一種帶有快速出口回路的智能開關(guān)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種帶有快速出口回路的智能開關(guān)控制器，屬于智能變電站繼電保護技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在智能變電站中，一次設(shè)備包括互感器、斷路器等，二次設(shè)備按層次分為過程層、間隔層、站控層；其中，過程層設(shè)備包括合并單元、智能操作箱等；間隔層設(shè)備包括了繼電保護裝置、測控裝置等。
[0003]斷路器分合閘時所產(chǎn)生的涌流和過電壓等暫態(tài)沖擊不僅對斷路器本身與用戶設(shè)備產(chǎn)生危害，甚至還會引起繼電保護設(shè)備誤動，危害系統(tǒng)穩(wěn)定。鑒于此，智能變電站的用戶希望能采取措施減小開關(guān)操作過程中的暫態(tài)沖擊，例如國網(wǎng)公司在企業(yè)標準中提出可選擇智能控制器以減少暫態(tài)電壓和涌流。
[0004]同時，受限于就地安裝的戶外柜的柜體大小，戶外柜內(nèi)裝置安裝一般都過于緊湊，智能變電站的用戶有較強的意愿減少柜內(nèi)設(shè)備，采用集成的智能開關(guān)控制器實現(xiàn)此需求。智能開關(guān)控制器為實現(xiàn)選相控制功能提供了必要的信號采集基礎(chǔ)。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型目的是提供一種帶有快速出口回路的智能開關(guān)控制器，能夠準確執(zhí)行相位分合閘指令，精準控制出口動作的時機，從而減小沖擊，且系統(tǒng)高度集成。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]本實用新型的一種帶有快速出口回路的智能開關(guān)控制器，包括主控CPU模件和設(shè)有快速出口回路的快速出口模件，主控CPU模件與快速出口模件之間設(shè)有兩條通道；主控CPU模件包括微控制器和與微控制器相連接的FPGA芯片；快速出口回路包括繼電器跳閘出口回路和IGBT跳閘出口回路；快速出口模件還包括CPLD芯片和差分轉(zhuǎn)單端芯片；繼電器跳閘出口回路和IGBT跳閘出口回路分別由CPLD芯片和差分轉(zhuǎn)單端芯片驅(qū)動；微處理器與CPLD芯片連接，其通信內(nèi)容為編碼后的報文，F(xiàn)PGA芯片與差分轉(zhuǎn)單端芯片連接，其通信內(nèi)容為差分電平信號。
[0008]需要說明的是，本實用新型的創(chuàng)新點在于:微控制器、FPGA芯片、繼電器跳閘出口回路、IGBT跳閘出口回路、CPLD芯片和差分轉(zhuǎn)單端芯片各部件之間的連接關(guān)系。微控制器和FPGA芯片中涉及的程序為現(xiàn)有程序根據(jù)本實用新型的需要做的簡單變換。因此本實用新型屬于實用新型的保護客體。
[0009]手跳手合信號依次通過信號模件、開入模件接入主控CPU模件上的開關(guān)量輸入模件；測控跳合閘信號經(jīng)GOOSE直接傳遞給主控CPU模件。
[0010]繼電器跳閘出口回路特點在于耐受電壓高，但動作時間不確定度高。IGBT跳閘出口回路特征在于動作時間準確度高。兩者結(jié)合在一起，整體回路既有很可靠的耐受電壓性能，動作時間又完全確定，完全適合電力系統(tǒng)準確過零點操作斷路器的需求；本實用新型相對于傳統(tǒng)的合并單元和智能終端，在跳閘和合閘的時候，可以精準的找到交流輸電線路過零點精準時機進行分合閘，減小沖擊，且系統(tǒng)高度集成。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的工作原理圖；
[0012]圖2為本實用新型的信號傳送流程圖。
【具體實施方式】
[0013]為使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實施方式】，進一步闡述本實用新型。
[0014]參見圖1和圖2，本實用新型的一種帶有快速出口回路的智能開關(guān)控制器包括主控CPU模件、母版連接件和快速出口模件，且配套PC端軟件，可以調(diào)節(jié)智能開關(guān)控制器的動作參數(shù)，如時間，相位等。
[0015]主控CPU模件發(fā)出的分合閘指令，經(jīng)由微控制器和FPGA兩個芯片處理并同時通過不同的通道發(fā)出。
[0016]快速出口回路包括繼電器跳閘出口回路和IGBT跳閘出口回路，繼電器跳閘出口回路和IGBT跳閘出口回路分別由CPLD芯片和差分芯片驅(qū)動?？焖俪隹诨芈酚糜谔娲鷤鹘y(tǒng)的繼電器回路，時間上快速且準確進行斷路器控制。
[0017]主控CPU模件的微控制器與快速出口回路所在模件的CPLD芯片鏈接。其間的通信內(nèi)容為編碼后的報文。
[0018]主控CPU模件的FPGA芯片與快速出口回路所在模件的差分轉(zhuǎn)單端芯片鏈接。其間的通信內(nèi)容為差分電平信號。
[0019]主控CPU模件通過報文驅(qū)動出口回路上的CPLD芯片，進而控制出口繼電器開放，相當于出口啟動開放；同時，主控CPU模件通過差分導(dǎo)線直連控制IGBT芯片準時開放動作，最終完成整個出口回路的快速準確動作。與傳統(tǒng)的CPU控制繼電器出口方式相比，避免了不確定的環(huán)節(jié)，時間上非常準確。
[0020]繼電器跳閘出口回路特點在于耐受電壓高，但動作時間不確定度高。IGBT跳閘出口回路特征在于動作時間準確度高。兩者結(jié)合在一起，整體回路既有很可靠的耐受電壓性能，動作時間又完全確定，完全適合電力系統(tǒng)準確過零點操作斷路器的需求。
[0021]對于測控分合閘、手跳手合回路，采用選相分合功能，減小開關(guān)分合中的沖擊和損耗。手跳、手合信號接入信號板后，經(jīng)從動繼電器接入DI板，CPU獲取開入變位后，啟動選擇相位分合出口，測控跳合閘信號經(jīng)GOOSE直接傳遞給CPU，CPU獲取GOOSE變位后，啟動出口，以上均可以從快速出口回路跳閘，保證跳合閘相位準確。
[0022]對于保護跳合閘回路，直接出口，不經(jīng)選擇相位，以滿足實時性的要求。
[0023]相對于現(xiàn)有合并單元或者智能終端，其特點主要是增加快速出口模件，主要采用IGBT做為準確出口元器件，設(shè)計指標是動作時間離散性小于50 μ S。母板做相應(yīng)的調(diào)整，提供快速出口模件的接口，承載兩條并行的出口信號。CPU收到測控跳合閘或手跳、手合命令后，通過通信報文控制繼電器動作；同時，將跳閘命令傳遞給FPGA。FPGA收到跳合閘命令后，根據(jù)過零點預(yù)測，選擇合適的時刻(該功能為現(xiàn)有技術(shù)此處不再贅述)，通過差分控制IGBT動作。動作命令返回時，CPU通過通信報文控制繼電器返回；同時，將返回命令傳遞給FPGA。FPGA收到返回命令后，經(jīng)設(shè)定的延時，通過差分控制IGBT的關(guān)斷。
[0024]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種帶有快速出口回路的智能開關(guān)控制器，其特征在于，包括主控CPU模件和設(shè)有快速出口回路的快速出口模件，所述主控CPU模件與快速出口模件之間設(shè)有兩條通道； 所述主控CPU模件包括微控制器和與微控制器相連接的FPGA芯片； 所述快速出口回路包括繼電器跳閘出口回路和IGBT跳閘出口回路； 所述快速出口模件還包括CPLD芯片和差分轉(zhuǎn)單端芯片； 所述繼電器跳閘出口回路和IGBT跳閘出口回路分別由CPLD芯片和差分轉(zhuǎn)單端芯片驅(qū)動； 所述微處理器與CPLD芯片連接，其通信內(nèi)容為編碼后的報文，所述FPGA芯片與差分轉(zhuǎn)單端芯片連接，其通信內(nèi)容為差分電平信號。
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶有快速出口回路的智能開關(guān)控制器，包括主控CPU模件和設(shè)有快速出口回路的快速出口模件；主控CPU模件包括微控制器和與微控制器相連接的FPGA芯片；快速出口回路包括繼電器跳閘出口回路和IGBT跳閘出口回路；快速出口模件還包括CPLD芯片和差分轉(zhuǎn)單端芯片；繼電器跳閘出口回路和IGBT跳閘出口回路分別由CPLD芯片和差分轉(zhuǎn)單端芯片驅(qū)動；微處理器與CPLD芯片連接，其通信內(nèi)容為編碼后的報文，F(xiàn)PGA芯片與差分轉(zhuǎn)單端芯片連接，其通信內(nèi)容為差分電平信號。本實用新型整體回路既有很可靠的耐受電壓性能，動作時間又完全確定，適合電力系統(tǒng)準確過零點操作斷路器的需求。
【IPC分類】H02J13-00
【公開號】CN204442020
【申請?zhí)枴緾N201520162778
【發(fā)明人】趙謙, 劉穎, 陳福鋒, 李帥
【申請人】南京國電南自電網(wǎng)自動化有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月20日