隔离开关电机操动机构多信号随动控制装置的制作方法

[0001]
本实用新型属于电力设备智能化控制领域，尤其涉及一种隔离开关电机操动机构多信号随动控制装置，具体的是一种550kv隔离开关电机操动机构多信号随动控制装置。


背景技术：

[0002]
550kv隔离开关分合空载短母线时，由于触头运动速度难以实时调节，触头间将产生多次重击穿，引发高频电弧，电弧在熄灭和重燃过程中，触头间隙的电压在纳秒级内发生变化，产生陡变的行波，在气体绝缘金属封闭开关设备（gas insulated switchgear，gis）波阻抗变化的节点发生多次折反射和叠加现象，形成幅值高（最高可达3p.u.）、波前陡（3~100ns）、频率高（可达100mhz）的快速暂态过电压（very fast transient overvoltage，vfto）。对gis及其临近电气设备绝缘产生严重威胁，干扰其正常运行，威胁运行人员安全。电机操动机构作为一种新型操动机构，符合隔离开关智能化的发展要求，该操动机构采用新型设计理念，即将驱动电机主轴与隔离开关传动轴相连，利用电机的输出转矩直接驱动触头运动，完成隔离开关分合闸操作，为实现隔离开关调速抑制vfto提供了可能。但是目前尚无可靠、有效、安全的控制装置和方法实现电机操动机构的随动控制，难以实时调节隔离开关动触头运动速度，限制了调速抑制vfto技术的深入发展。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型针对上述现有技术中存在的问题，提供一种隔离开关电机操动机构多信号随动控制装置。其目的是为了提供一种结构简单，操作方便，能够实现550kv隔离开关动触头运动速度的实时调节，为减少触头间隙重击穿次数，降低vfto幅值，减少对电气设备绝缘冲击提供技术支持。
[0004]
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0005]
隔离开关电机操动机构多信号随动控制装置，由上位机控制显示单元与dsp中央处理器相连接；信号处理单元与dsp中央处理器的另一端相连接；储能电容充放电单元与dsp中央处理器和储能电容组双向连接；igbt隔离驱动单元的一端与dsp中央处理器相连接，igbt隔离驱动单元的另一端与驱动控制单元相连接；多信号检测单元的一端与信号处理单元相连接，多信号检测单元的另一端与驱动电机绕组相连接；交流380v电源与三相调压器相连接，三相调压器的另一端与储能电容器组相连接；储能电容器组的另一端与驱动控制单元相连接；驱动控制单元的另一端与驱动电机绕组相连接；隔离开关触头行程检测单元与多信号检测单元的一端相连接。
[0006]
所述上位机控制显示单元的输入端与dsp中央处理器的输出端相连接；信号处理单元的输出端与dsp中央处理器的一路输入端相连接；储能电容充放电单元的一路输入/输出端与dsp中央处理器的一路输入/输出端相连接；储能电容充放电单元的另一路输入/输出端与储能电容组相连接；igbt隔离驱动单元的一路输入端与dsp中央处理器的一路输出端相连接；igbt隔离驱动单元的输出端与驱动控制单元的输入端相连接。
[0007]
所述多信号检测单元的输出端与信号处理单元的输入端相连接；多信号检测单元的输入端与驱动电机绕组的输出端相连接。
[0008]
所述交流380v电源的输出端与三相调压器的输入端相连接，三相调压器的输出端与储能电容器组的输入端相连接；储能电容器组的输出端与驱动控制单元的输入端相连接；驱动控制单元的输出端与驱动电机绕组相连接。
[0009]
所述隔离开关触头行程检测单元与多信号检测单元的一路输出端相连接。
[0010]
所述隔离开关包括550kv隔离开关或252kv隔离开关或126kv隔离开关或40.5kv隔离开关或12kv隔离开关。
[0011]
所述储能电容器组包括多组储能电容器。
[0012]
所述储能电容器组根据不同电压等级隔离开关的机械负载特性差异，还可以为4组或8组或16组储能电容器。
[0013]
本实用新型具有以下有益效果及优点：
[0014]
本实用新型具有结构简单，操作方便的特点，使用时可以通过实时检测550kv隔离开关分合闸操过程中触头运动速度、电机操动机构绕组电流、驱动电机主轴旋转角度等多种信号，经过信号处理后传递至dsp中央处理器，将触头运动行程与预设行程曲线进行对比，计算得到随动跟踪误差，采用脉宽调制（pulse width modulation，pwm）方法，控制隔离开关触头运动速度，保证良好的随动跟踪特性，为突破现有vfto抑制方法的局限性，提高高压、超高压隔离开关智能化操作水平奠定基础。
[0015]
本实用新型适用于电力设备生产、制造、应用企业，可以为抑制vfto幅值，降低对电力设备绝缘冲击提供技术支持。
附图说明
[0016]
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0017]
图1是本实用新型的总体结构框图。
[0018]
图中：上位机控制显示单元1，dps中央处理器2、信号处理单元3、储能电容充放电单元4、igbt隔离驱动单元5，多信号检测单元6，三相调压器7，储能电容器8，驱动控制单元9，驱动电机绕组10，隔离开关触头行程检测单元11。
具体实施方式
[0019]
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0021]
下面参照图1描述本实用新型一些实施例的技术方案。
[0022]
实施例1
[0023]
本实用新型实施例提供一种隔离开关电机操动机构多信号随动控制装置，如图1
所示，图1是本实用新型的总体结构框图。
[0024]
本实用新型包括上位机控制显示单元1，dps中央处理器2、信号处理单元3、储能电容充放电单元4、igbt隔离驱动单元5，多信号检测单元6，三相调压器7，储能电容器8，驱动控制单元9，驱动电机绕组10及隔离开关触头行程检测单元11。
[0025]
其中，所述上位机控制显示单元1的输入端与dsp中央处理器2的输出端相连接；信号处理单元3的输出端与dsp中央处理器2的一路输入端相连接；储能电容充放电单元4的一路输入/输出端与dsp中央处理器2的一路输入/输出端相连接；储能电容充放电单元4的另一路输入/输出端与储能电容组相连接；igbt隔离驱动单元5的一路输入端与dsp中央处理器2的一路输出端相连接；igbt隔离驱动单元5的输出端与驱动控制单元9的输入端相连接；多信号检测单元6的输出端与信号处理单元3的输入端相连接；多信号检测单元6的输入端与驱动电机绕组10的输出端相连接；交流380v电源的输出端与三相调压器7的输入端相连接；三相调压器7的输出端与储能电容器组的输入端相连接；储能电容器组的输出端与驱动控制单元9的输入端相连接；驱动控制单元9的输出端与驱动电机绕组10相连接；550kv隔离开关触头行程检测单元11与多信号检测单元6的一路输出端相连接。
[0026]
实施例2
[0027]
本实用新型还提供一种实施例，除上述实施例的技术特征，本实施例进一步包括以下技术特征：
[0028]
所述的隔离开关进一步的包括550kv隔离开关、252kv隔离开关、126kv隔离开关、40.5kv隔离开关和12kv隔离按开关，在应用于不同电压等级隔离开关时，应对隔离开关触头行程检测单元11的检测量程进行选择。
[0029]
实施例3
[0030]
本实用新型还提供一种实施例，除上述实施例的技术特征，本实施例进一步包括以下技术特征：
[0031]
所述的储能电容器组包括多组储能电容器8，具体实施时至少需要包括一组以上的储能电容器8。根据不同电压等级隔离开关的机械负载特性差异，具体还可以为4、8、16组。
[0032]
实施例4
[0033]
本实用新型还提供一种实施例，利用一种隔离开关电机操动机构多信号随动控制装置具体实施时，具体过程包括以下操作过程：
[0034]
步骤1：交流380v电源通过三相调压器对储能电容器组进行充电，当满足电压值要求后，储能电容充放电单元控制储能电容器组结束充电；
[0035]
步骤2：dps中央处理器发出550kv隔离开关分合闸操作命令，经igbt隔离驱动单元处理后传递至驱动控制单元；
[0036]
步骤3：驱动控制单元将储能电容器组中的电能传递至驱动电机绕组，驱动电机主轴通过传动机构带动550kv隔离开关触头运动；
[0037]
步骤4：550kv隔离开关触头行程检测单元实时监测触头运动行程信号，传递至多信号检测单元，驱动电机绕组电流信号传递至多信号检测单元；
[0038]
步骤5：多信号检测单元将多项信号传递至信号处理单元，经信号处理后传递至dps中央处理器；
[0039]
步骤6：dps中央处理器将实测得到的触头行程信号与预设行程曲线进行对比，计算随动跟踪误差，经igbt隔离驱动单元处理后传递至驱动控制单元；
[0040]
步骤7：驱动控制单元调整驱动电机绕组电流，控制驱动电机转速，调整隔离开关触头运动速度，修正随动跟踪误差，直至隔离开关操作结束；
[0041]
步骤8：切断电源，记录相关数据。
[0042]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。