[发明专利]一种智能选相控制器设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能选相控制器设备，属于智能变电站继电保护技术领域。

背景技术

随着智能变电站的发展，IEC 61850技术逐渐成熟，传统的选相控制器已不能满足现阶段发展需要。在传统变电站中，开出模件采用继电器出口，离散型大，时间难以确定，不能满足快速出口。现有技术采用以下方法实现断路器在过零点处跳闸、合闸：保护设备是采集电压/电流模拟交流量，计算出电压/电流的过零点时刻，触发IGBT动作，控制断路器的跳闸、合闸，该方法断路器在分、合闸过程中所产生的涌流冲击或暂态过电压，减小了电气设备的使用寿命。

相关技术术语的名词解释如下：

合并单元：主要功能是同步采集一次设备的电流或电压模拟信号，经A/D数据处理后通过IEC 61850-9-2LE协议以每周波80个点的采样率发送SVSsample Value)报文给间隔层装置。

智能终端：主要功能是采集开关输入量、开关输出量信息，通过GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event)报文上传给间隔层装置，并接收GOOSE报文实现跳闸等功能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种智能选相控制器设备，减少了断路器在分、合闸过程中所产生的涌流冲击或暂态过电压，提高了电气设备的利用率。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的一种智能选相控制器设备，包括可编程逻辑器件、IGBT模件、合并单元CPU模件、与合并单元CPU模件相连接的电压/电流互感器及用于收发SV信号的第一收发器、智能终端CPU模件和与智能终端CPU模件相连接的开入/开出模件及用于收发GOOSE信号的第二收发器；所述合并单元CPU模件及IGBT模件与可编程逻辑器件相连接；合并单元CPU模件采集电压/电流互感器的电压/电流模拟量，收发SV信号与间隔层设备通信；所述智能终端CPU模件采集开关输入量、开关输出量信息，收发GOOSE信号与间隔层设备通信，并通过内部总线将GOOSE信号转发给合并单元CPU模件；通过可编程逻辑器件运算处理(该运算处理方法为现有技术，此处不再赘述)，预测出电压/电流过零点时间，控制IGBT模件动作，控制断路器在电压/电流过零点处实现跳合闸。

每路IGBT与可编程逻辑器件之间采用差分线控制。

每路IGBT采用独立的+12V/-12V电源模块供电。

上述IGBT模件采用6路IGBT出口。

上述可编程逻辑器件具体采用的是FPGA或CPLD。

本发明采用IGBT模件控制断路器在电压/电流过零点处实现三相跳闸、三相合闸，减少了断路器在分、合闸过程中所产生的涌流冲击或暂态过电压，提高了电气设备的利用率。

附图说明

图1为本发明的一种智能选相控制器设备原理框图；

图2为本发明的FPGA控制IGBT的原理框图；

图3为本发明的一种智能选相控制器背板图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在智能变电站自动设备中，断路器在分、合闸过程中所产生的涌流冲击或暂态过电压，减小了电气设备的使用寿命。为了提高电气设备的利用率，本发明的一种智能选相控制器设备，结合过程层设备应用技术，整合合并单元、智能终端、选相控制器功能，基于现场可编程逻辑器件(FPGA，Field Programmable Gate Array)应用技术，采集电压/电流模拟量，预测出电压/电流过零点时间，直接控制绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)动作，控制断路器在电压/电流过零点处实现三相跳闸、三相合闸，减少断路器在分、合闸过程中所产生的涌流冲击或暂态过电压，提高电气设备的利用率。

在智能变电中，基于过程层合并单元、智能终端设备，采集电压/电流模拟交流量，计算出电压/电流的过零点时刻，触发IGBT动作，控制断路器的分闸、合闸。既能与保护/测控设备通信，收发SV信号、GOOSE信号，亦能实现断路器的快速出口，是实现“一次设备就地化”的一个发展方向。

在智能变电站自动化设备中，基于IEC 61850标准，各种设备都能以此协议通信。智能选相控制器直接判断预测断路器的电压/电流过零点时间，并直接出口，减少控制回路的时间。