[发明专利]一种提高永磁操动机构选相精度的方法

说明书

本发明公开一种提高永磁操动机构选相精度的方法，涉及高压真空断路器领域，包括正反相电网电压模拟信号经过跟随滤波，输入到电压比较器两端，根据比较器输出端的电平变化确定硬件过零中断时刻；采集正相电网电压的模拟信号，利用加权移动滤波进行软件过零预测；在硬件过零触发的中断函数中结合软件预测的零点进行最终零点判别；根据选相角度确定延时时间。所述方法中正反相电网信号比较可以消除硬件过零检测电路在处理电网模拟信号时的固有偏置，配合软件预测可以避免干扰信号引起的过零误动作，提高永磁操动机构选相的准确性。

技术领域

本发明涉及高压真空断路器领域，具体的是一种提高永磁操动机构选相精度的方法。

背景技术

随着电力系统越来越高的可靠性要求，断路器在电力系统发电、输电配电各方面都面临着更大的挑战。永磁真空断路器以其体积小、故障率低、适用于频繁操作等优点，在电力系统中获得广泛应用，常见的永磁操作机构分为单稳态永磁操作机构和双稳态永磁操作机构。对永磁操动机构进行选相控制，可以很好的抑制电力系统线路中的涌流以及过电压，而且选相控制技术还可用于故障类型的判断，通过对其的有效控制，可以对电力系统故障进行有效处理。在选相控制技术中，过零点检测的准确性是决定选相效果的关键技术。

而在实际电力系统中，电网信号稳定性相对较差，谐波含量较多，影响过零检测的准确度；同时硬件检测过零电路存在直流偏置，会导致采集的电网模拟信号上移或下移，出现零点漂移；有时电网波动会产生错误的过零点信号，这些都会影响选相效果。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种提高永磁操动机构选相精度的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种提高永磁操动机构选相精度的方法，包括以下步骤：

S1、通过采样调理模块实时采集电网电压以及电流，经过跟随和高频滤波，输入到电压比较模块，进行硬件过零点检测；同时对采集的正相电网信号进行加权移动滤波进行软件过零点预测；二者配合确定最终过零点；

S2、根据选相角度计算永磁操动机构选相控制需要的延时时间，并以过零点为起始点，进行相应的延时。

进一步地，所述步骤S1中，硬件过零点检测包括正相电压采集电路、反相电压采集电路、正反相电压比较电路；

正相电压采集电路包括电压互感器(PT1)、互感器输入电阻(R1)、互感器输出电阻(R2)、互感器输出滤波电容(C2)、电压跟随器(U1)、低通滤波器(U2)；

反相电压采集电路包括电压互感器(PT2)、互感器输入电阻(R5)、互感器输出电阻(R6)、互感器输出滤波电容(C5)、电压跟随器(U3)、低通滤波器(U4)；

正反相电压比较电路包括正相电压跟随器(U5)、反相电压跟随器(U6)、电压比较器(U7)；

正相电压采集电路与反相电压采集电路输入侧分别接极性相反的电网电压，经过同样的互感器、电压跟随器以及低通滤波器，得到模拟信号V_{out_p}与V_{out_m}：

两个模拟信号都由两部分组成，其中Asin(ωt+φ)是电网电压经过互感器转化得到的实际量，B是硬件电路中的固有偏置，正反向比较电路中模拟信号V_{out_p}与V_{out_m}经电压跟随分别接到比较器的两个输入端，输出端的电平变化时刻即为硬件检测到的过零点。

进一步地，所述步骤S1中，对电网信号进行软件过零点预测，包括采集一个周期的电网信号X，取出最大值X_max以及最小值X_min，算出二者平均值