[发明专利]多功能测控装置的智能选相系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统自动化测量和控制技术领域，具体涉及一种应用于具有选相和智能终端功能的多功能测控装置的高精度智能选相技术及方法。

背景技术

断路器任意相位进行分合闸操作时，会产生过电压及涌流，危及电力设备的绝缘性和电力系统的稳定性，还会干扰回路上或附近回路灵敏度高的电气设备正常工作，所以在最佳相角实现断路器的分合闸，能够使得分合闸对电力设备和系统冲击最小，对延长电力设备寿命，提高电网稳定性，具有重要意义。

目前，选相技术的实现方法，包括两类，具体介绍如下：

1）在一次开关设备中通过增加微处理器和外围硬件回路实现选相功能，如中国专利申请号为200920023808.6的智能选相开关、中国专利申请号为201020279116.0的低压智能选相开关，这类实现方式的问题在于微处理器及外围硬件回路等电子部件经常受到现场恶劣环境和大电流开断而引起的高强度电磁干扰，会影响寿命和可靠性；

2）专用的智能选相装置，如中国专利申请号为87211356.6的选相合闸装置、中国专利申请号为200820205799.8的新型选相合闸控制装置以及中国专利申请号为201120315469.6的一种选相分闸装置，这类智能选相装置的问题是需要专门的选相装置，硬件成本高，增加了二次回路设计复杂性，而且不具备样本学习、智能学习、智能成长等智能选相辅助功能。

 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，不增加额外的硬件装置，在多功能测控装置中实现智能选相功能，提供的多功能测控装置的智能选相系统及方法，采用高精度频率测量、高精度过零检测、断路器参量补偿等一系列软硬件结合的综合选相技术，结合独特的智能选相辅助方法，达到高精度的智能选相功能，实现了选相功能的智能化，从而使得分合闸对电力设备和系统冲击最小，延长电力设备的使用寿命，提高电网稳定性，具有良好的应用前景。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种多功能测控装置的智能选相系统，其特征在于：包括微处理器模块、FPGA、模拟量采集电路、AD采样电路、过零检测电路、遥信采集电路、断路器参量接口电路、跳合闸出口电路和以太网接口电路，所述模拟量采集电路设有两路输出端，一路输出端通过过零检测电路、FPGA与微处理器模块相连接， 另一输出端通过AD采样电路与微处理器模块相连接，所述微处理器模块还分别与遥信采集电路、断路器参量接口电路、跳合闸出口电路、以太网接口电路相连接。

前述的多功能测控装置的智能选相系统，其特征在于：所述微处理器模块包括，

逻辑运算中枢，用于测控运算和智能选相逻辑运算；

智能学习中枢，用于实现样本学习、智能学习、智能成长、智能选相的辅助功能；

所述逻辑运算中枢为DSP处理器、智能学习中枢为PowerPC处理器，DSP处理器与PowerPC处理器通过双口RAM完成数据信息交互。

前述的多功能测控装置的智能选相系统，其特征在于：所述FPGA为数据同步采样中枢，用于产生与GPS同步的采样脉冲信号，并通过逻辑运算中枢控制AD采样电路的采集速率，以及检测过零检测电路的过零方波信号，记录三相电压、三相电流的精确过零时刻，并传送给逻辑运算中枢。

前述的多功能测控装置的智能选相系统，其特征在于：所述过零检测电路采样电压、电流信号，输出过零时刻同步的方波信号。

前述的多功能测控装置的智能选相系统，其特征在于：所述断路器参量接口电路包括断路器环境温度接口、操作电压接口、SF6气体压力接口和分合闸电流接口，DSP处理器通过断路器参量接口电路对断路器状态进行在线监测，通过实时在线监测的参量及断路器样本曲线实现对断路器分合闸时间的精确补偿。

前述的多功能测控装置的智能选相系统，其特征在于：所述智能学习中枢，对于每次断路器的分合闸操作，通过遥信采集电路回采的断路器位置信号及AD采样电路采集的电压、电流实际分合闸相角，记录并保存动作轨迹完成智能学习。

前述的多功能测控装置的智能选相系统，其特征在于：所述智能学习中枢，包括，

样本学习，对断路器分合闸样本数据进行抽取形成样本曲线，并且能根据实时在线监测的断路器参量对样本曲线进行抽取和拟合，获得准确的断路器分合闸时间参量补偿量；

智能学习，对于每次断路器分合闸操作，通过回采断路器位置信号及电压、电流分合闸时刻相角，记录断路器实际动作轨迹完成智能学习，智能学习记录的动作轨迹可以为人工分析提供数据，也可以通过智能成长对样本曲线进行修正和补偿；