一种快速换流装置控制器系统的制作方法

本实用新型涉及电力设备技术领域，具体涉及一种快速换流装置控制器系统。

背景技术：

众所周知，电力系统发生短路故障时，短路电流一般为额定电流的十几倍，有时达到几十倍，短路冲击电流甚至超过百倍。这给发电机、变压器、断路器、输电线路等电气设备造成很大危害，而目前即使较好的断路器的开断时间也在数十毫秒以上，这就对它们的热稳定和动稳定有很高的要求。因而开发一种能快速、可靠地开断短路电流且可重复使用的开关，这不仅对电力系统安全、可靠的运行显得十分重要，而且对降低电气设备使用厂家的设备成本也有着十分重要的意义。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出的一种快速换流装置控制器系统，有效提高控制器控制短路电流断路的快速性和可靠性。

本实用新型提出的一种快速换流装置控制器系统，包括信号采集单元、ad转换单元、fpga处理单元、dsp处理单元、脉冲输出单元、开关量输入单元、信号继电器、人机交互单元、通讯单元和事件记录单元；

信号采集单元通过隔离变换单元与ad转换单元连接，ad转换单元与fpga处理单元连接，fpga处理单元与dsp处理单元连接，开关量输入单元通过光隔驱动单元与fpga处理器连接，脉冲输出单元通过光电隔离单元dsp单元与连接，信号继电器通过光电隔离单元与fpga处理器连接，人机交互单元与fpga处理单元连接，通讯单元和事件记录单元分别与dsp处理单元连接。

优选地，dsp处理单元包括型号为tms320lf28335的芯片。

优选地，fpga处理单元包括型号为virtex-5fpga芯片。

优选地，人机交互单元包括led警示灯、液晶显示屏和按键，led警示灯、液晶显示屏和按键分别与dsp处理单元连接。

优选地，通讯单元包括两个rs485通讯接口，其中一个rs485通讯接口用于与上位机连接，另一个rs485通讯接口用于调试。

优选地，还包括电源单元，电源单元分别为dsp处理单元和fpga处理单元供电。

与现有技术相比，本实用新型通过fpga处理单元和dsp处理单元配合形成了快速计算单元，可以达到实时短路和控制，以保证实时断路器在短路电流的第一个大半切断短路点，增强控制系统的可靠性，达到实时的测量和控制，从而达到了保护发(配)电设备及供电线路，提高电力系统稳定性的目的。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种快速换流装置控制器系统的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型提出的一种快速换流装置控制器系统，包括信号采集单元、ad转换单元、fpga处理单元、dsp处理单元、脉冲输出单元、开关量输入单元、信号继电器、人机交互单元、通讯单元和事件记录单元；

信号采集单元通过隔离变换单元与ad转换单元连接，ad转换单元与fpga处理单元连接，fpga处理单元与dsp处理单元连接，开关量输入单元通过光隔驱动单元与fpga处理器连接，脉冲输出单元通过光电隔离单元dsp单元与连接，信号继电器通过光电隔离单元与fpga处理器连接，人机交互单元与fpga处理单元连接，通讯单元和事件记录单元分别与dsp处理单元连接。

本实用新型中信号采集单元用于采集测量电流信号，并将所采集的电流经过隔离变换单元传递给ad转换单元，ad转换单元将所采集的系统电流信息转换并将信息传输给fpga处理单元，fpga处理单元对所接受的数据信息进行预处理并将计算结果传递给dsp处理单元，由dsp处理单元进行平行计算，fpga处理单元和dsp处理单元配合形成了快速计算单元，dsp将计算结果进行比较，并将指令通过光电隔离单元传递给脉冲输出单元，脉冲输出单元基于由dsp处理单元指令的脉冲数及脉冲速度来对驱动单元输出脉冲信号，有利于提高电路的稳定性；此外，开关量输入单元将所检测的开关量信号通过光隔驱动单元传递给fpga处理单元，并经过fpga处理单元处理后传递给dsp处理单元，dsp处理单元控制信号继电器的指令通过fpga处理单元和光电隔离单元将信号并传递给信号继电器形成控制信号继电器通断的控制信号。fpga处理单元和dsp处理单元配合形成的快速计算单元可保证在短时间(2ms)内完成短路电流计算、电流过零点预测、电压凹陷计算，并将计算结果与预设的阈值进行比较，当超过阈值时，dsp处理单元发出指令通过光电隔离单元传递给信号继电器，信号继电器接收dsp传送的信号以控制断路器通断电，以保证实时断路器在短路电流的第一个大半切断短路点，增强控制系统的可靠性，达到实时的测量和控制，从而达到了保护发(配)电设备及供电线路，提高电力系统稳定性的目的。

具体的，事件记录单元包括故障记录模块和波形记录模块，故障记录模块存储所有引起控制器告警的动作事件，以告警名和告警时间的方式显示；

波形记录模块对所有开关动作的事件记录，包括三相电流波形，分合闸脉冲信号，分合闸电容电压信号和开关状态信号，便于使用和维修。

在本实施方式中，dsp处理单元包括型号为tms320lf28335的芯片。该tms320lf28335芯片为低功耗、高性能的32位芯片，其内部集成了多种功能模块，不但包括多种通信接口，只需增加简单的外围器件即可实现扩展功能。dsp主要完成数据处理、逻辑控制及通讯功能。由于fpga已将大量数据做了预处理，dsp处理单元与fpga处理单元数据交互，dsp只要通过简单的指令即可快速读取所需要的开关量和事件记录，为状态监控及故障诊断功能提供基础。

在本实施方式中，fpga处理单元包括型号为virtex-5fpga芯片，具有大容量的计算能力，快速进行计算处理。

在本实施方式中，人机交互单元包括led警示灯、液晶显示屏和按键，led警示灯、液晶显示屏和按键分别与dsp处理单元连接，以便于进完成控制参数修改以及控制信号显示等功能。

在本实施方式中，通讯单元包括两个rs485通讯接口，其中一个rs485通讯接口用于与上位机连接以便于将数据和事件记录传递给上位机，另一个rs485通讯接口用于调试以便于该控制器系统调试和检测。

在本实施方式中，还包括电源单元，电源单元分别为dsp处理单元和fpga处理单元供电。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种快速换流装置控制器系统，其特征在于，包括信号采集单元、ad转换单元、fpga处理单元、dsp处理单元、脉冲输出单元、开关量输入单元、信号继电器、人机交互单元、通讯单元和事件记录单元；

信号采集单元通过隔离变换单元与ad转换单元连接，ad转换单元与fpga处理单元连接，fpga处理单元与dsp处理单元连接，开关量输入单元通过光隔驱动单元与fpga处理器连接，脉冲输出单元通过光电隔离单元dsp单元与连接，信号继电器通过光电隔离单元与fpga处理器连接，人机交互单元与fpga处理单元连接，通讯单元和事件记录单元分别与dsp处理单元连接。

2.根据权利要求1所述的快速换流装置控制器系统，其特征在于，dsp处理单元包括型号为tms320lf28335的芯片。

3.根据权利要求1所述的快速换流装置控制器系统，其特征在于，fpga处理单元包括型号为virtex-5fpga芯片。

4.根据权利要求1所述的快速换流装置控制器系统，其特征在于，人机交互单元包括led警示灯、液晶显示屏和按键，led警示灯、液晶显示屏和按键分别与dsp处理单元连接。

5.根据权利要求1所述的快速换流装置控制器系统，其特征在于，通讯单元包括两个rs485通讯接口，其中一个rs485通讯接口用于与上位机连接，另一个rs485通讯接口用于调试。

6.根据权利要求1所述的快速换流装置控制器系统，其特征在于，还包括电源单元，电源单元分别为dsp处理单元和fpga处理单元供电。

技术总结
本实用新型提出的一种快速换流装置控制器系统，包括信号采集单元、AD转换单元、FPGA处理单元、DSP处理单元、脉冲输出单元、开关量输入单元、信号继电器、人机交互单元、通讯单元和事件记录单元，信号采集单元通过隔离变换单元与AD转换单元连接，AD转换单元与FPGA处理单元连接，FPGA处理单元与DSP处理单元连接，开关量输入单元通过光隔驱动单元与FPGA处理器连接，脉冲输出单元通过光电隔离单元DSP单元与连接，信号继电器通过光电隔离单元与FPGA处理器连接，人机交互单元与FPGA处理单元连接，通讯单元和事件记录单元分别与DSP处理单元连接。本实用新型可有效提高控制器系统控制短路电流开断的快速性和可靠性。

技术研发人员：陈靖舸
受保护的技术使用者：安徽大学
技术研发日：2019.10.29
技术公布日：2020.08.04