多断口光控真空断路器的同步控制系统的设计与实现

《多断口光控真空断路器的同步控制系统的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第32卷第11期电力自动化设备Vol．32No．112012年11月ElectricPowerAutomationEquipmentNov.2012多断口光控真空断路器的同步控制系统的设计与实现邱进121111，陈轩恕，陈江波，何妍，许晶，徐思恩（1.中国电力科学研究院，湖北武汉430074；2.国网电力科学研究院，湖北武汉430074）摘要：设计与实现了一种多断口光控真空断路器的同步控制系统。该系统的硬件以数字信号处理器（DSP）与现场可编程门阵列（FPGA）为核心，采用母线背板与功能插板结合的硬件架构；软件实现了电压／电流零点检测算法，设计了控制系

2、统与光控真空断路器的光纤通信协议，完善了同步控制算法。电磁兼容实验结果和同步开断实验结果表明，所设计的系统具有良好的电磁兼容性，很好地满足了多断口光控真空断路器对信号处理的实时性要求，能较好地完成多端口断路器的同步操作。关键词：同步；控制；真空；断路器；数字信号处理器；现场可编程门阵列；光纤中图分类号：TM501；TM561文献标识码：B文章编号：1006-6047（2012）11－0150－05维护，本系统的硬件构架将母线背板和各个功能插板0引言相结合，如图1所示。随着电网规模的发展，电力系统将面临故障电流人机界面超标的问题［1］，大容量断路器的制造

3、属极端制造技母线背板术，涉及到复杂的电、磁、热、等离子体、机械运动等相互之间存在紧密耦合的过程的分析，由于材料、加信开光工工艺等方面的诸多限制，在传统的结构型式下，进入主纤号／控调通一步提高单体断路器的开断容量，无论是设计还是加开制理信出板工制造的工艺要求方面，都有很高的技术难度［2］。板板板采用断路器串／并联技术是一种提高断路器开图1同步控制系统硬件结构图断容量的直观途径［3］，由于串／并联多断口之间的差Fig．1Hardwarestructureofsynchronization异，会造成开断大故障电流的过程中各断口之间电controlsystem

4、压、电流分配不均，导致开断失败甚至断路器爆炸等母线背板主要完成系统数据线、地址线等信号的严重故障［4-5］。同步控制系统通过相应的软／硬件设连接功能；信号调理板检测电网实际电压电流参数，计能够减小甚至消除该种情况，同时能有效抑制分合完成模拟／数字转换；开入／开出板将外部开关信号闸过程中产生的过电压、过电流的幅值，减小其对电如手动分合闸操作信号输入到系统，同时将系统信号网的冲击［6-8］。输出到外部继电器或可编程逻辑控制器（PLC）装置；本文以多个断路器模块（40.5kV／5kV／40kA）主控制板完成系统运算、控制功能；光纤通信板完成经串／并联构造出新

5、一代大容量高压断路器（126kV／与各个光控模块的光纤通信功能，其包含光纤接收模2.5kA／40kA）为目标，设计一套完善的同步控制系块和光纤发送模块，分别用来读取各个模块的状态信统，该系统可通过光纤同时控制多个断路器模块，集息和发送各个模块的分合闸指令信号；人机界面实时监控功能于一体，具有可靠性高、抗干扰能力强等显示、修改系统的主要状态参数。优点。1.1同步控制器的工作原理1同步控制系统的设计多断口光控真空断路器的同步控制系统既要能执行手动的分合闸操作还要能根据电网实际运行情为了提高系统的可靠性，同时便于调试、检修和况执行自动分合闸操作。收稿日期：2

6、011－08－29；修回日期：2012－09－17当同步控制系统接收到外部通过开入／开出板输基金项目：“十一五”国家科技支撑计划资助项目（2009BAA-入的分合闸信号或是信号检测模块发现系统出现过流19B03）；国家电网公司科技攻关项目（SG0846）ProjectsupportedbytheScientificandTechnicalSupporting时，数字信号处理器（DSP）主控制模块启动同步操作相ProgramsofChinaduringthe11thFive-yearPlanPeriod应的计算、检测和显示功能，完成对输入信号的分析（20

7、09BAA19B03）andKeyProjectsofStateGridCorporationofChina（SG0846）处理，执行同步操作算法，计算各个光纤断路器模块第11期邱进，等：多断口光控真空断路器的同步控制系统的设计与实现的延时时间，光纤通信模块板上的现场可编程门阵列磨损等）的变化使得永磁机构每次的动作时间并不是FPGA（FieldProgrammableGateArray）接收到延时固定不变的，因此，如何准确预测出永磁机构下次的数据后在其内部产生相应的延时后发送各个光纤断动作时间是实现同步分合控制的关键；路器模块的分合闸指令，完成同步操作

8、，如图2所示。b.同步控制系统必须能获取系统电压或电流过1.2同步控制系统的硬件实现零点的准确