电网电源切换系统的制作方法_3

文档序号:9670108阅读:来源:国知局
码后的数据传送至LVDS输出接口 611。其中,8比特/10比特编码,可使得待发送数据中的数量保持基本一致,连续的“1”或“0”不超过5位,即每5个连续的“1”或“0”后必须插入一位“0”或“ 1 ”,从而保证信号DC平衡,并提高接收模块620将接收到的数据复原为待发送数据的准确性。
[0053]LVDS输出接口 611,根据待发送数据输出对应的LVDS信号。在本实施例中,在设置了编码器614的情况下,LVDS输出接口 611将编码器614传来的数据转换为LVDS信号。其中,LVDS输出接口 611利用非常低的电压摆幅(约350mV)通过差分进行数据的传输,即低压差分信号传输。采用LVDS输出接口 611,可以使信号双绞线630上以几百Mbit/s的速率传输,同时由于采用低压和低电流驱动方式,因此,实现了低噪声、低功耗及高速率的传输性能。
[0054]预加重驱动器612,对上述LVDS输出接口 611输出的LVDS信号进行预加重驱动,并将预加重驱动处理后的数据(即预加重LVDS信号)输出至发送端网络变压器613。在本实施例中,预加重驱动器612是指带预加重功能的LVDS驱动电路,如利用电阻提供电流来实现预加重的驱动电路或利用双流源提供电流来实现预加重的驱动电路。在本实施例中预加重驱动器612选用芯片CLC001。
[0055]由于预加重驱动处理后的LVDS信号在信号发生变化后时,能更快的上升至最大电压,而且高出的瞬间高压能很好的抑制噪音,同时预加重电压越大,信号传输的距离将会越长,因此,本实施例中选用预加重驱动器612,使得传输的数据具有较好的抗干扰能力,并能驱动LVDS信号在双绞线630中能够传输更长的距离。
[0056]由于在电力现场中,通常将开关部分(快速永磁开关单元700)置于一次室,而将主控单元500置于二次室,因此两者之间的距离可能有数百米。而本实施例中,通过预加重驱动器612对LVDS信号进行预加重驱动,即能够满足电力现场对传输信号的距离要求。采用上述增强型的LVDS技术还有两个优点,一是,与传统的分合闸控制电缆和辅助接点电缆方式相比较,解决了实时性与可靠性矛盾的问题,后者需要若干ms的采集和去抖抗扰时间;二是,有利于通过通讯链路实现开关设备智能化,在正常无故障运行时不断监测控制回路和快速快速永磁开关状态,以免发生失电切换时系统拒动的问题。
[0057]发送端网络变压器613,对预加重驱动器612处理的数据进行电气隔离,并将隔离后的数据发送至接收模块620。具体而言,发送端网络变压器613的电气隔离功能主要为:将预加重驱动器612处理后的LVDS信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号的质量,从而使得信号传输得更远。同时发送端网络变压器613通过电磁场的转换耦合到双绞线630,这样使得双绞线630与预加重驱动器612之间没有物理上的连接但仍然传递了信号,隔断了信号中的直流分量,提高了发送模块610的抗干扰能力。另外,即使双绞线630两端设备的0V电平不同,该发送端网络变压器613仍能保证在两个设备中正常传送信号。
[0058]因此,发送模块610通过采用上述各组成结构,不仅能够实现数据的高速传输,还具有较强的抗干扰能力,并能传输较长的距离,满足电网电源切换系统对数据传输速度和距离的要求。
[0059]可以理解的是,发送模块610的组成结构并不限于上述一种情况,只要能够实现根据待发送数据向接收模块620发送抗干扰处理后的低电压差分信号的功能即可。例如,在LVDS输出接口 611、预加重驱动器612及发送端网络变压器613已经能够实现发送模块610的上述功能的情况下,即可省略编码器614。
[0060]具体的,接收模块620包括接收端网络变压器621、自适应均衡器622及接收端转换器623。其中,接收端网络变压器621、自适应均衡器622及接收端转换器623依次连接。
[0061]接收端网络变压器621,对发送模块610传来的数据进行隔离,并将隔离后的数据输出至自适应均衡器622。与发送端网络变压器613类似,接收端网络变压器621同样能够提高接收模块620的抗干扰能力,并保证在发送模块610与接收模块620的0V电平不同的情况下仍能正常传输数据。
[0062]自适应均衡器622,对接收端网络变压器621处理后的数据进行自适应均衡处理,并将自适应均衡处理后的数据输出至接收端转换器623。由于发送模块610发送的数据经双绞线630传输后会发生衰减现象,因此本实施例通过设置自适应均衡器622,根据信道的变化来自适应调整均衡参数,通过调整和补偿增益来降低信号干扰,进而提高接收的LVDS
信号的质量。
[0063]接收端转换器623,根据自适应均衡器622处理后的数据输出待发送数据。其中,接收端转换器623可以具体由去加重电路与LVDS输入接口电路构成。这时先由去加重电路将自适应均衡器622处理后的LVDS信号中的高频分量压低,再由LVDS输入接口电路将该LVDS信号转换为待发送数据。
[0064]可以理解的是,接收模块620的组成结构不限于上述一种情况,只要能够实现根据发送模块610传来的数据输出待发送数据的功能即可,例如若发送模块610设置了编码器614,则接收模块620还应设置与编码器614功能相反的解码器。
[0065]在电网电源切换系统中,断路器的分合闸时间很大程度上决定了整个切换过程的长短,因此在本实施例中,选用快速永磁开关单元700作为断路器,以缩短断路器的分合闸时间,进一步提高电网电源切换系统的切换速度。
[0066]快速永磁开关单元700,在第一电源100出现故障时断开第一电源100向母线300的供电电路,并接通第二电源200向母线300的供电电路。在本实施例中,快速永磁开关单元700是指合闸时间介于5ms至10ms之间,分闸时间介于4ms至6ms之间。
[0067]具体的,快速永磁开关单元700包括驱动模块710和快速永磁机构720,且驱动模块710的两端分别与通讯单元600、快速永磁机构720连接。其中,驱动模块710在主控单元500控制下驱动快速永磁机构720断开或导通,且驱动模块710还用于将快速永磁机构720的工作状态通过通讯单元600发送至主控单元500。
[0068]在本实施例中,快速永磁机构720选用由快速永磁体实现合闸保持、弹簧实现分闸保持的单稳态快速永磁机构,且快速永磁机构720的合闸、分闸速度越快越好,就能进一步缩短整个电网电源切换系统的切换时间。该快速永磁机构720具体工作原理如下。
[0069]当快速永磁机构720处于合闸位置时,线圈中无电流通过,由于永久磁铁的作用,动铁芯保持在上端。而快速永磁机构720即将分闸时,在操作线圈中接入特定方向的电流,该电流在动铁芯上端产生与快速永磁体磁场相反方向的磁场,使动铁芯受到的磁吸力减小。而当动铁芯受到的向上的合力小于弹簧的拉力时,动铁芯向下运动,即可使得快速永磁机构720实现分闸功能。
[0070]当快速永磁机构720处于分闸位置时,在操作线圈中接入与上述分闸操作时相反的电流。这一电流在静铁芯上部产生与快速永磁体磁场方向相同的磁场。当该电流增大到一定值时,向上的电磁合力大于弹簧的反力,动铁芯向上运动,从而实现合闸,并使得分闸弹貪储能。
[0071]因此,快速永磁机构720将分合闸时间短的特点发挥到了极致,能够将合闸时间由常规中压开关的30ms缩短到9ms以内,减少70 %的合闸时间,分闸时间则缩小到6ms,满足电网电源切换系统进行快速切换的要求。其中,为了实现分合闸时间的大幅度减少,需要对驱动模块710和线圈进行全方位的优化。主要是针对大电流进行优化。因为如果要缩小合分闸时间,必须要提高线圈的激磁速度,这就需要减少电感和增大电流,因此合理的线圈匝数和驱动电压都是至关重要的。
[0072]另外,对于断路器而言,开关的稳定性直接影响电网电源切换系统的稳定运行。而快速永磁机
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