單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)控制器及具有其的真空斷路器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及斷路器控制領(lǐng)域，特別地，涉及一種單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)控制器及具有其的真空斷路器。
【背景技術(shù)】
[0002]斷路器作為電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備之一，其可靠性和智能化水平對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和自動(dòng)化程度將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。真空斷路器作為技術(shù)性能先進(jìn)的一種斷路器，具有可靠性高、穩(wěn)定性好、少維護(hù)、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。操動(dòng)機(jī)構(gòu)作為斷路器的核心部件之一，其可靠性是斷路器性能優(yōu)劣的關(guān)鍵。因此操動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作性能和質(zhì)量的優(yōu)劣，對(duì)高壓真空斷路器的工作性能和可靠性起著極為重要的作用。
[0003]斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)的發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)重要的階段:電磁機(jī)構(gòu)、彈簧機(jī)構(gòu)、永磁機(jī)構(gòu)。最早的電磁機(jī)構(gòu)，由于對(duì)電源的要求較苛刻，需要專用的大容量直流屏提供分合閘電源，并且操作時(shí)沖擊大，分合閘動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)，而逐漸被市場(chǎng)所淘汰，取而代之的是彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)。其利用交直流兩用電動(dòng)機(jī)對(duì)彈簧進(jìn)行預(yù)儲(chǔ)能，利用彈簧能進(jìn)行分合閘操作，從而對(duì)電源要求低，交直流均可操作，因此在近幾年得到廣泛應(yīng)用。但彈簧機(jī)構(gòu)也有其自身不可克服的缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，零件數(shù)量多，加工精度要求高，動(dòng)作分散性較大。永磁機(jī)構(gòu)是一種電磁操動(dòng)、永磁保持、電子控制的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，性能先進(jìn)，受到了廣泛關(guān)注。永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)由于取消了脫扣、鎖扣裝置，而采用永久磁鐵進(jìn)行終端位置的保持，動(dòng)作元件和零部件數(shù)目明顯減少，永磁機(jī)構(gòu)具有簡(jiǎn)單可控等優(yōu)點(diǎn)，因而可靠性大大提高。
[0004]單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)是永磁機(jī)構(gòu)的一種，它的特點(diǎn)是:采用永久磁鐵使真空斷路器保持在合閘極限位置，使用激磁線圈將機(jī)構(gòu)的鐵心從分閘位置推動(dòng)到合閘位置，同時(shí)，給分閘彈簧儲(chǔ)能。分閘時(shí)，給線圈通以反向電流，使鐵心工作氣隙處永磁材料與激磁線圈產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)接近于零，靠觸頭彈簧和分閘彈簧所儲(chǔ)存的能量進(jìn)行分閘。
[0005]永磁機(jī)構(gòu)控制器是永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的核心部分，它的性能直接影響故障的排除效果和斷路器的可靠工作。一般來(lái)說(shuō)，永磁機(jī)構(gòu)控制器主要包括線路監(jiān)測(cè)與保護(hù)單元和永磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)單元兩部分。線路監(jiān)測(cè)與保護(hù)單元負(fù)責(zé)供電線路運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、故障判斷與處理等。永磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)單元提供永磁機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)功能，保證斷路器的可靠動(dòng)作。
[0006]現(xiàn)有的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)真空斷路器控制電路仍采用兩個(gè)直流接觸器切換儲(chǔ)能電容對(duì)分、合閘線圈供電，由此帶來(lái)了如下問(wèn)題:1、控制時(shí)間不準(zhǔn)確、分散性大；2、難以與高壓綜合保護(hù)器聯(lián)動(dòng)；3、接觸器的壽命和可靠性不理想；4、功耗多、成本高、重量和體積大。很多工礦企業(yè)要求采用電力電子器件設(shè)計(jì)功能全、成本低、可靠性高的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)電子控制器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型提供了一種單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)控制器及具有其的真空斷路器，以解決現(xiàn)有的永磁機(jī)構(gòu)操動(dòng)控制可靠性低及智能化水平低的技術(shù)問(wèn)題。
[0008]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)控制器，用于對(duì)斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)分合閘動(dòng)作，單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)控制器包括:
[0010]信號(hào)處理采集裝置，用于對(duì)供電線路中的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行采集和調(diào)理；
[0011]微處理器，與信號(hào)處理采集裝置電連接，用于接收信號(hào)處理采集裝置采集的電流、電壓信號(hào)，并檢測(cè)分合閘驅(qū)動(dòng)指令以輸出觸發(fā)指令；
[0012]分合閘驅(qū)動(dòng)裝置，與微處理器電連接，用于接收觸發(fā)指令并執(zhí)行斷路器的分合閘操作；
[0013]分合閘驅(qū)動(dòng)裝置包括儲(chǔ)能電容、放電線圈及用于控制儲(chǔ)能電容給放電線圈放電的開(kāi)關(guān)元件，
[0014]開(kāi)關(guān)元件與微處理器電連接，根據(jù)觸發(fā)指令動(dòng)作。
[0015]進(jìn)一步地，單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)控制器還包括:
[0016]儲(chǔ)能電容檢測(cè)裝置，與微處理器電連接，用于檢測(cè)儲(chǔ)能電容的電壓值并傳遞給微處理器。
[0017]進(jìn)一步地，單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)控制器還包括:
[0018]電源裝置，用于供電給微處理器；
[0019]電源裝置經(jīng)充電模塊連接儲(chǔ)能電容，充電模塊電連接微處理器以在微處理器的控制下對(duì)儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電。
[0020]進(jìn)一步地，電源裝置采用大功率開(kāi)關(guān)電源。
[0021]進(jìn)一步地，微處理器電連接用于故障報(bào)警的報(bào)警單元。
[0022]進(jìn)一步地，微處理器電連接用于遠(yuǎn)程通信的通信模塊。
[0023]進(jìn)一步地，開(kāi)關(guān)元件采用絕緣柵雙極晶體管。
[0024]進(jìn)一步地，微處理器采用DSP芯片。
[0025]進(jìn)一步地，信號(hào)處理采集裝置包括用于檢測(cè)供電線路中的電流、電壓信號(hào)的互感器，互感器經(jīng)線性光耦連接DSP芯片的A/D轉(zhuǎn)換端口。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，還提供一種真空斷路器，包括上述的單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)控制器。
[0027]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0028]本實(shí)用新型單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)控制器，通過(guò)設(shè)置微處理器對(duì)斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行智能控制，且分合閘驅(qū)動(dòng)裝置包括儲(chǔ)能電容、放電線圈及用于控制儲(chǔ)能電容給放電線圈放電的開(kāi)關(guān)元件，開(kāi)關(guān)元件由微處理器輸出的觸發(fā)指令控制，且微處理器通過(guò)信號(hào)處理采集裝置采集供電線路中的電流、電壓信號(hào)以實(shí)現(xiàn)斷路器的合閘、分閘、閉鎖以及欠壓延時(shí)、欠壓保護(hù)，智能化及可靠性高。
[0029]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0030]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0031]圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0033]參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例提供一種單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)控制器，用于對(duì)斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)分合閘動(dòng)作，本實(shí)施例單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)控制器包括:信號(hào)處理采集裝置10，用于對(duì)供電線路中的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行采集和調(diào)理；微處理器20，與信號(hào)處理采集裝置10電連接，用于接收信號(hào)處理采集裝置10采集的電流、電壓信號(hào)，并檢測(cè)分合閘驅(qū)動(dòng)指令以輸出觸發(fā)指令；分合閘驅(qū)動(dòng)裝置30，與微處理器20電連接，用于接收觸發(fā)指令并執(zhí)行斷路器的分合閘操作。其中，分合閘驅(qū)動(dòng)裝置30包括儲(chǔ)能電容31、放電線圈32及用于控制儲(chǔ)能電容31給放電線圈32放電的開(kāi)關(guān)元件33，開(kāi)關(guān)元件33與微處理器20電連接，根據(jù)觸發(fā)指令動(dòng)作。
[0034]本實(shí)施例單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)控制器的工作過(guò)程如下:
[0035]信號(hào)處理采集裝置10采集的供電線路的電流、電壓信號(hào)經(jīng)調(diào)理后輸出給微處理器20，微處理器20通過(guò)計(jì)算電流、電壓對(duì)供電電流進(jìn)行保護(hù)。微處理器20經(jīng)光耦單元連接分合閘輸入單元，微處理器20在檢測(cè)到分合閘命令時(shí)判斷是否滿足分合閘條件，滿足就計(jì)算分合閘所需的延遲時(shí)間，到達(dá)延遲時(shí)間之后，發(fā)出觸發(fā)命令，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)元件33導(dǎo)通，使放電回路導(dǎo)通，儲(chǔ)能電容器31對(duì)斷路器的放電線圈32快速放電，使斷路器動(dòng)作。當(dāng)斷路器動(dòng)作完成之后關(guān)斷開(kāi)關(guān)元件33，切斷儲(chǔ)能電容31的放電回路，電源給儲(chǔ)能電容31繼續(xù)補(bǔ)電，等待下次操作的到來(lái)。
[0036]本實(shí)施例通過(guò)設(shè)置微處理器20對(duì)斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行智能控制，且分合閘驅(qū)動(dòng)裝置包括儲(chǔ)能電容31、放電線圈32及用于控制儲(chǔ)能電容31給放