一种高压断路器选相投切控制系统的制作方法

本实用新型涉及电力系统设备领域，具体地，涉及一种高压断路器选相投切控制系统。

背景技术：

在一些高压电气研究试验中，如电力电容器内熔丝熔断试验中，需要模拟器件在工频电压特定相位处发生故障时的情况，尤其是峰值处的故障情况试验，并需要定时分断回路，尤其是断路器在高压试验和高压无功补偿装置的投切。

在电力无功补偿装置的投切中，最理想的方式就是：零电压投入，零电流分断。由此可以显著的降低操作过电压，降低设备故障率。这些试验情况下，都需要一种可以精准、稳定选择相位实现投切功能的高压设备。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种高压断路器选相投切控制系统。

根据本实用新型提供的一种高压断路器选相投切控制系统，包括：控制器、同步信号零点检测电路、驱动电路、断路器、状态反馈修正模块；

所述控制器分别与所述同步信号零点检测电路、驱动电路、状态反馈修正模块连接，所述驱动电路的输出端连接所述断路器的控制端，所述断路器还与所述状态反馈修正模块的输入端相连；

所述同步信号零点检测电路用于将外部固定频率正弦波信号转换为过零点可识别的数字参考信号发送至所述控制器；所述控制器根据外部输入获得投切相位和投切指令，并根据当前延迟参数、所述数字参考信号、所述投切相位确定延迟时间，在经过所述延迟时间后通过所述驱动电路控制所述断路器进行与所述投切指令对应的投切动作；所述状态反馈修正模块用于检测所述断路器的状态变化并向给所述控制器发送状态反馈信息，所述控制器还用于根据所述状态反馈信息对所述当前延迟参数进行修正。

作为一种优化方案，所述断路器包括永磁式分合闸线圈、电容储能模块和断路器动作机构；

所述驱动电路分别连接所述电容储能模块和所述永磁式分合闸线圈，所述断路器动作机构与所述永磁式分合闸线圈磁性可分离连接，所述驱动电路响应所述控制器的控制导通或断开所述电容储能模块对所述永磁式分合闸线圈的放电，从而控制所述断路器动作机构的动作。

作为一种优化方案，所述断路器包括弹簧式储能触发模块和断路器动作机构；

所述弹簧式储能触发模块包括电机、弹簧机构和电磁铁触发机构，所述电机通过所述电磁铁触发机构连接所述弹簧机构，所述电动机用于通过所述电磁铁触发机构带动所述弹簧机构拉伸至预定位置并锁定，所述电磁铁触发机构的控制端与所述驱动电路连接。

作为一种优化方案，还包括外部通信模块；所述外部通信模块与所述控制器相连，所述控制器通过所述外部通信模块与外部设备进行数据交换。

作为一种优化方案，所述外部设备包括人机交互触摸显示屏，和/或移动通信设备。

作为一种优化方案，所述控制器包括STM32系列单片机；

所述STM32系列单片机根据外部输入获得所述投切相位和投切指令，以自所述同步信号零点检测电路接收的数字参考信号为参考，输出分合闸信号至所述驱动电路。

作为一种优化方案，所述状态反馈修正模块包括位置传感器，该位置传感器用于感应所述断路器动作机构的位置生成所述状态反馈信息，并将所述状态反馈信息发送给所述控制器。

根据权利要求1所述的一种高压断路器选相投切控制系统，其特征在于，所述控制器还用于根据外部输入更新所述当前延迟参数。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型的高压断路器选相投切控制系统，结构简单，系统稳定，抗干扰能力强，解决了高压试验中对于合闸相位控制的要求问题，用在电力无功补偿装置的投切中，可以降低操作过电压和设备风险，兼顾弹簧式和永磁式两种断路器，较好的解决了永磁式断路器利用外部继电器控制分合闸不精确的问题，可以直接控制永磁式断路器的分合闸线圈。状态反馈修正模块的设计增加了对断路器的动作时间具有自动检测和修正功能，实现更加精确的相位选择。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是一种高压断路器选相投切控制系统的结构实施例。

具体实施方式

下文结合附图以具体实施例的方式对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，还可以使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本实用新型的范围和实质。

在本实用新型提供的一种高压断路器选相投切控制系统的实施例中，如图1所示，包括：控制器、同步信号零点检测电路、驱动电路、断路器、状态反馈修正模块；

所述控制器分别与所述同步信号零点检测电路、驱动电路、状态反馈修正模块连接，所述驱动电路的输出端连接所述断路器的控制端，所述断路器还与所述状态反馈修正模块的输入端相连；

所述同步信号零点检测电路用于将外部固定频率正弦波信号转换为过零点可识别的数字参考信号发送至所述控制器；所述控制器根据外部输入获得投切相位和投切指令，并根据当前延迟参数、所述数字参考信号、所述投切相位确定延迟时间，在经过所述延迟时间后通过所述驱动电路控制所述断路器进行与所述投切指令对应的投切动作；所述状态反馈修正模块用于检测所述断路器的状态变化并向给所述控制器发送状态反馈信息，所述控制器还用于根据所述状态反馈信息对所述当前延迟参数进行修正。

上述外部固定频率正弦波信号即与断路器投切的信号同步，能够通过对外部固定频率正弦波信号的零点检测获得待投切的信号的零点位置。所述控制器还用于根据外部输入更新所述当前延迟参数。

零点检测电路一般也称为过零检测电路，通常指的是在交流系统中，当波形从正半周向负半周转换时，经过零位时，系统作出的检测。可作开关电路或者频率检测。

作为断路器的一种可选的永磁式实施例，所述断路器包括永磁式分合闸线圈、电容储能模块和断路器动作机构；

所述驱动电路分别连接所述电容储能模块和所述永磁式分合闸线圈，所述断路器动作机构与所述永磁式分合闸线圈磁性可分离连接，所述驱动电路响应所述控制器的控制导通或断开所述电容储能模块对所述永磁式分合闸线圈的放电，从而控制所述断路器动作机构的动作。

作为断路器的另一种可选的弹簧式实施例，所述断路器包括弹簧式储能触发模块和断路器动作机构；

所述弹簧式储能触发模块包括电机、弹簧机构和电磁铁触发机构，所述电机通过所述电磁铁触发机构连接所述弹簧机构，所述电动机用于通过所述电磁铁触发机构带动所述弹簧机构拉伸至预定位置并锁定，所述电磁铁触发机构的控制端与所述驱动电路连接。

所述弹簧式储能触发模块的工作原理为：由电动机带动的将弹簧机构拉伸并锁定位置，从而储存弹簧弹性势能，电磁铁触发机构受驱动电路发来的电信号控制后解锁并释放弹簧机构，弹簧机构复位时带动断路器动作机构进行动作完成分合闸操作。

作为一种实施例，可以同时包括上述永磁式实施例和弹簧式实施例，即一个断路器中设置两类控制机构来驱动断路器动作机构，互为备份的配置能够避免某一种控制机构故障造成的控制失效。

如图1所示，系统还包括外部通信模块；所述外部通信模块与所述控制器相连，所述控制器通过所述外部通信模块与外部设备进行数据交换。所述外部设备包括人机交互触摸显示屏，和/或移动通信设备。由此实现了断路器状态的实时显示、当前延迟参数的预设以及投切指令、投切相位的发送。

所述控制器包括STM32系列单片机；所述STM32系列单片机根据外部输入获得所述投切相位和投切指令，以自所述同步信号零点检测电路接收的数字参考信号为参考，输出分合闸信号至所述驱动电路。

所述状态反馈修正模块包括位置传感器，该位置传感器用于感应所述断路器动作机构的位置生成所述状态反馈信息，并将所述状态反馈信息发送给所述控制器。位置传感器可以是接近开关、接触开关等常用的位置感应电路。

作为一种可选的实施例，外部正弦波信号经过同步信号零点检测模块，转换为过零点可识别的数字信号传入单片机。单片机从人机交互界面或外部通信模块接收到延迟调节参数。状态反馈模块反馈断路器此时的状态，当单片机从人机交互界面或者外部通信模块收到分、合闸命令时，以参考信号的零点为起点，经过预定的延迟加上调节参数后，输出分、合闸信号；驱动电路接收到分闸或者合闸信号后，直接驱动弹簧储能式断路器触发模块；或对永磁式断路器，将电容储能模块对永磁式断路器分闸或合闸线圈放电，带动断路器动作机构动作。之后状态反馈修正模块会将开关动作完成信号反馈给单片机，单片机记录从动作信号发出到动作完成的延迟时间，与记忆在单片机内部的历史数据进行比较，按照统计方法逐渐修正原有的延迟参数。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。