一种双冗余高压断路器永磁开关控制器和控制方法与流程

本发明涉及控制器领域，特别涉及一种双冗余高压断路器永磁开关控制器和控制方法。

背景技术：

目前高压开关在配电网中的应用比较普遍，现在常用的主要分为弹簧和永磁两种类型。永磁操作机构可分为单稳态和双稳态两种形式，双稳态永磁操作机构采用合闸和分闸两组线圈，通过给两组线圈通电，首先分合闸操作；现有双稳态的高压断路器控制器通过驱动两组线圈，实现三相的合闸和分闸操作，如果在需要两组线圈中同时保持一组线圈主控线圈的应用场景中，可防止宕机的发生。

技术实现要素：

本发明提供一种双冗余高压断路器永磁开关控制器和控制方法，用以解决现有技术中存在的高压断路器控制器控制器可靠性较差，当主控制模块出现问题时，控制器出现宕机，永磁开关控制器无法正常工作对三相进行分相控制的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种双冗余高压断路器永磁开关控制器，该控制器包括直流信号采集模块、交流信号采集模块、开入信号采集模块、人机交互模块、时钟模块和通信模块，所述直流信号采集模块与交流信号采集模块、开入信号采集模块、人机交互模块、时钟模块依次并联后，与所述通信模块电性连接，且经所述通信模块分别与中心处理模块a和中心处理模块b进行通信连接；所述中心处理模块a与驱动控制模块a电性连接、所述中心处理模块b的输出端与驱动控制模块b的输入端电性连接，所述驱动控制模块a的输出端和驱动控制模块b的输出端分别与永磁开关的输入端电性连接；所述通信模块以双通道分别与中心处理模块a和中心处理模块b通信连接。

在上述控制器，所述中心处理模块a，用于将接收到的各模块发送的信号根据预设算法进行运算处理后，将运算处理后得到的各控制命发送给相应模块；

所述中心处理模块b，用于将接收到的各模块发送的信号根据预设算法进行运算处理后，将运算处理后得到的各控制命发送给相应模块；

所述驱动控制模块a，用于接收中心处理模块的控制命令，驱动三相中至少一相的永磁开关完成相应的开关动作；

所述驱动控制模块b，用于接收中心处理模块的控制命令，驱动三相中至少一相的永磁开关完成相应的开关动作；

交流信号采集模块，用于采集所述三相的电压、电流信号，并将所述采集到所述三相的电压、电流信号发送给所述中心处理模块a或中心处理模块b；

开入信号采集模块，用于采集设备的开关量输入信号，并将所述采集到的开关量输入信号发送给所述中心处理模块a或中心处理模块b。

上述控制器，通过交流信号采集模块采集三相的电压、电流信号并将采集到的三相的电压、电流信号发送给中心处理模块，通过开入信号采集模块采集设备的开端量输入信号，并将采集到的开关量输入信号发送给中心处理模块a和中心处理模块b，中心处理模块a和中心处理模块b根据预设算法进行预算处理后，选择中心处理模块a为主模块，和驱动控制模块a组成永磁主控制回路；中心处理模块b是从模块，和驱动控制模块b组成永磁备用控制回路。将运算处理后得到的各控制命发送给驱动控制模块，使驱动控制模块驱动三相中至少一相电的永磁开关完成相应的开关动作，从而在需要分相操作时，永磁开关双冗余高压断路器永磁开关控制器可以对三相进行分相控制，进而减少变压器励磁涌流，增长变压器的使用寿命。

在一种可能的实现方式中，所述开关量输入信号包括单相分合闸控制信号、三相分合闸控制信号、开关位置信息。

上述控制器，由于开关量信号可以为单相分合闸信号，从而可以对三相进行分相控制，进而减少变压器励磁涌流，增长变压器的使用寿命。

在一种可能的实现方式中，所述时钟模块用于从外部获取标准时间，调整所述内部系统时间。

上述控制器，时钟模块使该控制器的内部时间为标准时间，从而能够准确记录事件的时间。

在一种可能的实现方式中，所述直流信号采集模块用于采集储能电容器的电压信号，并将采集到的储能电容器的电压信号发送给所述中心处理模块a和中心处理模块b；

和/或所述储能充放电控制模块用于根据接收到的所述中心处理模块a的第一控制命令给所述储能电容器充电、放电。

所述储能充放电控制模块用于根据接收到的所述中心处理模块b的第一控制命令给所述储能电容器充电、放电。

上述控制器，由于永磁开关需要电源为其供电才能进行开关动作，如果使用储能电容为永磁开关供电的话，则在控制器还需要设置一个储能装置充电、储能、放电控制模块，控制储能电容为永磁开关供电；在控制器中还可以设置一个直流信号采集模块，用来采集储能电容器的电压信号，并将该信号发送给中心处理模块，从而控制储能电容的充电和放电。

在一种可能的实现方式中，所述通讯模块用于根据所述中心处理模块a或中心处理模块b和各模块进行通信交互；

上述控制器，通讯模块可以根据中心处理模块a的第二控制命令和外部进行信息交互，从而方便和设备进行通讯。

所述人机交互模块用于显示所述设备的运行状态，以及配置所述设备的运行参数。

在一种可能的实现方式中，所述双通道方式为有线连接或无线连接的任意一种，且所述无线通信包括4g、5g、nb-iot、zigbee或wifi的任意一种。

第二方面，本发明实施例提供一种双冗余高压断路器永磁开关控制方法，该方法包括：

根据采集到的设备的开关量输入信号，确定永磁开关的分合闸状态，其中所述永磁开关为所述设备的三相中每相电对应的永磁开关；

根据所述中心处理模块a和中心处理模块b的通断情况判定主、从控制关系，确定主控模块与从控模块的通断。

根据所述永磁开关的分合闸状态以及三相的电压、电流信号，通过预设算法确定控制命令，并根据所述控制命令控制所述三相的至少一相电的永磁开关的动作，其中所述三相为所述设备的三相；

上述方法，首先根据采集到的设备的开关输入信号，确定永磁开关的分合闸状态，其中所述永磁开关为所述设备的三相中每相对应的永磁开关，再根据所述永磁开关的分合闸状态以及三相的电压、电流信号，通过预设算法确定控制命令，并根据所述控制命令控制所述三相的至少一相电的永磁开关的动作，其中所述三相为所述设备的三相。由于确定永磁开关的分合闸状态是设备的三相中每相电对应的永磁开关每相电对应的永磁开关，根据控制命令控制三相的至少一相的永磁开关动作，从而能够在需要分相操作时，对三相进行分相控制，进而减少变压器励磁涌流，增长变压器的使用寿命。

初始化时，信号通过通信模块传输至中心处理模块a与中心处理模块b，根据预算法判定中心处理模块a和中心处理模块b，设置其中任意一个为主控模块，另一个为从控模块。

在上述方法中，所述确定永磁开关的分合闸状态之前，还包括：通过获取到的标准时间，调整控制器内部的时间。

在一种可能的实现方式中，该方法还包括：

根据测试时确定的所述三相中任意一相永磁开关的动作特性，通过预设算法，确定所述任意一相永磁开关的动作时间控制补偿值，以使所述三相的三个永磁开关动作时间特性一致。

若储能电容器的电压未达到预设电压值，且根据所述控制命令控制所述三相的至少一相电的永磁开关闭合，则进行预警，记录预警信息。

上述方法，由于储能电容器的电压达到预设电压值时，永磁开关才会闭合，如果储能电容器的电压未达到预设电压值，而三相的至少一相的永磁开关闭合，则进行报警，并记录报警信息。

第三方面，本发明实施例还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第二方面所述方法的步骤。

本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种双冗余高压断路器永磁开关控制器结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种双冗余高压断路器永磁开关控制器控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

高压断路器控制器的使用越来越普遍，但是其中电路和处理采用单模单路的结构在处理宕机的时候无法保证供电需求，若其中一电路宕机时，如果使双冗余高压断路器永磁开关控制器能够进行分相操作同时获得保证中心处理模块可进行调整，正常工作时，由主控制回路工作；当主控制回路工作异常时，自动切换到备用控制回路工作，可以实现高压断路器控制器宕机造成的停电风险。

第一方面，本发明实施例提供一种双冗余高压断路器永磁开关控制器，该控制器包括直流信号采集模块102、交流信号采集模块103、开入信号采集模块104、人机交互模块105、时钟模块106和通信模块101，所述直流信号采集模块102与交流信号采集模块103、开入信号采集模块104、人机交互模块105、时钟模块106依次并联后，与所述通信模块101电性连接，且经所述通信模块101分别与中心处理模块a201和中心处理模块b202进行通信连接；所述中心处理模块a201与驱动控制模块a301电性连接、所述中心处理模块b202的输出端与驱动控制模块b301的输入端电性连接，所述驱动控制模块a301的输出端和驱动控制模块b301的输出端分别与永磁开关5的输入端电性连接；所述通信模块101以双通道分别与中心处理模块a201和中心处理模块b202通信连接。

在上述控制器，所述中心处理模块a201，用于将接收到的各模块发送的信号根据预设算法进行运算处理后，将运算处理后得到的各控制命发送给相应模块；

所述中心处理模块b202，用于将接收到的各模块发送的信号根据预设算法进行运算处理后，将运算处理后得到的各控制命发送给相应模块；

所述驱动控制模块a301，用于接收中心处理模块的控制命令，驱动三相中至少一相的永磁开关5完成相应的开关动作；

所述驱动控制模块b301，用于接收中心处理模块的控制命令，驱动三相中至少一相的永磁开关5完成相应的开关动作；

交流信号采集模块103，用于采集所述三相的电压、电流信号，并将所述采集到所述三相的电压、电流信号发送给所述中心处理模块a201或中心处理模块b202；

开入信号采集模块104，用于采集设备的开关量输入信号，并将所述采集到的开关量输入信号发送给所述中心处理模块a201或中心处理模块b202。

上述控制器，通过交流信号采集模块103采集三相的电压、电流信号并将采集到的三相的电压、电流信号发送给中心处理模块，通过开入信号采集模块104采集设备的开关量输入信号，并将采集到的开关量输入信号发送给中心处理模块a201和中心处理模块b202，中心处理模块a201和中心处理模块b202根据预设算法进行预算处理后，选择中心处理模块a201为主模块，和驱动控制模块a301组成永磁主控制回路；中心处理模块b202是从模块，和驱动控制模块b301组成永磁备用控制回路。将运算处理后得到的各控制命发送给驱动控制模块，使驱动控制模块驱动三相中至少一相电的永磁开关5完成相应的开关动作，从而在需要分相操作时，永磁开关5双冗余高压断路器永磁开关控制器可以对三相进行分相控制，进而减少变压器励磁涌流，增长变压器的使用寿命。

在一种可能的实现方式中，所述开关量输入信号包括单相分合闸控制信号、三相分合闸控制信号、开关位置信息。

上述控制器，由于开关量信号可以为单相分合闸信号，从而可以对三相进行分相控制，进而减少变压器励磁涌流，增长变压器的使用寿命。

在一种可能的实现方式中，所述时钟模块106用于从外部获取标准时间，调整所述内部系统时间。

上述控制器，时钟模块106使该控制器的内部时间为标准时间，从而能够准确记录事件的时间。

在一种可能的实现方式中，所述直流信号采集模块102用于采集储能电容器的电压信号，并将采集到的储能电容器的电压信号发送给所述中心处理模块a201和中心处理模块b202；

和/或所述储能充放电控制模块4用于根据接收到的所述中心处理模块a201的第一控制命令给所述储能电容器充电、放电。

所述储能充放电控制模块4用于根据接收到的所述中心处理模块b的第一控制命令给所述储能电容器充电、放电。

上述控制器，由于永磁开关5需要电源为其供电才能进行开关动作，如果使用储能电容为永磁开关5供电的话，则在控制器还需要设置一个储能装置充电、储能、放电控制模块，控制储能电容为永磁开关5供电；在控制器中还可以设置一个直流信号采集模块102，用来采集储能电容器的电压信号，并将该信号发送给中心处理模块，从而控制储能电容的充电和放电。

在一种可能的实现方式中，所述通讯模块用于根据所述中心处理模块a201或中心处理模块b202和各模块进行通信交互；

上述控制器，通讯模块可以根据中心处理模块a201的第二控制命令和外部进行信息交互，从而方便和设备进行通讯。

所述人机交互模块105用于显示所述设备的运行状态，以及配置所述设备的运行参数。

在一种可能的实现方式中，所述双通道方式为有线连接或无线连接的任意一种，且所述无线通信包括4g、5g、nb-iot、zigbee或wifi的任意一种。

第二方面，本发明实施例提供一种双冗余高压断路器永磁开关控制方法，该方法包括：

s1:根据采集到的设备的开关量输入信号，确定永磁开关5的分合闸状态，其中所述永磁开关5为所述设备的三相中每相电对应的永磁开关5；

s2:根据所述中心处理模块a201和中心处理模块b202的通断情况判定主、从控制关系，确定主控模块与从控模块的通断。

s3:根据所述永磁开关5的分合闸状态以及三相的电压、电流信号，通过预设算法确定控制命令，并根据所述控制命令控制所述三相的至少一相电的永磁开关5的动作，其中所述三相为所述设备的三相；

上述方法，首先根据采集到的设备的开关输入信号，确定永磁开关5的分合闸状态，其中所述永磁开关5为所述设备的三相中每相对应的永磁开关5，再根据所述永磁开关5的分合闸状态以及三相的电压、电流信号，通过预设算法确定控制命令，并根据所述控制命令控制所述三相的至少一相电的永磁开关5的动作，其中所述三相为所述设备的三相。由于确定永磁开关5的分合闸状态是设备的三相中每相电对应的永磁开关5每相电对应的永磁开关5，根据控制命令控制三相的至少一相的永磁开关5动作，从而能够在需要分相操作时，对三相进行分相控制，进而减少变压器励磁涌流，增长变压器的使用寿命。

初始化时，信号通过通信模块101传输至中心处理模块a201与中心处理模块b202，根据预算法判定中心处理模块a201和中心处理模块b202，设置其中任意一个为主控模块，另一个为从控模块。

在上述方法中，所述确定永磁开关5的分合闸状态之前，还包括：通过获取到的标准时间，调整控制器内部的时间。

在一种可能的实现方式中，该方法还包括：

根据测试时确定的所述三相中任意一相永磁开关5的动作特性，通过预设算法，确定所述任意一相永磁开关5的动作时间控制补偿值，以使所述三相的三个永磁开关5动作时间特性一致。

若储能电容器的电压未达到预设电压值，且根据所述控制命令控制所述三相的至少一相电的永磁开关5闭合，则进行预警，记录预警信息。

上述方法，由于储能电容器的电压达到预设电压值时，永磁开关5才会闭合，如果储能电容器的电压未达到预设电压值，而三相的至少一相的永磁开关5闭合，则进行报警，并记录报警信息。

以上参照示出根据本申请实施例的方法、装置（系统）和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本申请。应理解，可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置，以产生机器，使得经由计算机处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块中所指定的功能/动作的方法。

相应地，还可以用硬件和/或软件（包括固件、驻留软件、微码等）来实施本申请。更进一步地，本申请可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码，以由指令执行系统来使用或结合指令执行系统而使用。在本申请上下文中，计算机可使用或计算机可读介质可以是任意介质，其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序，以由指令执行系统、装置或设备使用，或结合指令执行系统、装置或设备使用。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。