[发明专利]具有选相控制和自录波功能的智能开关控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压电器及电力领域，特别是关于一种具有选相控制和自录波功能的智能开关控制装置及方法。

背景技术

目前，高压开关的二次控制系统仍采用大量的分立继电器来实现控制功能，即使是目前的智能开关其内部的二次控制系统仍保留有大量的继电器和连接电缆，所谓的智能开关仅仅是一次设备和智能元件的简单堆积罢了。

现有的开关控制装置，通过GOOSE网实现开关与间隔层装置的信息交互。开关控制装置接收GOOSE控制命令并执行，若需实现选相控制功能还需配套使用一个选相控制装置。

现有的选相控制装置和开关控制装置不具有录波功能，由专门的故障录波装置来实现。选相控制装置使用时需根据控制开关的具体特性进行参数设置，在调试的过程中，需外接额外的录波装置来配合使用才能实现最终的参数配置。

现有的开关控制装置需配合开关上固有的二次控制系统才能使用，二次控制系统占据了大量的开关空间，严重影响开关的小型化发展。同时，采用继电器实现的控制系统也浪费了大量的电缆。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种结构简单、操作方便的具有选相控制和自录波功能的智能开关控制装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具有选相控制和自录波功能的智能开关控制装置，包括间隔层通信单元：获取GOOSE命令，发送给信息管理模块；开关动作执行单元：接收信息管理模块的命令，通过电缆与开关的执行元件相连来控制开关的分合及储能；参考电压采集单元：通过电缆采集母线电压用作选相控制基准，将母线电压发送给选项控制模块；选项控制模块：根据接收到的母线电压从中提取过零点的时间以及母线电压的波形，其中，过零点的时间命令发送给开关控制模块，母线电压波形发送给信息管理模块；信息管理模块：接收间隔层通信单元发送的GOOSE命令以及选项控制模块发送的母线电压的波形，其中，GOOSE命令发送给开关控制模块，母线电压的波形发送给动作波形记录模块；动作波形记录模块：接收信息管理模块发送的母线电压波形并存储；开关控制模块：接收信息管理模块发送的GOOSE命令以及选项控制模块发生的过零点时间命令，输出开关动作指令，通过选项控制模块发送给信息管理模块，进而通过开关动作执行单元控制开关动作。

作为本发明的优选实施例，所述智能开关控制装置进一步包括有获取开关状态量信息的开关信息采集单元以及记录开关动作的动作日志记录模块，所述开关状态量信息通过开关信息采集单元发送给信息管理模块，然后输出给间隔层通信单元，当开关有动作发生时，所述动作被动作日志记录模块记录。

作为本发明的优选实施例，所述智能开关控制装置进一步包括有：反馈电流采集单元：通过电缆采集系统的一次电流，用于选相控制的自适应环境下，回测断路器的实际合闸或者分闸时间；控制电压采集单元：采集开关控制电压；温湿度采集单元：采集温湿度信息；所述反馈电流采集单元、控制电压采集单元，以及温湿度采集单元的输出端分别连接在选项控制模块的输入端。

作为本发明的优选实施例，所述间隔层通信单元采用100M/1000M以太网，接口采用通用的LC接口光模块，通信协议采用标准的GOOSE协议。

一种具有选相控制和自录波功能的智能开关控制装置的控制方法，包括以下步骤：（1）参考电压采集单元采集母线电压，发送给选项控制模块；（2）间隔层通信单元发送GOOSE命令给信息管理模块；（3）选项控制模块从母线电压中提取电压波形和电压过零点的时刻，将电压波形发送给信息管理模块，将电压过零点的时刻发送开关控制模块；（4）信息管理模块将接收到的母线电压的波形发送给动作波形记录模块，将GOOSE命令发送给开关控制模块；（5）当开关控制模块同时接收到GOOSE命令和母线电压过零点的时刻后，发送开关动作指令给选项控制模块，选项控制模块将开关动作指令通过信息管理模块发送给开关动作执行单元，从而控制开关的动作。

作为本发明的优选实施例，所述选项控制模块提取母线电压波形和母线电压过零点的时刻是通过FPGA实现的。

作为本发明的优选实施例，所述参考电压采集单元通过ADC芯片将来自电压互感器的母线电压值转化为FPGA可识别的信号，然后发送给选相控制模块，选相控制模块根据该信号确定母线电压的过零值作为最佳的动作时间。

作为本发明的优选实施例，所述选相控制模块接收来自反馈电流采集单元、控制电压采集单元以及温湿度采集单元转化的负载电流、控制电源电压以及开关的温湿度值，用以修正最佳动作时间。