[发明专利]一种有载调压分接开关操作控制装置及其控制方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种有载调压分接开关的控制技术领域，特别是涉及一种有载 调压分接开关操作控制装置及其控制方法。

背景技术：

有载调压分接开关分接变换电动操作机构(以下简称操作机构)的主要功 能是控制有载分接开关的切换操作，实现有载调压的电动控制。现有的有载分 接开关操作机构从控制方式上基本可分为电气式和电子智能式两类，其基本功 能包括：1、逐级操作；2、分接位置就地显示和远方输出；3、操作电机的电 气保护；4、操作过程中掉电，上电后自动完成上次操作；5、1-N/N-1操作 互锁；5、操作超时自关断，防止连动；6、操作过程中闭锁操作信号输入。

现有的电气式和电子智能式操作机构控制原理说明如下：

电气式操作机构通过按钮、接触器、中间继电器等电气元件，控制电机启 动、正转/反转，停止，带动有载开关操作转轴旋转动作，旋转一定圈数，安 装在一定位置的行程开关动作，电机被关停，从而实现变换一级有载调压变压 器抽头。整个操作过程中通过与操作转轴相连的齿轮机构带动编码尼龙盘动 作，以获取二进制码或格雷码输出的分接位置信息并传送到远方。通过时间继 电器设定操作超时时间来防止有载开关连动(一级切换操作完成后，操作仍不 停止)。通过空气开关，热继电器来实现对操作电机的短路和过热保护。通过 反向制动的形式迅速制动电机。

电子智能式操作机构通过智能电子装置替代若干接触器、中间继电器、时 间继电器等电气元件，实现对操作电机的启动、停止、正转/反转控制，带动 操作转轴旋转动作，通过与操作转轴同步旋转的编码尼龙盘或光电编码器，获 取二进制码或格雷码形式输出的分接位置信息传送到智能电子装置，智能电子 装置得到分接位置信息后，判断分接位置已变化一级发出停止信号关停操作电 机，从而实现变换一级有载调压变压器抽头。通过智能电子装置编程写定的操 作超时时间来防止有载开关连动(一级切换操作完成后，操作仍不停止)。通 过空气开关，热继电器来实现对操作电机的短路和过热保护。智能电子装置通 过EEPROM(能够掉电保存数据)存储操作未完成信息，从而实现操作过程 中掉电，上电后自动完成上次操作；通过反向制动的形式迅速停止电机。

现有的电气式和电子智能式操作机构虽然在功能上均能满足有载调压分 接开关分接变换电动操作，并且电子智能式操作机构在性能上比之电气式操作 机构有一定的改进和提高，但现有的电气式和电子智能式操作机构在性能、可 靠性、使用寿命等方面仍存在以下缺点：

1、可靠性差，故障率高。电气式操作机构为实现有载调压分接开关电动 操作机构的功能和性能要求，配套了较多复杂繁琐的机械连动部件，并使用了 大量的分立电气元件如空开、接触器、中间继电器、时间继电器、行程开关、 热继电器等，造成易发故障点多，可靠性差，同时造成生产加工复杂，调试， 维护困难。现有电子智能式操作机构虽然集成了一定控制功能，减少了部分接 触器、中间继电器、时间继电器、行程开关等分立电气元件的使用，但由于其 通过光电式编码器输出二进制码或格雷码形式的有载开关档位信息，并作为操 作电机停止信号，造成信号连线较多，易产生接触不良现象，如果某位二进制 码或格雷码传输线断线，将造成该档位操作产生连动故障。

2、操作次数有限，尤其在需频繁操作场合。电气式操作机构由于某些分 立元件的电寿命动作次数有限，造成操作机构总体操作次数有限。电气式与电 子智能式操作机构为实现操作电动机的准确定位，均直接启动电机，采用反向 制动的方式关停电机，反向制动虽然有效，迅速，但电机全速运行后停止时惯 性较大，所以反向制动产生的电流很大，幅值可达到堵转电流的两倍，此脉冲 电流对电动机和驱动器件都非常有害，频繁操作时，容易使电机过热，击穿电 机驱动回路和烧毁电机。

3、保护、报警功能不完善。电气式和电子智能式操作机构在操作保护中 均通过设定操作超时时间来防止有载开关连动，即当超过操作超时时间，电机 停止信号仍未到来，自动停止操作电机运行。但当电机停止信号失效情况下， 由于电机旋转速度受其供电电压和频率的影响，所以通过设定固定的操作超时 时间并不能使电机完成一档操作后精确停车定位，极易造成过档，长期操作过 档将极大影响有载开关动作弹簧的使用寿命。电动机电气保护过于简单，无齐 备的过流、过压、短路、过热保护和报警功能。

4、有载分接开关档位信息的采集和传送方式可靠性不高，分辨率低，连 线太多，不适合长距离信号传输。