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高壓斷路器機(jī)械特性檢測(cè)電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明具體為一種高壓斷路器機(jī)械特性檢測(cè)電路，解決了現(xiàn)有斷路器缺乏可信的檢測(cè)手段的問(wèn)題。高壓斷路器機(jī)械特性檢測(cè)電路，包括控制顯示面板、中央數(shù)據(jù)處理電路、驅(qū)動(dòng)電路、功率電路和電壓電流采樣電路，中央數(shù)據(jù)處理電路分別與驅(qū)動(dòng)電路和電壓電流采樣電路相連，功率電路分別與驅(qū)動(dòng)電路和電壓電流采樣電路相連，功率電路的輸出端與電壓互感器相連。本發(fā)明采用DSP控制模塊加CPLD控制模塊組成控制系統(tǒng)，硬件電路簡(jiǎn)單、輸出觸發(fā)脈沖安全可靠、實(shí)時(shí)控制精度高，裝置具有較高的穩(wěn)定性和可靠性；利用高性能浮點(diǎn)型數(shù)字信號(hào)處理芯片實(shí)現(xiàn)裝置的控制，很大程度上提高控制的速度和精度，使整個(gè)控制系統(tǒng)具有很好的調(diào)節(jié)性能和可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高壓斷路器機(jī)械特性檢測(cè)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及斷路器故障診斷設(shè)備，具體為一種高壓斷路器機(jī)械特性檢測(cè)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械特性在線(xiàn)檢測(cè)是高壓斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容，對(duì)于檢測(cè)、鑒定斷路器的機(jī)械特性有重要的意義。固有分(合)閘時(shí)間、速度、三相動(dòng)作一致性、是高壓斷路器能否可靠工作的重要參數(shù)。由于高壓斷路器的動(dòng)作時(shí)間短，動(dòng)作時(shí)振動(dòng)大，早期的檢測(cè)裝置由于采樣技術(shù)和傳感器技術(shù)的水平所限，對(duì)于這些瞬變參數(shù)的檢測(cè)，尤其是對(duì)“初始觸發(fā)”動(dòng)作的檢測(cè)缺乏可信的檢測(cè)手段；隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，目前新型斷路器開(kāi)距小、速度快，對(duì)高壓斷路器機(jī)械特性測(cè)試儀的要求更加苛刻。因此，市場(chǎng)迫切需要一種具有先進(jìn)測(cè)試原理、現(xiàn)場(chǎng)操作方便、測(cè)量數(shù)據(jù)可靠的新型高壓斷路器測(cè)試系統(tǒng)。
[0003]從經(jīng)濟(jì)角度上考慮，電力部門(mén)在不斷提高電能質(zhì)量的同時(shí)，還同時(shí)需要降低電力系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)成本。因此“可靠性維護(hù)”的理念被逐步引入到電力部門(mén)。該項(xiàng)目的研究給電力部門(mén)提供一種全新的斷路器檢測(cè)工具，這可以避免傳統(tǒng)的昂貴的定期維護(hù)方式，獲得最經(jīng)濟(jì)的維護(hù)成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有斷路器缺乏可信的檢測(cè)手段的問(wèn)題，提供了一種高壓斷路器機(jī)械特性檢測(cè)電路。
[0005]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:高壓斷路器機(jī)械特性檢測(cè)電路，包括控制顯示面板、中央數(shù)據(jù)處理電路、驅(qū)動(dòng)電路、功率電路和電壓電流采樣電路，所述控制顯示面板與中央數(shù)據(jù)處理電路相連，中央數(shù)據(jù)處理電路分別與驅(qū)動(dòng)電路和電壓電流采樣電路相連，功率電路分別與驅(qū)動(dòng)電路和電壓電流采樣電路相連，所述功率電路的輸出端與電壓互感器的二次端子相連；
所述功率電路包括:整流橋、穩(wěn)壓電容、IGBT逆變器和濾波電路，濾波電路包括濾波電感和濾波電容；所述整流橋的交流輸入端接220V交流電源，整流橋的直流輸出端并接穩(wěn)壓電容后與IGBT逆變器的輸入端相連，IGBT逆變器的一個(gè)輸出端串接濾波電感后與濾波電容的一端相連，IGBT逆變器的另一個(gè)輸出端與濾波電容的另一端相連，濾波電容的兩端即功率電路的輸出端與電壓互感器的二次端子相連；整流橋由四個(gè)二極管采用兩并兩串方式連接，兩支橋臂中間引腳接入220V交流電；
所述IGBT逆變器由四個(gè)含續(xù)流二極管的IGBT主管采用兩并兩串方式連接，其一端連接到穩(wěn)壓電容的正相端，另一端連接到穩(wěn)壓電容的負(fù)相端；所述濾波電路由濾波電感和濾波電容組成，其輸入端與IGBT逆變器的兩支橋臂中間引腳的中點(diǎn)連接；
所述電壓電流采樣電路包括兩個(gè)電壓霍爾傳感器和一個(gè)電流霍爾傳感器；所述第一電壓霍爾傳感器并接在穩(wěn)壓電容的兩端，所述第二電壓霍爾傳感器并接在濾波電容的兩端，所述電流霍爾傳感器串接在濾波電容與電壓互感器之間的連線(xiàn)上，上述電壓霍爾傳感器和電流霍爾傳感器的信號(hào)輸出端均與中央數(shù)據(jù)處理電路相連，將采集的主電路的電壓電流值發(fā)送至中央數(shù)據(jù)處理電路；
所述中央數(shù)據(jù)處理電路包括:DSP控制模塊、CPLD控制模塊、晶振電路模塊、電壓電流采樣調(diào)理電路模塊、開(kāi)入/開(kāi)出模塊和電源模塊，所述DSP控制模塊分別與上述CPLD控制模塊、晶振電路模塊、電壓電流采樣調(diào)理電路模塊和開(kāi)入/開(kāi)出模塊相連，所述DSP控制模塊與CPLD控制模塊呈雙向連接，所述的晶振電路模塊的輸出端與DSP控制模塊的輸入引腳連接，所述的電壓電流采樣調(diào)理電路模塊與DSP控制模塊的A/D引腳相連，所述的開(kāi)入/開(kāi)出模塊由中央數(shù)據(jù)處理電路的一塊姐妹電路構(gòu)成，且與中央數(shù)據(jù)處理電路呈雙向連接，所述電源模塊為整個(gè)中央數(shù)據(jù)處理電路供電。
[0006]使用時(shí)，電壓霍爾傳感器和電流霍爾傳感器設(shè)于高壓斷路器的電路上，用于獲取高壓斷路器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；穩(wěn)壓電容并接于整流橋和IGBT逆變器之間，將脈動(dòng)直流電壓變成穩(wěn)定的直流電壓；電壓霍爾傳感器和電流霍爾傳感器的信號(hào)輸出端均與中央數(shù)據(jù)處理電路相連，將采集的主電路的電壓電流值發(fā)送至中央數(shù)據(jù)處理電路。晶振電路模塊的輸出端與DSP控制模塊的輸入引腳連接，為DSP控制模塊提供穩(wěn)定的晶振頻率。中央數(shù)據(jù)處理電路根據(jù)用戶(hù)輸入的值以及電壓電流采樣電路采集的數(shù)值進(jìn)行綜合計(jì)算，得出相應(yīng)的正弦調(diào)制波形，由DSP控制模塊計(jì)算生成對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，傳輸給CPLD控制模塊進(jìn)行處理，CPLD控制模塊將控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為四路與IGBT逆變器對(duì)應(yīng)的控制脈沖，CPLD控制模塊將四路控制脈沖發(fā)送到驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路對(duì)控制脈沖進(jìn)行功率放大后，接入IGBT逆變器的四支IGBT元器件，通過(guò)驅(qū)動(dòng)脈沖控制逆變器的工作，將穩(wěn)壓電容的直流電壓變?yōu)榭勺兊慕涣麟妷?，再?jīng)過(guò)濾波電路濾除高次諧波后輸出穩(wěn)定的交流電壓。
[0007]本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明采用DSP控制模塊加CPLD控制模塊組成控制系統(tǒng)，硬件電路簡(jiǎn)單、輸出觸發(fā)脈沖安全可靠、實(shí)時(shí)控制精度高，裝置具有較高的穩(wěn)定性和可靠性；本發(fā)明利用高性能浮點(diǎn)型數(shù)字信號(hào)處理芯片實(shí)現(xiàn)裝置的控制，很大程度上提高控制的速度和精度，使整個(gè)控制系統(tǒng)具有很好的調(diào)節(jié)性能和可靠性。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的中央數(shù)據(jù)處理電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖中:1_控制顯示面板，2-中央數(shù)據(jù)處理電路，3-驅(qū)動(dòng)電路，4-電壓互感器，5-整流橋，6-1GBT逆變器，7-第一電壓霍爾傳感器，8-第二電壓霍爾傳感器，9-電流霍爾傳感器，10-DSP控制模塊，11-CPLD控制模塊，12-晶振電路模塊，13-電壓電流采樣調(diào)理電路模塊,14-開(kāi)入/開(kāi)出模塊，15-電源模塊，16-濾波電感，17-穩(wěn)壓電容,18-濾波電容。

【具體實(shí)施方式】
[0010]高壓斷路器機(jī)械特性檢測(cè)電路，高壓斷路器機(jī)械特性檢測(cè)電路，包括控制顯示面板1、中央數(shù)據(jù)處理電路2、驅(qū)動(dòng)電路3、功率電路和電壓電流采樣電路，所述控制顯示面板1與中央數(shù)據(jù)處理電路2相連，中央數(shù)據(jù)處理電路2分別與驅(qū)動(dòng)電路3和電壓電流采樣電路相連，功率電路分別與驅(qū)動(dòng)電路3和電壓電流采樣電路相連，所述功率電路的輸出端與電壓互感器4的二次端子相連； 所述功率電路包括:整流橋5、穩(wěn)壓電容17、IGBT逆變器6和濾波電路，濾波電路包括濾波電感16和濾波電容18 ;所述整流橋5的交流輸入端接220V交流電源，整流橋5的直流輸出端并接穩(wěn)壓電容17后與IGBT逆變器6的輸入端相連，IGBT逆變器6的一個(gè)輸出端串接濾波電感16后與濾波電容18的一端相連，IGBT逆變器6的另一個(gè)輸出端與濾波電容18的另一端相連，濾波電容18的兩端即功率電路的輸出端與電壓互感器4的二次端子相連；整流橋5由四個(gè)二極管采用兩并兩串方式連接，兩支橋臂中間引腳接入220V交流電，用于將220V交流電通過(guò)整流橋轉(zhuǎn)化為脈動(dòng)直流電壓；
所述IGBT逆變器6由四個(gè)含續(xù)流二極管的IGBT主管采用兩并兩串方式連接，其一端連接到穩(wěn)壓電容17的正相端，另一端連接到穩(wěn)壓電容17的負(fù)相端，IGBT逆變器6將直流電壓轉(zhuǎn)化為可變的脈動(dòng)交流電壓；所述濾波電路由濾波電感16和濾波電容18組成，其輸入端與IGBT逆變器6的兩支橋臂中間引腳的中點(diǎn)連接；
所述電壓電流采樣電路包括兩個(gè)電壓霍爾傳感器和一個(gè)電流霍爾傳感器；所述第一電壓霍爾傳感器7并接在穩(wěn)壓電容17的兩端，所述第二電壓霍爾傳感器8并接在濾波電容18的兩端，所述電流霍爾傳感器9串接在濾波電容18與電壓互感器4之間的連線(xiàn)上，上述電壓霍爾傳感器和電流霍爾傳感器的信號(hào)輸出端均與中央數(shù)據(jù)處理電路2相連，將采集的主電路的電壓電流值發(fā)送至中央數(shù)據(jù)處理電路2 ;
所述中央數(shù)據(jù)處理電路2包括:DSP控制模塊10、CPLD控制模塊11、晶振電路模塊12、電壓電流采樣調(diào)理電路模塊13、開(kāi)入/開(kāi)出模塊14和電源模塊15，所述DSP控制模塊10分別與上述CPLD控制模塊11、晶振電路模塊12、電壓電流采樣調(diào)理電路模塊13和開(kāi)入/開(kāi)出模塊14相連，所述DSP控制模塊10與CPLD控制模塊11呈雙向連接，所述的晶振電路模塊12的輸出端與DSP控制模塊10的輸入引腳連接，所述的電壓電流采樣調(diào)理電路模塊13與DSP控制模塊10的A/D引腳相連，所述的開(kāi)入/開(kāi)出模塊14由中央數(shù)據(jù)處理電路2的一塊姐妹電路構(gòu)成，且與中央數(shù)據(jù)處理電路2呈雙向連接，所述電源模塊15為整個(gè)中央數(shù)據(jù)處理電路2供電。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓斷路器機(jī)械特性檢測(cè)電路，其特征在于:包括控制顯示面板(I)、中央數(shù)據(jù)處理電路(2)、驅(qū)動(dòng)電路(3)、功率電路和電壓電流采樣電路，所述控制顯示面板(I)與中央數(shù)據(jù)處理電路(2 )相連，中央數(shù)據(jù)處理電路(2 )分別與驅(qū)動(dòng)電路(3 )和電壓電流采樣電路相連，功率電路分別與驅(qū)動(dòng)電路(3)和電壓電流采樣電路相連，所述功率電路的輸出端與電壓互感器(4)的二次端子相連； 所述功率電路包括:整流橋(5 )、穩(wěn)壓電容(17 )、IGBT逆變器(6 )和濾波電路，濾波電路包括濾波電感(16)和濾波電容(18);所述整流橋(5)的交流輸入端接220V交流電源，整流橋(5)的直流輸出端并接穩(wěn)壓電容(17)后與IGBT逆變器(6)的輸入端相連，IGBT逆變器(6)的一個(gè)輸出端串接濾波電感(16)后與濾波電容(18)的一端相連，IGBT逆變器(6)的另一個(gè)輸出端與濾波電容(18)的另一端相連，濾波電容(18)的兩端即功率電路的輸出端與電壓互感器(4)的二次端子相連；整流橋(5)由四個(gè)二極管采用兩并兩串方式連接，兩支橋臂中間引腳接入220V交流電； 所述IGBT逆變器(6)由四個(gè)含續(xù)流二極管的IGBT主管采用兩并兩串方式連接，其一端連接到穩(wěn)壓電容(17)的正相端，另一端連接到穩(wěn)壓電容(17)的負(fù)相端；所述濾波電路由濾波電感(16)和濾波電容(18)組成，其輸入端與IGBT逆變器(6)的兩支橋臂中間引腳的中點(diǎn)連接； 所述電壓電流采樣電路包括兩個(gè)電壓霍爾傳感器和一個(gè)電流霍爾傳感器；所述第一電壓霍爾傳感器(7)并接在穩(wěn)壓電容(17)的兩端，所述第二電壓霍爾傳感器(8)并接在濾波電容(18)的兩端，所述電流霍爾傳感器(9)串接在濾波電容(18)與電壓互感器(4)之間的連線(xiàn)上，上述電壓霍爾傳感器和電流霍爾傳感器的信號(hào)輸出端均與中央數(shù)據(jù)處理電路(2)相連，將采集的主電路的電壓電流值發(fā)送至中央數(shù)據(jù)處理電路(2)； 所述中央數(shù)據(jù)處理電路(2 )包括:DSP控制模塊(10 )、CPLD控制模塊(11)、晶振電路模塊(12)、電壓電流采樣調(diào)理電路模塊(13)、開(kāi)入/開(kāi)出模塊(14)和電源模塊(15)，所述DSP控制模塊(10)分別與上述CPLD控制模塊(11)、晶振電路模塊(12)、電壓電流采樣調(diào)理電路模塊(13)和開(kāi)入/開(kāi)出模塊(14)相連，所述DSP控制模塊(10)與CPLD控制模塊(11)呈雙向連接，所述的晶振電路模塊(12)的輸出端與DSP控制模塊(10)的輸入引腳連接，所述的電壓電流采樣調(diào)理電路模塊(13)與DSP控制模塊(10)的A/D引腳相連，所述的開(kāi)入/開(kāi)出模塊(14)由中央數(shù)據(jù)處理電路(2)的一塊姐妹電路構(gòu)成，且與中央數(shù)據(jù)處理電路(2)呈雙向連接，所述電源模塊(15)為整個(gè)中央數(shù)據(jù)處理電路(2)供電。
【文檔編號(hào)】G01M13/00GK104236895SQ201410551079
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】張淑峰, 趙博, 王志宏 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)山西省電力公司大同供電公司