高壓電器合成試驗的同步控制系統(tǒng)及其同步控制方法
【專利摘要】本發(fā)明高壓電器合成試驗的同步控制系統(tǒng)，包括用于給系統(tǒng)供電的電源電路，用于接收合成試驗中傳感器采集的電壓和/或電流信號的傳感器信號檢測電路，用于將輸入信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的調(diào)理電路，用于處理數(shù)字信號并輸出控制信號的計算機，用于接收控制信號并輸出對應(yīng)點火電信號的執(zhí)行電路，用于輸入和顯示合成試驗控制參數(shù)的輸入顯示裝置；本發(fā)明還提供相應(yīng)的同步控制方法，能夠適應(yīng)高壓電器合成試驗的各項要求，降低電流預(yù)測零點的誤差，提高合成試驗的成功率；其根據(jù)合成試驗的方式選擇計算機接入處理的輸入信號，并執(zhí)行對應(yīng)的控制信號輸出步驟；輸入信號包括磁位計電流信號，分壓器電壓信號和電流互感器電流信號中的一種或多種的組合。
【專利說明】高壓電器合成試驗的同步控制系統(tǒng)及其同步控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓電器試驗【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為高壓電器合成試驗的同步控制系統(tǒng)及其同步控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]合成試驗是高壓電器產(chǎn)品試驗檢測與試驗技術(shù)研究的重要組成部分，而同步控制裝置是合成回路中必不可少的時間控制裝置，是控制系統(tǒng)的重要組成部分，是試驗中對時間要求最嚴(yán)格的裝置，因此同步控制裝置性能的好壞直接關(guān)系到合成試驗的成功與否。
[0003]隨著高壓電器行業(yè)的發(fā)展，試驗中大、小電流都會出現(xiàn)，由于同步控制裝置的規(guī)格限制，使得電流幅值變化較大超出其控制范圍時，必然會對控制精度造成影響；同時現(xiàn)有技術(shù)中的同步控制系統(tǒng)只能對單個的信號進行采集和控制，隨著高壓電器合成試驗技術(shù)的要求的不斷提高，尤其是高壓電器的大容量合成試驗中，需要多個參量的同時采集和控制，現(xiàn)有的設(shè)備和技術(shù)不能完全滿足現(xiàn)在試驗需要。
[0004]現(xiàn)有同步控制方法在主回路有直流分量的情況下，是通過第一個半波的電流采樣真實值來預(yù)測后續(xù)所有的電流預(yù)測值，因此電流預(yù)測值的誤差會逐步累積，使得電流預(yù)測零點與真實值相差較大，極易造成相關(guān)試驗的失敗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對以上所述的現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，
[0006]本發(fā)明提供高壓電器合成試驗的同步控制系統(tǒng)，能夠適應(yīng)電流的大幅值變化范圍，同時能夠?qū)崿F(xiàn)對多信號的采集和控制，多功能應(yīng)用，覆蓋現(xiàn)有合成試驗中使用的各種點火裝置的觸發(fā)控制。
[0007]本發(fā)明還提供相應(yīng)的同步控制方法，能夠適應(yīng)高壓電器合成試驗的各項要求，降低電流預(yù)測零點的誤差，提高合成試驗的成功率。
[0008]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0009]高壓電器合成試驗的同步控制系統(tǒng)，包括用于給系統(tǒng)供電的電源電路，用于接收合成試驗中傳感器采集的電壓和/或電流信號的傳感器信號檢測電路，用于將輸入信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的調(diào)理電路，用于處理數(shù)字信號并輸出控制信號的計算機，用于接收控制信號并輸出對應(yīng)點火電信號的執(zhí)行電路，用于輸入和顯示合成試驗控制參數(shù)的輸入顯示裝置；
[0010]所述的傳感器信號檢測電路包括磁位計電流信號檢測電路，分壓器電壓信號檢測電路和電流互感器電流信號檢測電路；
[0011]所述的調(diào)理電路包括分別與分壓器電壓信號檢測電路和電流互感器電流檢測電路對應(yīng)連接的信號調(diào)理電路，與磁位計電流信號檢測電路對應(yīng)連接的積分AD電路，以及用于將合成試驗中程控儀發(fā)出的開鎖信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的開鎖調(diào)理電路；積分AD電路包括依次連接的分檔降壓電路，隔離運放電路，并聯(lián)后串接的有源積分電路和無源積分電路，以及AD轉(zhuǎn)換電路；分檔降壓電路接收磁位計電流檢測電路傳輸?shù)牟杉娏餍盘?；AD轉(zhuǎn)換電路輸入端通過分檔轉(zhuǎn)換開關(guān)與有源積分電路和無源積分電路中的一個選擇性連接，輸出端與計算機輸入端連接；
[0012]所述的執(zhí)行電路與合成試驗中的控制設(shè)備相連接。
[0013]優(yōu)選的，執(zhí)行電路包括邏輯與判斷電路和光電隔離電路；邏輯與判斷電路的輸入端分別與計算機控制信號輸出端和開鎖調(diào)理電路的開鎖信號輸出端連接，輸出端輸出點火電信號與光電隔離電路的電信號接口連接。
[0014] 進一步，傳感器信號檢測電路共三組，分別通過對應(yīng)調(diào)理電路與計算機輸入端連接；計算機對應(yīng)輸出的三組控制信號，每組控制信號分別對應(yīng)接入四個執(zhí)行電路；四個執(zhí)行電路分別用于控制合成試驗中的兩個電壓回路和兩個延弧回路。
[0015]優(yōu)選的，計算機的輸入端設(shè)置在有硬件看門狗電路。
[0016]優(yōu)選的，還包括輸入端分別與調(diào)理電路、計算機和執(zhí)行電路的采集端連接的監(jiān)測
裝直。
[0017]基于以上進一步所述同步控制系統(tǒng)的高壓電器合成試驗的同步控制方法，包括如下步驟，
[0018]I)根據(jù)合成試驗的方式選擇計算機接入處理的輸入信號，并執(zhí)行對應(yīng)的控制信號輸出步驟；輸入信號包括磁位計電流信號，分壓器電壓信號和電流互感器電流信號中的一種或多種的組合；
[0019]2)當(dāng)選擇接入磁位計電流信號時，通過輸入顯示裝置輸入投入延弧回路和電壓回路的個數(shù)，以及投入時間Ttl，并執(zhí)行如下步驟；
[0020]a.通過輸入的磁位計電流信號判斷是否投入第一延弧回路，如果是則執(zhí)行步驟b，如果否則執(zhí)行步驟c ;
[0021 ] b.采集磁位計輸入的電流信號，預(yù)測電流零點，根據(jù)公式t10y=T0+tly計算出過零點前的第一延弧回路投入時刻tlOy其中tly為第一延弧回路動作時間；判斷程控儀是否發(fā)出開鎖信號，如果是則在第一延弧回路投入時刻投入第一延弧回路并執(zhí)行步驟C，如果否則執(zhí)行步驟b;
[0022]c.通過輸入的磁位計電流信號判斷是否投入第二延弧回路，如果是則執(zhí)行步驟d，如果否則執(zhí)行步驟e;
[0023]d.采集磁位計輸入的電流信號，預(yù)測電流零點，根據(jù)公式t20y=T0+t2y計算出零點前的第二延弧回路投入時刻t20y，其中t2y為第二延弧回路動作時間；判斷程控儀是否發(fā)出開鎖信號，如果是則在第二延弧回路投入時刻t20y投入第二延弧回路并執(zhí)行步驟e，如果否則執(zhí)行步驟d ；
[0024]e.采集磁位計輸入的電流信號，預(yù)測電流零點，根據(jù)公式tog=To+tg，計算出零點前的電壓回路投入時刻tog其中tg為電壓回路動作時間；判斷程控儀是否發(fā)出開鎖信號，如果是則在電壓回路投入時刻tog輸出點火電信號并執(zhí)行步驟5)，如果否則執(zhí)行步驟e ；
[0025]3)當(dāng)選擇接入電流互感器電流信號時，采集電流互感器輸入的電流信號，通過邏輯與判斷電路判斷是否采集到電流信號和程控儀是否發(fā)出開鎖信號，如果否則重新采集電流互感器輸入的電壓信號，如果是則在整定時刻輸出點火電信號并執(zhí)行步驟5)；[0026]4)當(dāng)選擇接入分壓器電壓信號時，采集分壓器輸入的電壓信號，通過邏輯與判斷電路判斷是否采集到電壓信號和程控儀是否發(fā)出開鎖信號，如果否則重新采集分壓器輸入的電壓信號，如果是則在整定時刻輸出點火電信號并執(zhí)行步驟5)；
[0027]5)檢測合成試驗是否結(jié)束，如果是則完成試驗，如果否則執(zhí)行步驟I)。
[0028]優(yōu)選的，預(yù)測電流零點，包括如下步驟，
[0029]A.在一個電流周期內(nèi)以等時間間隔Λ T劃分N個采樣點；
[0030]B.采集半個電流周期內(nèi)的Ν/2個采樣點再加一個采樣點，利用以下遞推公式得到后續(xù)的電流預(yù)測值；
[0031]
【權(quán)利要求】
1.高壓電器合成試驗的同步控制系統(tǒng)，其特征在于，包括用于給系統(tǒng)供電的電源電路，用于接收合成試驗中傳感器采集的電壓和/或電流信號的傳感器信號檢測電路，用于將輸入信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的調(diào)理電路，用于處理數(shù)字信號并輸出控制信號的計算機，用于接收控制信號并輸出對應(yīng)點火電信號的執(zhí)行電路，用于輸入和顯不合成試驗控制參數(shù)的輸入顯示裝置； 所述的傳感器信號檢測電路包括磁位計電流信號檢測電路，分壓器電壓信號檢測電路和電流互感器電流信號檢測電路； 所述的調(diào)理電路包括分別與分壓器電壓信號檢測電路和電流互感器電流檢測電路對應(yīng)連接的信號調(diào)理電路，與磁位計電流信號檢測電路對應(yīng)連接的積分AD電路，以及用于將合成試驗中程控儀發(fā)出的開鎖信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的開鎖調(diào)理電路；積分AD電路包括依次連接的分檔降壓電路，隔離運放電路，并聯(lián)后串接的有源積分電路和無源積分電路，以及AD轉(zhuǎn)換電路；分檔降壓電路接收磁位計電流檢測電路傳輸?shù)牟杉娏餍盘?；AD轉(zhuǎn)換電路輸入端通過分檔轉(zhuǎn)換開關(guān)與有源積分電路和無源積分電路中的一個選擇性連接，輸出端與計算機輸入端連接； 所述的執(zhí)行電路與合成試驗中的控制設(shè)備相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電器合成試驗的同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的執(zhí)行電路包括邏輯與判斷電路和光電隔離電路；邏輯與判斷電路的輸入端分別與計算機控制信號輸出端和開鎖調(diào)理電路的開鎖信號輸出端連接，輸出端輸出點火電信號與光電隔離電路的電信號接口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓電器合成試驗的同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的傳感器信號檢測電路共三組，分別通過對應(yīng)調(diào)理電路與計算機輸入端連接；計算機對應(yīng)輸出的三組控制信號 ，每組控制信號分別對應(yīng)接入四個執(zhí)行電路；四個執(zhí)行電路分別用于控制合成試驗中的兩個電壓回路和兩個延弧回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的高壓電器合成試驗的同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的計算機的輸入端設(shè)置在有硬件看門狗電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的高壓電器合成試驗的同步控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括輸入端分別與調(diào)理電路、計算機和執(zhí)行電路的采集端連接的監(jiān)測裝置。
6.基于權(quán)利要求3中所述同步控制系統(tǒng)的高壓電器合成試驗的同步控制方法，其特征在于，包括如下步驟， 1)根據(jù)合成試驗的方式選擇計算機接入處理的輸入信號，并執(zhí)行對應(yīng)的控制信號輸出步驟；輸入信號包括磁位計電流信號，分壓器電壓信號和電流互感器電流信號中的一種或多種的組合； 2)當(dāng)選擇接入磁位計電流信號時，通過輸入顯示裝置輸入投入延弧回路和電壓回路的個數(shù)，以及投入時間Ttl，并執(zhí)行如下步驟； a.通過輸入的磁位計電流信號判斷是否投入第一延弧回路，如果是則執(zhí)行步驟b，如果否則執(zhí)行步驟c ； b.采集磁位計輸入的電流信號，預(yù)測電流零點，根據(jù)公式tioy=To+t1}^算出過零點前的第一延弧回路投入時刻其中tly為第一延弧回路動作時間；判斷程控儀是否發(fā)出開鎖信號，如果是則在第一延弧回路投入時刻tlOy投入第一延弧回路并執(zhí)行步驟C，如果否則執(zhí)行步驟b; C.通過輸入的磁位計電流信號判斷是否投入第二延弧回路，如果是則執(zhí)行步驟d，如果否則執(zhí)行步驟e ； d.采集磁位計輸入的電流信號，預(yù)測電流零點，根據(jù)公式t20y=T0+t2Hf算出零點前的第二延弧回路投入時刻其中t2y為第二延弧回路動作時間；判斷程控儀是否發(fā)出開鎖信號，如果是則在第二延弧回路投入時刻1%投入第二延弧回路并執(zhí)行步驟e，如果否則執(zhí)行步驟d ； e.采集磁位計輸入的電流信號，預(yù)測電流零點，根據(jù)公式tog=To+tg，計算出零點前的電壓回路投入時刻tog，其中tg為電壓回路動作時間；判斷程控儀是否發(fā)出開鎖信號，如果是則在電壓回路投入時刻tog輸出點火電信號并執(zhí)行步驟5)，如果否則執(zhí)行步驟e ； 3)當(dāng)選擇接入電流互感器電流信號時，采集電流互感器輸入的電流信號，通過邏輯與判斷電路判斷是否采集到電流信號和程控儀是否發(fā)出開鎖信號，如果否則重新采集電流互感器輸入的電壓信號，如果是則在整定時刻輸出點火電信號并執(zhí)行步驟5)； 4)當(dāng)選擇接入分壓器電壓信號時，采集分壓器輸入的電壓信號，通過邏輯與判斷電路判斷是否采集到電壓信號和程控儀是否發(fā)出開鎖信號，如果否則重新采集分壓器輸入的電壓信號，如果是則在整定時刻輸出點火電信號并執(zhí)行步驟5)； 5)檢測合成試驗是否結(jié)束，如果是則完成試驗，如果否則執(zhí)行步驟I)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓電器合成試驗的同步控制方法，其特征在于，所述的預(yù)測電流零點，包括如下步驟， A.在一個電流周期內(nèi)以等時間間隔ΛT劃分N個采樣點； B.采集半個電流周期內(nèi)的Ν/2個采樣點再加一個采樣點，利用以下遞推公式得到后續(xù)的電流預(yù)測值；
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓電器合成試驗的同步控制方法，其特征在于，所述的采集電流互感器輸入的電流信號為合成試驗中的預(yù)擊穿電流信號。
【文檔編號】G05B15/02GK103676658SQ201310638609
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月30日
【發(fā)明者】高飛 申請人:中國西電電氣股份有限公司, 西安高壓電器研究院有限責(zé)任公司