本發(fā)明涉及一種電路,具體講涉及一種快速合閘開關(guān)觸發(fā)控制電路。
背景技術(shù):
交流輸電系統(tǒng)的串聯(lián)電容器補(bǔ)償技術(shù)(簡稱串補(bǔ))是將電力電容器串聯(lián)于交流輸電線路中,補(bǔ)償交流輸電線路的部分感性阻抗,從而達(dá)到增加線路輸送容量、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、降低網(wǎng)損、節(jié)約投資的目的。在遠(yuǎn)距離、大容量輸電系統(tǒng)中,隨著輸電距離的增加,輸電線路的送電能力受到越來越多的限制,而串補(bǔ)是解決這個(gè)問題、提高輸電線路送電能力的重要手段之一,具有非常巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,目前在世界各國電力系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。
隨著電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展,單機(jī)、發(fā)電廠、以及變電所的容量越來越大,工業(yè)中心的負(fù)荷越來越多,導(dǎo)致現(xiàn)代大電力系統(tǒng)各級(jí)電網(wǎng)中的短路電流水平越來越高。短路電流超標(biāo)已經(jīng)成為威脅現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要問題之一。除改變電網(wǎng)結(jié)構(gòu)之外,在輸電線路中設(shè)置故障電流限制器裝置,是解決短路電流超標(biāo)問題的新思路和新途徑。
故障電流限制器裝置中的串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置、串聯(lián)諧振型故障電流裝置都需要一種響應(yīng)速度在1ms左右的快速旁路開關(guān)來達(dá)到快速旁路,保護(hù)電容器的目的,或快速旁路投入電抗以限制故障電流的目的??焖俸祥l開關(guān)是一種新型的快速旁路組合開關(guān),由一個(gè)快速機(jī)械開關(guān)和一個(gè)真空觸發(fā)管組成。它的特點(diǎn)是,合閘速度快、體積較小,成本低,應(yīng)用前景大,是未來串聯(lián)補(bǔ)償裝置,或故障電流限制器快速旁路開關(guān)的方向。
現(xiàn)有的快速合閘開關(guān)型串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置主要通過控制觸發(fā)電路觸發(fā)快速合閘開關(guān)的分合閘動(dòng)作,控制觸發(fā)電路的集成度不高、需要三塊控制觸發(fā)板分別接收快速旁路裝置通訊板發(fā)送的開關(guān)合閘、開關(guān)分閘和真空觸發(fā)管觸發(fā)這三個(gè)控制信號(hào),再由三塊控制觸發(fā)板根據(jù)接收到的控制信號(hào)分別觸發(fā)控制快速合閘開關(guān);控制觸發(fā)電路占用空間大,且控制觸發(fā)電路中沒有設(shè)置觸發(fā)控制檢測電路以及可編程邏輯電路,不能對(duì)控制觸發(fā)電路的輸出信號(hào)進(jìn)行智能檢測和智能控制;響應(yīng) 速度慢,可靠性不高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足,本發(fā)明提供一種快速合閘開關(guān)觸發(fā)控制電路。該電路根據(jù)快速組合開關(guān)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及需求設(shè)計(jì),集成度高,用一塊觸發(fā)板同時(shí)執(zhí)行3路控制命令,且設(shè)計(jì)有觸發(fā)檢測電路和可編程邏輯電路,可對(duì)觸發(fā)結(jié)果進(jìn)行智能檢測和智能控制,提高了快速旁路開關(guān)的工作可靠性。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:一種快速合閘開關(guān)觸發(fā)控制電路,包括電源電路、光通信接口電路、可編程邏輯電路、驅(qū)動(dòng)控制電路和驅(qū)動(dòng)控制檢測電路,其改進(jìn)之處在于:所述電源電路分別連接并提供電源給所述光通信接口電路、所述可編程邏輯電路、所述驅(qū)動(dòng)控制電路和所述驅(qū)動(dòng)控制檢測電路;所述光通信接口電路接收快速旁路裝置通訊板發(fā)出的合閘信號(hào)、分閘信號(hào)和觸發(fā)信號(hào),并將接收到的信號(hào)發(fā)送給所述可編程邏輯電路;所述可編程邏輯電路根據(jù)接收到的所述合閘信號(hào)、所述分閘信號(hào)和所述觸發(fā)信號(hào)發(fā)送控制信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)控制電路,使所述驅(qū)動(dòng)控制電路輸出相應(yīng)的觸發(fā)控制信號(hào)給所述快速合閘開關(guān);所述驅(qū)動(dòng)控制檢測電路檢測所述驅(qū)動(dòng)控制電路輸出的觸發(fā)控制信號(hào)是否準(zhǔn)確,并將檢測信號(hào)通過所述光通信接口電路發(fā)送給所述快速旁路裝置通訊板。
優(yōu)選的,所述光通信接口電路包括第一光通信模塊、第二光通信模塊、第三光通信模塊、第四光通信模塊和電平轉(zhuǎn)換模塊;
所述快速旁路裝置通訊板分別發(fā)送合閘光信號(hào)、分閘光信號(hào)和觸發(fā)光信號(hào)給所述第一光通信模塊、所述第二光通信模塊和所述第三光通信模塊;通過所述第一光通信模塊、所述第二光通信模塊和所述第三光通信模塊將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后分別輸出給所述電平轉(zhuǎn)換模塊;
所述第四光通信模塊接收所述電平轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的所述驅(qū)動(dòng)控制檢測電路的檢測信號(hào),并將所述檢測信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)后通過光纖發(fā)送給所述快速旁路裝置通訊板。
進(jìn)一步,可編程邏輯電路包括可編程邏輯芯片,所述可編程邏輯芯片分別連接有復(fù)位電路、晶振電路和指示電路;
所述可編程邏輯芯片包括分別與所述電平轉(zhuǎn)換模塊相連的合閘信號(hào)輸入接 口、分閘信號(hào)輸入接口、觸發(fā)信號(hào)輸入接口和檢測信號(hào)輸出接口,分別與三路驅(qū)動(dòng)控制電路對(duì)應(yīng)相連的合閘信號(hào)輸出接口、分閘信號(hào)輸出接口和觸發(fā)信號(hào)輸出接口,以及分別與三路驅(qū)動(dòng)控制檢測電路對(duì)應(yīng)相連的合閘檢測信號(hào)輸入接口、分閘檢測信號(hào)輸入接口和觸發(fā)檢測信號(hào)輸入接口。
進(jìn)一步,所述檢測信號(hào)包括合閘檢測信號(hào)、分閘檢測信號(hào)和觸發(fā)檢測信號(hào)。
進(jìn)一步,所述驅(qū)動(dòng)控制電路包括電阻R1、R2、R3、R4、R5和R6,電容C1、C2、C3和C4,二極管D1、D2和D3,瞬態(tài)抑制二極管TVS,變壓器,光耦合器A和晶體管;
所述光耦合器A包括發(fā)光二極管和光敏晶體管;
所述發(fā)光二極管陽極分別連接3.3V電壓和所述電容C1的一端,其陰極與所述電阻R1的一端連接,所述電阻R1的另一端為所述驅(qū)動(dòng)控制電路的輸入端,所述電容C1的另一端接地;
所述光敏晶體管的集電極接24V電壓,其發(fā)射極分別與所述電阻R2的一端和所述電阻R3的一端連接;所述電阻R3的另一端分別與所述電容C2的一端和所述晶體管的基極連接;所述電阻R2的另一端、所述電容C2的另一端、以及所述晶體管的發(fā)射極分別接地電位;
所述晶體管的集電極分別與所述電阻R5的一端和所述電容C3的一端連接,所述電阻R5的另一端與所述電阻R4的一端連接,所述電阻R4的另一端分別與所述電容C3的另一端、所述二極管D1的陽極、以及所述變壓器一次繞組的一端連接;
所述二極管D1的陰極與所述瞬態(tài)抑制二極管TVS的陰極連接,所述瞬態(tài)抑制二極管TVS的陽極與所述變壓器一次繞組的另一端連接;
所述變壓器二次繞組的一端與所述二極管D2的陽極連接,其另一端與所述二極管D3的陽極連接,所述二極管D2的陰極與所述二極管D3的陰極連接,所述二極管D3的兩端分別并聯(lián)所述電阻R6和所述電容C4;所述電容C4的兩端為所述驅(qū)動(dòng)控制電路的輸出端。
進(jìn)一步,所述電阻R5的兩端分別與驅(qū)動(dòng)控制檢測電路相連。
進(jìn)一步,所述驅(qū)動(dòng)控制檢測電路包括二極管D4和光耦合器B;所述電阻R5與所述二極管D4并聯(lián);所述光耦合器B的發(fā)光二極管的陽極與所述二極管D4 的陰極連接,其陰極與所述二極管D4的陽極連接;所述光耦合器B的光敏晶體管的集電極接5V電壓,其發(fā)射極為所述驅(qū)動(dòng)控制檢測電路的輸出端。
優(yōu)選的,所述電源電路包括第一電源模塊、第二電源模塊和第三電源模塊,所述第一電源模塊將24V直流電壓轉(zhuǎn)換為5V直流電壓后分別給所述光通信接口電路的第一光通信模塊、第二光通信模塊、第三光通信模塊和第四光通信模塊、以及所述驅(qū)動(dòng)控制檢測電路供電;
所述第二電源模塊的輸入接所述第一電源模塊的輸出,所述第二電源模塊將所述第一電源模塊輸出的5V直流電壓轉(zhuǎn)化為3.3V直流電壓后分別給所述光通信接口電路的電平轉(zhuǎn)換模塊、所述可編程邏輯電路以及所述驅(qū)動(dòng)控制電路供電;
所述第三電源模塊的輸入接所述第一電源模塊的輸出,所述第三電源模塊將所述第一電源模塊輸出的5V直流電壓轉(zhuǎn)化為1.8V直流電壓后給所述可編程邏輯電路供電。
與最接近的技術(shù)方案相比,本發(fā)明具有如下顯著進(jìn)步
1)本發(fā)明提供的快速合閘開關(guān)觸發(fā)控制電路的集成度高,控制命令多路并行輸入和輸出,提高了快速合閘開關(guān)的響應(yīng)速度,提高了故障電流限制器的工作可靠性;
2)本發(fā)明通過在觸發(fā)控制電路的輸出端設(shè)置驅(qū)動(dòng)控制檢測電路,可對(duì)觸發(fā)執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行智能檢測,從而判斷快速合閘開關(guān)的觸發(fā)信號(hào)是否正確輸出,便于事故分析;
3)本發(fā)明在快速合閘開關(guān)觸發(fā)控制電路中設(shè)置可編程邏輯電路,可通過軟件調(diào)整驅(qū)動(dòng)控制電路的輸出,提高了控制電路穩(wěn)定性;
4)本發(fā)明在可編程邏輯電路中設(shè)置指示電路,可對(duì)內(nèi)部電路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行指示,便于故障分析;
5)驅(qū)動(dòng)控制檢測電路的回檢信號(hào)通過串行光接口發(fā)送給快速旁路裝置通訊板,可節(jié)省器件和空間。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提供的快速合閘開關(guān)觸發(fā)控制電路的整體結(jié)構(gòu)圖;
圖2為圖1中電源電路的結(jié)構(gòu)原理圖;
圖3為圖1中光通信接口電路的結(jié)構(gòu)原理圖;
圖4為圖1中可編程邏輯電路的結(jié)構(gòu)原理圖;
圖5為圖1中驅(qū)動(dòng)控制電路和驅(qū)動(dòng)控制檢測電路的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
為了更好地理解本發(fā)明,下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步的說明。
本發(fā)明提供的快速合閘開關(guān)觸發(fā)控制電路的結(jié)構(gòu)如圖1所示:主要包括5個(gè)部分:①電源電路,②光通信接口電路,③可編程邏輯電路,④驅(qū)動(dòng)控制電路,⑤驅(qū)動(dòng)控制檢測電路。
①電源電路的結(jié)構(gòu)如圖2所示:電源電路包括第一電源模塊、第二電源模塊和第三電源模塊,第一電源模塊的輸入端接24V直流電壓,第一電源模塊將24V直流電壓轉(zhuǎn)換為5V直流電壓后分別給光通信接口電路的第一光通信模塊、第二光通信模塊、第三光通信模塊和第四光通信模塊、以及驅(qū)動(dòng)控制檢測電路供電;第一電源模塊輸入端的地電位G24V與輸出端的地電位GND相互隔離;
第二電源模塊的輸入接第一電源模塊的輸出,第二電源模塊將第一電源模塊輸出的5V直流電壓轉(zhuǎn)化為3.3V直流電壓后分別給光通信接口電路的電平轉(zhuǎn)換模塊、可編程邏輯芯片以及驅(qū)動(dòng)控制電路供電;
第三電源模塊的輸入接第一電源模塊的輸出,第三電源模塊將第一電源模塊輸出的5V直流電壓轉(zhuǎn)化為1.8V直流電壓后給可編程邏輯芯片供電。
②光通信接口電路到的結(jié)構(gòu)如圖3所示:光通信接口電路包括第一光通信模塊、第二光通信模塊、第三光通信模塊、第四光通信模塊和電平轉(zhuǎn)換模塊;
所述快速旁路裝置通訊板分別發(fā)送合閘光信號(hào)、分閘光信號(hào)和觸發(fā)光信號(hào)給所述第一光通信模塊、所述第二光通信模塊和所述第三光通信模塊;通過所述第一光通信模塊、所述第二光通信模塊和所述第三光通信模塊將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后分別輸出給所述電平轉(zhuǎn)換模塊;
所述第四光通信模塊接收所述電平轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的所述驅(qū)動(dòng)控制檢測電路的檢測信號(hào),并將所述檢測信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)后通過光纖發(fā)送給所述快速旁路裝置通訊板。
③可編程邏輯電路的結(jié)構(gòu)如圖4所示:可編程邏輯電路主要包括可編程邏輯芯片,分別與所述可編程邏輯芯片連接的復(fù)位電路、晶振電路和指示電路;可編程邏輯芯片包括分別與電平轉(zhuǎn)換模塊相連的合閘信號(hào)輸入接口、分閘信號(hào)輸入接口、觸發(fā)信號(hào)輸入接口和檢測信號(hào)輸出接口,分別與三路驅(qū)動(dòng)控制電路對(duì)應(yīng)相連的合閘信號(hào)輸出接口、分閘信號(hào)輸出接口和真空觸發(fā)管觸發(fā)信號(hào)輸出接口,以及分別與三路驅(qū)動(dòng)控制檢測電路對(duì)應(yīng)相連的合閘檢測信號(hào)輸入接口、分閘檢測信號(hào)輸入接口和觸發(fā)檢測信號(hào)輸入接口。
可編程邏輯電路接收②光通信接口電路發(fā)送過來的開關(guān)合閘,開關(guān)分閘,真空觸發(fā)管觸發(fā)控制命令信號(hào),直接轉(zhuǎn)發(fā)命令控制④驅(qū)動(dòng)控制電路輸出。另外還接收⑤驅(qū)動(dòng)控制檢測電路,對(duì)④驅(qū)動(dòng)控制電路是否正確執(zhí)行控制命令的檢測信號(hào)。以編碼的方式發(fā)送給②光通信接口電路,通過光通信接口電路的第四光通信模塊將檢測信號(hào)回傳給快速旁路裝置通訊板。
④驅(qū)動(dòng)控制電路的結(jié)構(gòu)如圖5所示:驅(qū)動(dòng)控制電路包括電阻R1、R2、R3、R4、R5和R6,電容C1、C2、C3和C4,二極管D1、D2和D3,瞬態(tài)抑制二極管TVS,變壓器,光耦合器A和晶體管;
所述光耦合器A包括發(fā)光二極管和光敏晶體管;
所述發(fā)光二極管陽極分別連接3.3V電壓和所述電容C1的一端,其陰極與所述電阻R1的一端連接,所述電阻R1的另一端為所述驅(qū)動(dòng)控制電路的輸入端,所述電容C1的另一端接地;
所述光敏晶體管的集電極接24V電壓,其發(fā)射極分別與所述電阻R2的一端和所述電阻R3的一端連接;所述電阻R3的另一端分別與所述電容C2的一端和所述晶體管的基極連接;所述電阻R2的另一端、所述電容C2的另一端、以及所述晶體管的發(fā)射極分別接地電位;
所述晶體管的集電極分別與所述電阻R5的一端和所述電容C3的一端連接,所述電阻R5的另一端與所述電阻R4的一端連接,所述電阻R4的另一端分別與所述電容C3的另一端、所述二極管D1的陽極、以及所述變壓器一次繞組的一端連接;
所述二極管D1的陰極與所述瞬態(tài)抑制二極管TVS的陰極連接,所述瞬態(tài)抑制二極管TVS的陽極與所述變壓器一次繞組的另一端連接;
所述變壓器二次繞組的一端與所述二極管D2的陽極連接,其另一端與所述二極管D3的陽極連接,所述二極管D2的陰極與所述二極管D3的陰極連接,所述二極管D3的兩端分別并聯(lián)所述電阻R6和所述電容C4;所述電容C4的兩端為所述驅(qū)動(dòng)控制電路的輸出端。
有3路驅(qū)動(dòng)控制電路分別接收④驅(qū)動(dòng)控制電路轉(zhuǎn)發(fā)過來的開關(guān)合閘,開關(guān)分閘,真空觸發(fā)管觸發(fā)控制命令信號(hào),并執(zhí)行觸發(fā)輸出。
⑤驅(qū)動(dòng)控制檢測電路的結(jié)構(gòu)如圖5:驅(qū)動(dòng)控制檢測電路包括二極管D4和光耦合器B;所述電阻R5與所述二極管D4并聯(lián);所述光耦合器B的發(fā)光二極管的陽極與所述二極管D4的陰極連接,其陰極與所述二極管D4的陽極連接;所述光耦合器B的光敏晶體管的集電極接5V電壓,其發(fā)射極為所述驅(qū)動(dòng)控制檢測電路的輸出端。
有3路驅(qū)動(dòng)控制檢測電路,分別檢測3路驅(qū)動(dòng)控制電路執(zhí)行結(jié)果是否正確,并將各檢測信息發(fā)送給③可編程邏輯電路。
以上僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。