一種鏈?zhǔn)絪vg鏈節(jié)控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)，包括FPGA控制器、鏈節(jié)控制器顯示電路、光纖接口電路、電源管理電路、電源檢測電路、超溫檢測電路、過溫檢測電路、超壓檢測電路、過壓檢測電路、采樣濾波電路、脈沖調(diào)理電路；其中電源管理電路、電源檢測電路、超溫檢測電路、過溫檢測電路、超壓檢測電路、過壓檢測電路、采樣濾波電路的信號輸出端與FPGA控制器的信號輸入端連接；鏈節(jié)控制器顯示電路、脈沖信號調(diào)理電路的信號輸入端分別與FPGA控制器的信號輸出端連接；光纖接口電路的信號輸入輸出端與FPGA控制器的信號輸入輸出端連接，本發(fā)明的鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)抗實現(xiàn)了對鏈節(jié)單元的狀態(tài)參數(shù)的實時監(jiān)測與調(diào)控，保證了鏈節(jié)單元的安全、穩(wěn)定、可靠的運行。
【專利說明】 一種鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)領(lǐng)域，特別是涉及一種對鏈節(jié)單元進行控制的鏈?zhǔn)絊VG控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]從上世紀(jì)80年代SVG(靜止無功發(fā)生器)被發(fā)明以來，中國、日本、美國、德國、法國等國的大公司和科研機構(gòu)，先后研制了各種電壓等級的SVG裝置，并已在電力系統(tǒng)中實際運行。SVG的裝置的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也多種多樣，目前實際主要應(yīng)用在SVG裝置中的有多重化結(jié)構(gòu)、二極管鉗位多電平結(jié)構(gòu)以及級聯(lián)多電平式結(jié)構(gòu)。級聯(lián)多電平式結(jié)構(gòu)早在上世紀(jì)70年代就己經(jīng)被提出來了，但是由于當(dāng)時電力系統(tǒng)無功補償和諧波治理主要集中在無源方面，有源技術(shù)還沒有成熟的應(yīng)用。隨著生產(chǎn)工藝的提高和電力用戶對電能質(zhì)量的要求增加，到90年代才開始把級聯(lián)多電平結(jié)構(gòu)應(yīng)用到SVG的場合，隨后對級聯(lián)多電平結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)進行了大量的應(yīng)用分析，充分挖掘出它在中高壓補償方面的優(yōu)勢，自此級聯(lián)式中高壓SVG得到廣泛的關(guān)注。
[0003]級聯(lián)式結(jié)構(gòu)的SVG由于具有高壓大功率輸出、低開關(guān)頻率以及低諧波污染等優(yōu)點，得到普遍重視和廣泛的研宄應(yīng)用。特別是應(yīng)用于風(fēng)電場、鋼鐵行業(yè)、光伏項目等場合，由于其能瞬時補充無功，能夠有效地防止電壓跌落、治理諧波，保障風(fēng)機、精煉爐等設(shè)備的正常運行。然而級聯(lián)式SVG的主要問題之一就是鏈節(jié)的多重化穩(wěn)定性問題，鏈節(jié)的穩(wěn)定可靠是級聯(lián)式SVG結(jié)構(gòu)是企業(yè)生產(chǎn)和調(diào)試主要部分，例如一臺1kV的級聯(lián)式SVG裝置有36個鏈節(jié)單元，而35kV的更是需要126個鏈節(jié)，保證鏈節(jié)的穩(wěn)定、安全、可靠可以說就是保證了產(chǎn)品質(zhì)量及系統(tǒng)安全。所以在鏈節(jié)應(yīng)用到鏈?zhǔn)絊VG裝置前要對每一個鏈節(jié)進行性能測試。鏈節(jié)單元作為鏈?zhǔn)絊VG的主要組成部分，它的性能直接決定了鏈?zhǔn)絊VG裝置在實際運行中的安全穩(wěn)定。同時它也決定了鏈?zhǔn)絊VG生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)效率和測試難度。由于鏈節(jié)控制器是鏈節(jié)單元的“大腦”，因此如何設(shè)計一款功能完善，抗干擾能力強，性能穩(wěn)定的鏈節(jié)控制系統(tǒng)成為核心問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)，用于解決上述技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明還提供一種利用上述鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)的鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制方法。
[0006]本發(fā)明的鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)，包括FPGA控制器、鏈節(jié)控制器顯示電路、光纖接口電路、電源管理電路、電源檢測電路、超溫檢測電路、過溫檢測電路、超壓檢測電路、過壓檢測電路、采樣濾波電路、脈沖調(diào)理電路；其中電源管理電路、電源檢測電路、超溫檢測電路、過溫檢測電路、超壓檢測電路、過壓檢測電路、采樣濾波電路的信號輸出端與FPGA控制器的信號輸入端連接；鏈節(jié)控制器顯示電路、脈沖信號調(diào)理電路的信號輸入端分別與FPGA控制器的信號輸出端連接；光纖接口電路的信號輸入輸出端與FPGA控制器的信號輸入輸出端連接；
[0007]所述鏈節(jié)控制器顯示電路用于實時顯示鏈節(jié)單元的狀態(tài)信息；所述光纖接口電路用于實現(xiàn)鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)與級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)之間的通信；電源管理電路用于實現(xiàn)強弱電的隔離控制；所述電壓檢測電路用于實時監(jiān)測系統(tǒng)強電狀態(tài)并反饋給FPGA控制器；超溫檢測電路與超溫溫度開關(guān)連接用于實時監(jiān)測鏈接單元是否超溫，并將檢測信號反饋給FPGA控制器；過溫檢測電路與過溫溫度開關(guān)連接用于實時監(jiān)測鏈接單元是否過溫，并將檢測信號反饋給FPGA控制器；超壓檢測電路通過與互感器連接用于實時監(jiān)系統(tǒng)外部直流電壓是否超壓，并將檢測信號反饋給FPGA控制器；過壓檢測電路通過與互感器連接用于實時監(jiān)系統(tǒng)外部直流電壓是否過壓，并將檢測信號反饋給FPGA控制器；脈沖信號調(diào)理電路用于實時接收FPGA控制器的控制信號通過鏈節(jié)單元IGBT控制電路控制鏈節(jié)單元，所述鏈節(jié)單元IGBT控制電路還與FPGA控制器的信號輸入端連接；采樣濾波電路通過互感器連接用于實時采集外部直流電壓值并反饋給FPGA控制器。
[0008]所述光纖接口電路包括兩路輸出光纖、四路輸入光纖，所述兩路輸出光纖用于將鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)采集的鏈節(jié)單元的信息傳輸給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)；所述四路輸入光纖用于將級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)的控制信號傳輸給鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)鏈節(jié)單元的IGBT驅(qū)動電路的控制。
[0009]所述鏈節(jié)控制器顯示電路包括第一指示至第九指示燈，電阻至電阻、轉(zhuǎn)換芯片，第一指示燈至第六指示燈的一端接地，另一端分別串聯(lián)電阻至電阻后接入轉(zhuǎn)換芯片，第七指示燈至第九指示燈的一端接地，另一端分別串聯(lián)電阻至電阻后接FPGA控制器。
[0010]所述采樣濾波電路包括電阻RlO至電阻R12、電容Cl至電容C3、第一二極管、第二二極管、第一運算放大器，所述第一二極管的正極接第一運算放大器的正極，負(fù)極接第一運算放大器的負(fù)極；所述第二二極管的正極接第一運算放大器的負(fù)極，負(fù)極接第一運算放大器的正極；電容Cl、電阻RlO并聯(lián)，一端接地，另一端接第一運算放大器的正極；第一運算放大器的輸出端依次串聯(lián)電阻R11、電阻R12，電容C2、電容C3串聯(lián)后并聯(lián)在電阻R12兩端，電容C2與電容C3之間接地。
[0011]所述的鏈節(jié)單元IGBT控制電路包括電阻R20至電阻R22、電容C5至C6、第四二極管、雙正與非驅(qū)動器和施密特觸發(fā)器；電阻R20的一端接雙正與非驅(qū)動器的第一引腳和第二引腳，雙正與非驅(qū)動器的第一引腳和第二引腳接輸入信號，電阻R21 —端接雙正與非驅(qū)動器的第引腳，另一端接電源正極，電阻R22與二極管D4并聯(lián)后串接在雙正與非驅(qū)動器的第三引腳和施密特觸發(fā)器的輸入端之間，施密特觸發(fā)器的輸入端與地之間串聯(lián)電容C6，施密特觸發(fā)器的電源和地之間串聯(lián)電容C5。
[0012]所述保護電路包括電阻R13至電阻R19、電容C4、第二運算放大器、第三運算放大器、第三二極管以及光電隔離器，電阻R13的一端接第二運算放大器的負(fù)極，電阻R14串聯(lián)在第二運算放大器的負(fù)極與輸出端之間，第二運算放大器的正極為輸入端，第二運算放大器的輸出端與第三運算放大器的負(fù)極之間串聯(lián)有電阻R15，電阻R16的一端與第三運算放大器的正極連接，電阻R17串聯(lián)在第三運算放大器的正極與輸出端之間，第三運算放大器的輸出端與光電隔離器的第一引腳之間串聯(lián)有電阻R18，光電隔離器的第一引腳接第三二極管的負(fù)極，第三二極管的正極接光電隔離器的第二引腳之間串聯(lián)有，光電隔離器的第四引腳接地，光電隔離器的第三引腳與地之間順序串聯(lián)有電阻R19和電容C4，電阻R19與電容C4之間接電源。
[0013]一種鏈節(jié)式SVG鏈節(jié)控制方法，其特征在于包括以下步驟:
[0014]S1、鏈節(jié)式SVG控制系統(tǒng)實時采集鏈節(jié)單元的狀態(tài)信息，并反饋給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)；
[0015]S2、級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)接收到鏈節(jié)式SVG控制系統(tǒng)實時采集鏈節(jié)單元的狀態(tài)信息，判斷鏈節(jié)單元是否故障，按照預(yù)設(shè)程序分析處理后形成相應(yīng)的控制指令給鏈節(jié)式SVG控制系統(tǒng)；
[0016]S3、鏈節(jié)式SVG控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的控制指令進行報警或者停機控制。
[0017]所述步驟S2中的鏈節(jié)單元故障包括IGBT故障、超壓故障、過壓故障、超溫故障、過溫故障和電源故障。
[0018]所述步驟S2中分析處理方法具體為:
[0019]IGBT故障分析:IGBT驅(qū)動模塊反饋信號通過濾波電路處理后送到FPGA控制器，當(dāng)FPGA控制器檢測到信號后，封鎖IGBT驅(qū)動模塊，使IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)，F(xiàn)PGA控制器鎖存故障信息并將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄；
[0020]超壓故障分析:直流電壓經(jīng)過互感器后，經(jīng)過濾波電路、比較電路后傳送到FPGA控制器，F(xiàn)PGA控制器檢測到信號后，封鎖IGBT驅(qū)動模塊，使IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)，F(xiàn)PGA控制器鎖存故障信息并將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄；
[0021]過壓故障分析:直流電壓經(jīng)過互感器后，經(jīng)過濾波電路、比較電路后傳送到FPGA控制器，F(xiàn)PGA控制器檢測到信號后，封鎖IGBT驅(qū)動模塊，使IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)，F(xiàn)PGA控制器鎖存故障信息并將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄；
[0022]超溫故障分析:超溫開關(guān)信號經(jīng)過濾波電路后傳送到FPGA控制器，F(xiàn)PGA控制器檢測到信號后，封鎖IGBT驅(qū)動模塊，使IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)，F(xiàn)PGA控制器鎖存故障信息并將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄；
[0023]過溫故障分析:過溫開關(guān)信號經(jīng)過濾波電路后傳送到FPGA控制器，F(xiàn)PGA控制器檢測到信號后，將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄；
[0024]電源故障分析:采用AC220V電源供電，通過電源管理電路給各個器件供電，強弱電分開處理，增加了裝置抗干擾能力；FPGA控制器通過電源檢測電路直接檢測AC220V供電，檢測到故障信號后，封鎖IGBT驅(qū)動模塊，使IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)，F(xiàn)PGA控制器鎖存故障信息并將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄。
[0025]本發(fā)明的有益效果為，通過鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)實時采集系統(tǒng)中的多個鏈節(jié)單元的狀態(tài)參數(shù)并反饋給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)，實現(xiàn)了對各個鏈節(jié)單元的運行狀態(tài)參數(shù)的實時監(jiān)控、調(diào)整，保證了整個系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠的運行。
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)作進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)的原理框圖；
[0028]圖2為鏈節(jié)控制器顯示電路原理圖；
[0029]圖3為采樣濾波電路原理圖；
[0030]圖4為鏈節(jié)單元IGBT控制電路原理圖；
[0031]圖5為保護電路原理圖。
【具體實施方式】
[0032]如圖1所示，本發(fā)明的鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)，包括FPGA控制器1、鏈節(jié)控制器顯示電路3、光纖接口電路2、電源管理電路4、電源檢測電路5、超溫檢測電路6、過溫檢測電路7、超壓檢測電路8、過壓檢測電路9、采樣濾波電路10、脈沖調(diào)理電路12 ;其中電源管理電路4、電源檢測電路5、超溫檢測電路6、過溫檢測電路7、超壓檢測電路8、過壓檢測電路9、采樣濾波電路10的信號輸出端與FPGA控制器I的信號輸入端連接；鏈節(jié)控制器顯示電路3、脈沖信號調(diào)理電路12的信號輸入端分別與FPGA控制器I的信號輸出端連接；光纖接口電路2的信號輸入輸出端與FPGA控制器I的信號輸入輸出端連接；
[0033]所述鏈節(jié)控制器顯示電路3用于實時顯示鏈節(jié)單元的狀態(tài)信息；所述光纖接口電路2用于實現(xiàn)鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)與級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)之間的通信；電源管理電路4用于實現(xiàn)強弱電的隔離控制；所述電源檢測電路5用于實時監(jiān)測系統(tǒng)強電狀態(tài)并反饋給FPGA控制器I ;超溫檢測電路6與超溫溫度開關(guān)16連接用于實時監(jiān)測鏈接單元是否超溫，并將檢測信號反饋給FPGA控制器I ;過溫檢測電路7與過溫溫度開關(guān)15連接用于實時監(jiān)測鏈接單元是否過溫，并將檢測信號反饋給FPGA控制器I ;超壓檢測電路8通過與互感器11連接用于實時監(jiān)系統(tǒng)外部直流電壓14是否超壓，并將檢測信號反饋給FPGA控制器I ;過壓檢測電路9通過與互感器11連接用于實時監(jiān)系統(tǒng)外部直流電壓14是否過壓，并將檢測信號反饋給FPGA控制器I ;脈沖信號調(diào)理電路12用于實時接收FPGA控制器I的控制信號通過鏈節(jié)單元IGBT控制電路13控制鏈節(jié)單元，所述鏈節(jié)單元IGBT控制電路13還與FPGA控制器I的信號輸入端連接；采樣濾波電路10通過互感器11連接用于實時采集外部直流電壓14值并反饋給FPGA控制器I。
[0034]光纖接口電路2包括兩路輸出光纖、四路輸入光纖，所述兩路輸出光纖用于將鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)采集的鏈節(jié)單元的信息傳輸給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)；所述四路輸入光纖用于將級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)的控制信號傳輸給鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)鏈節(jié)單元的IGBT驅(qū)動電路的控制。
[0035]FPGA控制器I將采集到的鏈節(jié)單元信息進行綜合處理后，通過一路輸出光纖傳送給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)，采用單獨一根光纖進行信號傳輸，能夠更加快速可靠保護鏈節(jié)單元。
[0036]FPGA控制器I將采集到的鏈節(jié)單元電壓和鏈節(jié)單元狀態(tài)信息進行綜合處理編碼，通過另一路輸出光纖送給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)。
[0037]FPGA控制器I接收四路輸入光纖的信息進行解碼，處理成為IGBT控制電路可以識別的指令信號，確定鏈節(jié)單元的工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)從SVG主控制器系統(tǒng)接受信息，并實現(xiàn)IGBT控制電路的控制工作。
[0038]如圖2所示，鏈節(jié)控制器顯示電路3包括第一指示燈LEDl至第九指示燈LED9，電阻Rl至電阻R9、轉(zhuǎn)換芯片，第一指示燈LEDl至第六指示燈LED6的一端接地，另一端分別串聯(lián)電阻Rl至電阻R6后接入轉(zhuǎn)換芯片，第七指示燈LED7至第九指示燈LED9的一端接地，另一端分別串聯(lián)電阻R7至電阻R9后接FPGA控制器。
[0039]FPGA控制器I將采集到的鏈節(jié)單元的所有信號經(jīng)過處理后，通過鏈節(jié)控制器顯示電路3上設(shè)計的指示燈顯示，實現(xiàn)對鏈節(jié)單元工作狀態(tài)的顯示功能。
[0040]如圖3所示，所述采樣濾波電路10包括電阻RlO至電阻R12、電容Cl至電容C3、第一二極管D1、第二二極管D2、第一運算放大器Y1，所述第一二極管Dl的正極接第一運算放大器Yl的正極，負(fù)極接第一運算放大器Yl的負(fù)極；所述第二二極管D2的正極接第一運算放大器Yl的負(fù)極，負(fù)極接第一運算放大器Yl的正極；電容Cl、電阻RlO并聯(lián)，一端接地，另一端接第一運算放大器Yl的正極；第一運算放大器Yl的輸出端依次串聯(lián)電阻R11、電阻R12，電容C2、電容C3串聯(lián)后并聯(lián)在電阻R12兩端，電容C2與電容C3之間接地。
[0041]直流電壓14經(jīng)過互感器11后，經(jīng)過采樣濾波電路10調(diào)理，A/D轉(zhuǎn)換電路，輸出串行數(shù)據(jù)傳送給FPGA控制器進行處理，實現(xiàn)鏈節(jié)單元電壓的采集工作。A/D轉(zhuǎn)換電路的核心器件采用的是12位的高速串行AD，功耗低、精度高、控制簡單，采樣濾波電路采用獨特的電壓比較回路，使得濾波調(diào)理過后的電壓更加準(zhǔn)確。
[0042]如圖4所示，鏈節(jié)單元IGBT控制電路包括電阻R20至電阻R22、電容C5至C6、第四二極管D4、雙正與非驅(qū)動器U2和施密特觸發(fā)器U3 ;電阻R20的一端接雙正與非驅(qū)動器U2的第一引腳I和第二引腳2，雙正與非驅(qū)動器U2的第一引腳I和第二引腳2接輸入信號，電阻R21 —端接雙正與非驅(qū)動器U2的第3引腳，另一端接電源正極，電阻R22與二極管D4并聯(lián)后串接在雙正與非驅(qū)動器U2的第3引腳和施密特觸發(fā)器U3的輸入端I之間，施密特觸發(fā)器U3的輸入端I與地之間串聯(lián)電容C6，施密特觸發(fā)器U3的電源和地之間串聯(lián)電容C5。
[0043]FPGA控制器I接受到的信號，通過鏈節(jié)單元IGBT控制電路13進行處理后發(fā)送到IGBT模塊驅(qū)動控制器，控制控制器工作，同時通過返回電路接受模塊驅(qū)動控制器的反饋信號，實現(xiàn)鏈節(jié)單元IGBT的控制功能。
[0044]上述實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)，還包括保護電路18。
[0045]如圖5所示，保護電路18包括電阻R13至電阻R19、電容C4、第二運算放大器Y2、第三運算放大器Y3、第三二極管D3以及光電隔離器Ul，電阻R13的一端接第二運算放大器Y2的負(fù)極，電阻R14串聯(lián)在第二運算放大器Y2的負(fù)極與輸出端之間，第二運算放大器Y2的正極為輸入端，第二運算放大器Y2的輸出端與第三運算放大器Y3的負(fù)極之間串聯(lián)有電阻R15，電阻R16的一端與第三運算放大器Y3的正極連接，電阻R17串聯(lián)在第三運算放大器Y3的正極與輸出端之間，第三運算放大器Y3的輸出端與光電隔離器Ul的第一引腳I之間串聯(lián)有電阻R18，光電隔離器Ul的第一引腳I接第三二極管D3的負(fù)極，第三二極管D3的正極接光電隔離器Ul的第二引腳2之間串聯(lián)有，光電隔離器Ul的第四引腳4接地，光電隔離器Ul的第三引腳3與地之間順序串聯(lián)有電阻R19和電容C4，電阻R19與電容C4之間接電源。
[0046]一種鏈節(jié)式SVG鏈節(jié)控制方法，其特征在于包括以下步驟:
[0047]S1、鏈節(jié)式SVG控制系統(tǒng)實時采集鏈節(jié)單元的狀態(tài)信息，并反饋給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)；
[0048]S2、級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)接收到鏈節(jié)式SVG控制系統(tǒng)實時采集鏈節(jié)單元的狀態(tài)信息，判斷鏈節(jié)單元是否故障，按照預(yù)設(shè)程序分析處理后形成相應(yīng)的控制指令給鏈節(jié)式SVG控制系統(tǒng)；
[0049]S3、鏈節(jié)式SVG控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的控制指令進行報警或者停機控制。
[0050]鏈節(jié)單元共有6種故障，分別為IGBT故障、超壓故障、過壓故障、超溫故障、過溫故障和電源故障。
[0051]IGBT故障:IGBT驅(qū)動模塊19反饋信號通過濾波電路處理后送到FPGA控制器1，當(dāng)FPGA控制器I檢測到信號后，封鎖IGBT驅(qū)動模塊19，使IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)，F(xiàn)PGA控制器I鎖存故障信息并將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄，以備進行故障查詢，此故障不可自動恢復(fù)。
[0052]超壓故障:直流電壓11經(jīng)過互感器后，經(jīng)過濾波電路、比較電路后傳送到FPGA控制器1，F(xiàn)PGA控制器I檢測到信號后，封鎖IGBT驅(qū)動模塊，使IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)，F(xiàn)PGA控制器I鎖存故障信息并將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄，以備進行故障查詢，此故障不可自動恢復(fù)。
[0053]過壓故障:直流電壓11經(jīng)過互感器10后，經(jīng)過濾波電路、比較電路后傳送到FPGA控制器1，F(xiàn)PGA控制器I檢測到信號后，封鎖IGBT驅(qū)動模塊，使IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)，F(xiàn)PGA控制器I鎖存故障信息并將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄，以備進行故障查詢，此故障可自動恢復(fù)。
[0054]超溫故障:超溫開關(guān)信號經(jīng)過濾波電路后傳送到FPGA控制器I，F(xiàn)PGA控制器I檢測到信號后，封鎖IGBT驅(qū)動模塊，使IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)，F(xiàn)PGA控制器I鎖存故障信息并將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄，以備進行故障查詢，此故障可自動恢復(fù)。
[0055]過溫故障:過溫開關(guān)信號經(jīng)過濾波電路后傳送到FPGA控制器I，F(xiàn)PGA控制器I檢測到信號后，將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄，以備進行故障查詢，此故障可自動恢復(fù)。
[0056]電源故障:采用AC220V電源17供電，通過電源管理電路4給各個器件供電，強弱電分開處理，增加了裝置抗干擾能力；FPGA控制器I通過電源檢測電路5直接檢測AC220V供電，檢測到故障信號后，封鎖IGBT驅(qū)動模塊，使IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)，F(xiàn)PGA控制器I鎖存故障信息并將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄，以備進行故障查詢，此故障可自動恢復(fù)。
[0057]以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括FPGA控制器(I)、鏈節(jié)控制器顯示電路⑶、光纖接口電路⑵、電源管理電路⑷、電源檢測電路(5)、超溫檢測電路(6)、過溫檢測電路(7)、超壓檢測電路⑶、過壓檢測電路(9)、采樣濾波電路(10)、脈沖調(diào)理電路(12);其中電源管理電路(4)、電源檢測電路(5)、超溫檢測電路(6)、過溫檢測電路(7)、超壓檢測電路(8)、過壓檢測電路(9)、采樣濾波電路(10)的信號輸出端與FPGA控制器⑴的信號輸入端連接；鏈節(jié)控制器顯示電路(3)、脈沖信號調(diào)理電路(12)的信號輸入端分別與FPGA控制器⑴的信號輸出端連接；光纖接口電路⑵的信號輸入輸出端與FPGA控制器⑴的信號輸入輸出端連接； 所述鏈節(jié)控制器顯示電路(3)用于實時顯示鏈節(jié)單元的狀態(tài)信息；所述光纖接口電路(2)用于實現(xiàn)鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)與級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)之間的通信；電源管理電路(4)用于實現(xiàn)強弱電的隔離控制；所述電壓檢測電路(5)用于實時監(jiān)測系統(tǒng)強電狀態(tài)并反饋給FPGA控制器(I);超溫檢測電路(6)與超溫溫度開關(guān)(16)連接用于實時監(jiān)測鏈接單元是否超溫，并將檢測信號反饋給FPGA控制器(I);過溫檢測電路(7)與過溫溫度開關(guān)(15)連接用于實時監(jiān)測鏈接單元是否過溫，并將檢測信號反饋給FPGA控制器(I);超壓檢測電路⑶通過與互感器(11)連接用于實時監(jiān)系統(tǒng)外部直流電壓(14)是否超壓，并將檢測信號反饋給FPGA控制器(I);過壓檢測電路(9)通過與互感器(11)連接用于實時監(jiān)系統(tǒng)外部直流電壓(14)是否過壓，并將檢測信號反饋給FPGA控制器⑴；脈沖信號調(diào)理電路(12)用于實時接收FPGA控制器⑴的控制信號通過鏈節(jié)單元IGBT控制電路(13)控制鏈節(jié)單元，所述鏈節(jié)單元IGBT控制電路(13)還與FPGA控制器(I)的信號輸入端連接；采樣濾波電路(10)通過互感器(11)連接用于實時采集外部直流電壓(14)值并反饋給FPGA控制器⑴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖接口電路(2)包括兩路輸出光纖、四路輸入光纖，所述兩路輸出光纖用于將鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)采集的鏈節(jié)單元的信息傳輸給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)；所述四路輸入光纖用于將級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)的控制信號傳輸給鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)鏈節(jié)單元的IGBT驅(qū)動電路的控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述鏈節(jié)控制器顯示電路(3)包括第一指示燈(LEDl)至第九指示燈(LED9)，電阻Rl至電阻R9、轉(zhuǎn)換芯片，第一指示燈(LEDl)至第六指示燈(LED6)的一端接地，另一端分別串聯(lián)電阻Rl至電阻R6后接入轉(zhuǎn)換芯片，第七指示燈(LED7)至第九指示燈(LED9)的一端接地，另一端分別串聯(lián)電阻R7至電阻R9后接FPGA控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣濾波電路(10)包括電阻RlO至電阻R12、電容Cl至電容C3、第一二極管(Dl)、第二二極管(D2)、第一運算放大器(Yl)，所述第一二極管(Dl)的正極接第一運算放大器(Yl)的正極，負(fù)極接第一運算放大器(Yl)的負(fù)極；所述第二二極管(D2)的正極接第一運算放大器(Yl)的負(fù)極，負(fù)極接第一運算放大器(Yl)的正極；電容Cl、電阻RlO并聯(lián)，一端接地，另一端接第一運算放大器Yl的正極；第一運算放大器Yl的輸出端依次串聯(lián)電阻R11、電阻R12，電容C2、電容C3串聯(lián)后并聯(lián)在電阻R12兩端，電容C2與電容C3之間接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的鏈節(jié)單元IGBT控制電路包括電阻R20至電阻R22、電容C5至C6、第四二極管D4、雙正與非驅(qū)動器U2和施密特觸發(fā)器(U3);電阻R20的一端接雙正與非驅(qū)動器(U2)的第一引腳(I)和第二引腳(2)，電阻R20的另一端接地，雙正與非驅(qū)動器(U2)的第一引腳(I)和第二引腳(2)接輸入信號，電阻R21 —端接雙正與非驅(qū)動器(U2)的第(3)引腳，另一端接電源正極，電阻R22與第四二極管(D4)并聯(lián)后串接在雙正與非驅(qū)動器(U2)的第3引腳和施密特觸發(fā)器(U3)的輸入端I之間，施密特觸發(fā)器(U3)的輸入端I與地之間串聯(lián)電容C6，施密特觸發(fā)器(U3)的電源和地之間串聯(lián)電容C5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的鏈?zhǔn)絊VG鏈節(jié)控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括保護電路包括電阻R13至電阻R19、電容C4、第二運算放大器(Y2)、第三運算放大器(Y3)、第三二極管(D3)以及光電隔離器(Ul)，電阻R13的一端接第二運算放大器(Y2)的負(fù)極，電阻R13的另一端接地，電阻R14串聯(lián)在第二運算放大器(Y2)的負(fù)極與輸出端之間，第二運算放大器(Y2)的正極為輸入端，第二運算放大器(Y2)的輸出端與第三運算放大器(Y3)的負(fù)極之間串聯(lián)有電阻R15，電阻R16的一端與第三運算放大器(Y3)的正極連接，電阻R16的另一端接參考電壓，電阻R17串聯(lián)在第三運算放大器(Y3)的正極與輸出端之間，第三運算放大器(Y3)的輸出端與光電隔離器(Ul)的第一引腳I之間串聯(lián)有電阻R18，光電隔離器(Ul)的第一引腳I接第三二極管(D3)的負(fù)極，第三二極管(D3)的正極接光電隔離器(Ul)的第二引腳2，光電隔離器(Ul)的第二引腳2接地，光電隔離器(Ul)的第四引腳4接地，光電隔離器(Ul)的第三引腳3與地之間順序串聯(lián)有電阻R19和電容C4，電阻R19與電容C4之間接電源。
7.一種鏈節(jié)式SVG鏈節(jié)控制方法，其特征在于包括以下步驟: 51、鏈節(jié)式SVG控制系統(tǒng)實時采集鏈節(jié)單元的狀態(tài)信息，并反饋給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)； 52、級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)接收到鏈節(jié)式SVG控制系統(tǒng)實時采集鏈節(jié)單元的狀態(tài)信息，判斷鏈節(jié)單元是否故障，按照預(yù)設(shè)程序分析處理后形成相應(yīng)的控制指令給鏈節(jié)式SVG控制系統(tǒng)； 53、鏈節(jié)式SVG控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的控制指令進行報警或者停機控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鏈節(jié)式SVG鏈節(jié)控制方法，其特征在于，所述步驟S2中的鏈節(jié)單元故障包括IGBT故障、超壓故障、過壓故障、超溫故障、過溫故障和電源故障。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鏈節(jié)式SVG鏈節(jié)控制方法，其特征在于，所述步驟S2中分析處理方法具體為: IGBT故障分析:IGBT驅(qū)動模塊(19)反饋信號通過濾波電路處理后送到FPGA控制器(I)，當(dāng)FPGA控制器(I)檢測到信號后，封鎖IGBT驅(qū)動模塊(19)，使IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)，F(xiàn)PGA控制器(I)鎖存故障信息并將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄; 超壓故障分析:直流電壓(11)經(jīng)過互感器后，經(jīng)過濾波電路、比較電路后傳送到FPGA控制器(1)，F(xiàn)PGA控制器(I)檢測到信號后，封鎖IGBT驅(qū)動模塊，使IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)，F(xiàn)PGA控制器(I)鎖存故障信息并將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄; 過壓故障分析:直流電壓(11)經(jīng)過互感器(10)后，經(jīng)過濾波電路、比較電路后傳送到FPGA控制器(I)，F(xiàn)PGA控制器(I)檢測到信號后，封鎖IGBT驅(qū)動模塊，使IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)，F(xiàn)PGA控制器⑴鎖存故障信息并將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄； 超溫故障分析:超溫開關(guān)信號經(jīng)過濾波電路后傳送到FPGA控制器(I)，F(xiàn)PGA控制器(I)檢測到信號后，封鎖IGBT驅(qū)動模塊，使IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)，F(xiàn)PGA控制器(I)鎖存故障信息并將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄； 過溫故障分析:過溫開關(guān)信號經(jīng)過濾波電路后傳送到FPGA控制器(I)，F(xiàn)PGA控制器(I)檢測到信號后，將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄； 電源故障分析:采用AC220V電源(17)供電，通過電源管理電路(4)給各個器件供電，強弱電分開處理，增加了裝置抗干擾能力；FPGA控制器(I)通過電源檢測電路(5)直接檢測AC220V供電，檢測到故障信號后，封鎖IGBT驅(qū)動模塊，使IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)，F(xiàn)PGA控制器(I)鎖存故障信息并將故障信息上傳給級聯(lián)式SVG裝置主控系統(tǒng)進行故障記錄。
【文檔編號】H02J3/18GK104466992SQ201410854296
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】邵澤華, 姜文東, 周娜娜 申請人:山東藍天電能科技有限公司