁机构。

所述主控模块主要由DSP系统、外部RAM、人机接口组成；

所述信号处理采集模块由模拟信号调理、逻辑控制与数字采集单元组成；

所述驱动与安全联锁模块主要由驱动电路、储能放电、光电隔离放大及故障报警单元组成；

所述DSP系统包括中央处理单元TMS320LF2407A、可编程只读存储器E2PROM、随机存取存储器RAM、时钟电路、看门狗复位电路与逻辑电平转换电路；

所述数字采集单元采用两片14位自带多路开关与采样/保持电路的A/D转换器MAX125。

工作原理：主控模块实时判断输入信息，收到分合闸指令时按预定算法给出触发信号，控制断路器在所期望的相位动作，可通过RS-485总线系统参数上传到控制中心，或者中断接收控制中心的遥控指令；驱动与安全联锁模块通过驱动系统操动永磁机构，同时用接近开关检测开关触头状态，实现失压和过流闭锁保护与故障报警，为了安全起见及防止误操作，设计了安全联锁模块，只有控制电压、开关状态、系统运行等条件全部满足时方可操作指令。

信号处理采集模块采集电网信号后送入主控模块计算过零点，在接到分合闸命令时计算各相分合闸所需的延迟时间；延迟时间到之后给出触发命令，电子驱动模块中的放电回路导通，储能电容器对断路器线圈放电，使断路器动作，当断路器动作完成之后切断电容器的放电回路，使电容器上留有电量，以备下次操作之用。

有益效果：1、可以省掉合闸电阻、串联电抗器和避雷器等辅助设备，降低成本、操作简便；2、可以提高电能质量与电力系统稳定性，减弱对用户设备的冲击，延缓变电设备的老化，简化继电保护装置；3、能够改善开关运行条件，降低灭弧室内部及周围的温度和电位梯度，减轻开关部件机械应力与触头烧蚀，延长易损件的寿命和维修周期；4、可以提高开关额定关合/开断能力，防止复燃与重击穿，降低超高压系统的绝缘水平。

附图说明

图1为选相开关工作原理图

图2为本发明结构示意图

其中，1-上位机通讯2-主控模块3-信息采集及处理模块4-驱动与安全联锁模块

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。