一种同步开关

专利摘要:
本实用新型涉及一种同步开关，属于电力设备技术领域。包括单片机控制模块、电源模块、采样电路、二阶低通滤波器、触头状态反馈电路、IO交互接口，所述采样电路采集电网运行的电流与电压运行参数信息经二阶低通滤波器滤波后传输至单片机控制模块，所述触头状态反馈电路将触头的常开触点作为反馈信号反馈给单片机控制模块；所述触头状态反馈电路包括逻辑与电路和逻辑或电路，通过三相触头的开合状态转换为相应的电平信号并反馈给单片机控制模块，通过电平高低判断触头的开合情况。解决了现有同步开关在进行开合闸操作时无法判断触头闭合状态的问题，并且实现开合操作的精确控制。
公开号:CN214337568U
申请号:CN202023086891.7U
申请日:2020-12-17
公开日:2021-10-01
发明作者:武松辉；申浩灿；郭艳霞；徐俊艳
申请人:Henan Kangbo Electric Co ltd；
IPC主号:H02J3-01

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种同步开关。
[n0002] 同步开关，又名选相开关，是用于接通、分断电力系统及对各种故障进行保护控制的必备部件,是近年来最新发展的技术，是传统的机械开关与现代电子技术的完美结合产物。广泛应用于各类电网的供配电系统中。但是，传统的同步开关的动作相位是随机的，在接通和分断电力系统时容易产生很大的浪涌电流和很高的感应电压，降低开关设备的使用寿命和电力系统的供电质量。随着社会经济和技术的发展，人们对同步开关提出了更高的要求，要求利用微处理技术使其智能化，提高开关的通断性能和保护能力，然而现有的智能同步开关当控制系统发出开合闸命令后，可能由于高压开关动作失灵等原因导致操作失败，若开关不能及时地恢复到理想状态，有可能会引起事故。
[n0003] 本实用新型的目的在于提供一种同步开关，能够解决现有同步开关在进行开合闸操作时无法判断触头闭合状态的问题，并且实现开合操作的精确控制。
[n0004] 本实用新型采用的技术方案如下：
[n0005] 一种同步开关，包括单片机控制模块、电源模块、采样电路、二阶低通滤波器、触头状态反馈电路、IO交互接口，所述采样电路采集电网运行的电流与电压运行参数信息经二阶低通滤波器滤波后传输至单片机控制模块，所述触头状态反馈电路将触头的常开触点作为反馈信号反馈给单片机控制模块；所述触头状态反馈电路包括逻辑与电路和逻辑或电路。
[n0006] 进一步地，所述采样电路包括电流互感器CT,电阻R1、电阻R2和电阻R3，所述电流互感器CT采集电路三相电流信号，所述电阻R1的一端连接B相，另一端与电阻R2一端并联在电容C1的一端，所述电阻R2的另一端与接地线G连接，所述电容C1的另一端与运算放大器的输入正向输入端连接，所述运算放大器的反相输入端通过电阻R3与二极管D1的负极连接，所述二极管D1的正极与电流互感器CT的输出端连接，所述运算放大器的输出端依次串联二极管D2的正极、负极和电容C2接地，通过电阻R1与三相电压信号采用分压电路采集，三相电流信号由电流互感器采集。输入的电压和电流模拟信号先进行二阶滤波,以滤除高频干扰信号,然后通过交直流变换将正弦波信号转换为与其幅值成正比的直流信号,以利于单片机采样模块采样。
[n0007] 进一步地，所述触头状态反馈电路中当三相触头闭合时，逻辑与电路输出信号为高电平，其他情况下为低电平，当三相触头都断开时，逻辑或电路输出信号为低电平，其他情况下为高电平，在高压开关的开合的过程中，可能会出现高压开关动作失灵等原因，从而造成操作失败，若不能及时地恢复到理想状态，有可能会引起事故。因此将三相触头的常开触点作为反馈信号，并通过逻辑与电路的逻辑电路把开关的状态反馈给单片机控制模块，通过三相触头的开合状态转换为相应的电平信号并反馈给单片机控制模块，通过电平高低判断触头的开合情况，当逻辑电平为低电平时，说明三相触头均已断开，反之则说明有触头未能断开，需再次进行开闸操作；合闸操作结束后，如果逻辑电平为高电平，则说明三相触头均已成功闭合，否则说明有触头未能闭合，需再次进行合闸操作。从而实现了触头开合状态的精确控制。
[n0008] 进一步地，所述IO交互接口连接LCD显示屏，RS232串行接口，有丰富的IO交互接口，使得外围电路大大的简化，并且可以更好的进行人机交互。
[n0009] 进一步地，所述单片机模块采用的单片机型号为MSP430F449，减少了外围器件的使用，简化了电路板的设计，提高了系统可靠性。
[n0010] 进一步地，所述电源模块通过UPS电源进行供电，采用UPS不断电对控制系统进行供电，当出现系统外部供电缺失时，可以在短时间内保证控制系统电源不断电，当电网某相电压、欠压、欠流及谐波超限或电压不平稳超限时，快速切除补偿电容器、以免设备损坏。
[n0011] 进一步地，所述UPS电源通过过压保护单元与主回路连接。
[n0012] 本实用新型的有益效果是：
[n0013] 1.本实用新型一种同步开关，与传统能质量综合优化装置相比，拓扑结构简单，节约成本，方便控制方案的实现。
[n0014] 2.本实用新型一种同步开关，采用的指令电流计算方法兼容性强，可在电网对称、不对称及谐波状况下正常使用，适用范围广。
[n0015] 3.本实用新型一种同步开关，功能丰富，同一设备可实现补偿谐波、无功和三相不平衡三个功能。
[n0016] 图1是本实用新型的模块结构示意图；
[n0017] 图2是本实用新型采样电路电路原理图；
[n0018] 图3是打开状态的触头状态反馈电路；
[n0019] 图4是关闭状态的触头状态反馈电路。
[n0020] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[n0021] 需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[n0022] 实施例1
[n0023] 如图1所示的一种同步开关，包括单片机控制模块、电源模块、采样电路、二阶低通滤波器、触头状态反馈电路、IO交互接口，所述采样电路采集电网运行的电流与电压运行参数信息经二阶低通滤波器滤波后传输至单片机控制模块，所述触头状态反馈电路将触头的常开触点作为反馈信号反馈给单片机控制模块；所述触头状态反馈电路包括逻辑与电路和逻辑或电路。
[n0024] 进一步地，如图2所示的采样电路包括电流互感器CT,电阻R1、电阻R2和电阻R3，所述电流互感器CT采集电路三相电流信号，所述电阻R1的一端连接B相，另一端与电阻R2 一端并联在电容C1的一端，所述电阻R2的另一端与接地线G连接，所述电容C1的另一端与运算放大器的输入正向输入端连接，所述运算放大器的反相输入端通过电阻R3与二极管 D1的负极连接，所述二极管D1的正极与电流互感器CT的输出端连接，所述运算放大器的输出端依次串联二极管D2的正极、负极和电容C2接地，通过电阻R1与电阻R2组成的分压电路对三相电压信号进行采集,三相电流信号由电流互感器采集,输入的电压和电流模拟信号先进行二阶滤波,以滤除高频干扰信号,然后通过交直流变换将正弦波信号转换为与其幅值成正比的直流信号。
[n0025] 实施例2
[n0026] 如图3和图4所示的触头状态反馈电路，所述触头状态反馈电路中当三相触头闭合时，逻辑与电路输出信号为高电平，其他情况下为低电平，当三相触头都断开时，逻辑或电路输出信号为低电平，其他情况下为高电平，在高压开关的开合的过程中，可能会出现高压开关动作失灵等原因，从而造成操作失败，若不能及时地恢复到理想状态，有可能会引起事故。因此将三相触头的常开触点作为反馈信号，并通过逻辑与电路的逻辑电路把开关的状态反馈给单片机控制模块，通过三相触头的开合状态转换为相应的电平信号并反馈给单片机控制模块，通过电平高低判断触头的开合情况，当逻辑电平为低电平时，说明三相触头均已断开，反之则说明有触头未能断开，需再次进行开闸操作；合闸操作结束后，如果逻辑电平为高电平，则说明三相触头均已成功闭合，否则说明有触头未能闭合，需再次进行合闸操作。从而实现了触头开合状态的精确控制。
[n0027] 进一步地，所述IO交互接口连接LCD显示屏，RS232串行接口，有丰富的IO交互接口，使得外围电路大大的简化，并且可以更好的进行人机交互。
[n0028] 进一步地，所述单片机模块采用的单片机型号为MSP430F449，减少了外围器件的使用，简化了电路板的设计，提高了系统可靠性。
[n0029] 进一步地，所述电源模块通过UPS电源进行供电，采用UPS不断电对控制系统进行供电，当出现系统外部供电缺失时，可以在短时间内保证控制系统电源不断电，当电网某相电压、欠压、欠流及谐波超限或电压不平稳超限时，快速切除补偿电容器、以免设备损坏。
[n0030] 以上所述，仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

权利要求:
Claims (7)
[0001] 1.一种同步开关，其特征在于：所述同步开关包括单片机控制模块、电源模块、采样电路、二阶低通滤波器、触头状态反馈电路、IO交互接口，所述采样电路采集电网运行的电流与电压运行参数信息经二阶低通滤波器滤波后传输至单片机控制模块，所述触头状态反馈电路将触头的常开触点作为反馈信号反馈给单片机控制模块；所述触头状态反馈电路包括逻辑与电路和逻辑或电路。
[0002] 2.根据权利要求1所述的一种同步开关，其特征在于：所述采样电路包括电流互感器CT,电阻R1、电阻R2和电阻R3，所述电流互感器CT采集电路三相电流信号，所述电阻R1的一端连接B相，另一端与电阻R2一端并联在电容C1的一端，所述电阻R2的另一端与接地线G连接，所述电容C1的另一端与运算放大器的输入正向输入端连接，所述运算放大器的反相输入端通过电阻R3与二极管D1的负极连接，所述二极管D1的正极与电流互感器CT的输出端连接，所述运算放大器的输出端依次串联二极管D2的正极、负极和电容C2接地。
[0003] 3.根据权利要求1所述的一种同步开关，其特征在于：所述触头状态反馈电路中当三相触头闭合时，逻辑与电路输出信号为高电平，其他情况下为低电平，当三相触头都断开时，逻辑或电路输出信号为低电平，其他情况下为高电平。
[0004] 4.根据权利要求1所述的一种同步开关，其特征在于：所述IO交互接口连接LCD显示屏，RS232串行接口。
[0005] 5.根据权利要求1所述的一种同步开关，其特征在于：所述单片机模块采用的单片机型号为MSP430F449。
[0006] 6.根据权利要求1所述的一种同步开关，其特征在于：所述电源模块通过UPS电源进行供电。
[0007] 7.根据权利要求6所述的一种同步开关，其特征在于：所述UPS电源通过过压保护单元与主回路连接。

类似技术:

---

公开号 | 公开日 | 专利标题

---

CN102005742B|2014-03-12|基于工频载波的分布式发电孤岛检测系统及其检测方法

---

CN103760454A|2014-04-30|Mov避雷器漏电流检测装置、远程监控系统及方法

---

CN214337568U|2021-10-01|一种同步开关

---

CN1877350B|2011-05-04|电子产品异常通断电的测试方法及装置

---

CN203747436U|2014-07-30|一种分布式光伏发电接入系统

---

CN107394789A|2017-11-24|一种智能动态电压恢复器

---

CN201956675U|2011-08-31|基于工频载波的分布式发电孤岛检测系统

---

CN201402973Y|2010-02-10|一种供电线路保护装置

---

CN209001595U|2019-06-18|电压暂降治理装置

---

CN203312829U|2013-11-27|可实现离网模式与并网模式的平滑切换的逆变器

---

CN103487707B|2016-03-30|车载三相交流供电智能监控单元

---

CN207218238U|2018-04-10|一种谐波浪涌保护器

---

CN204928616U|2015-12-30|用于电压暂降试验的交流电压发生装置

---

CN204595170U|2015-08-26|一种断路器参数测试辅助装置

---

CN103762865B|2015-11-18|变频器低电压穿越电源

---

CN212543435U|2021-02-12|一种多功能接触器式交流电源互投装置

---

CN211508598U|2020-09-15|一种用于用电行为监测的交互型漏电保护器装置

---

CN208835833U|2019-05-07|一种应用于铁路系统的智能化电源信号转换屏

---

CN212137287U|2020-12-11|一种用于两段站用直流母线的自动并联装置

---

CN207304008U|2018-05-01|一种智能动态电压恢复器

---

CN207502574U|2018-06-15|一种三相电压监测保护及自动重合闸电路

---

CN108667000B|2020-10-02|一种大型光伏电站铁磁谐振检测与抑制装置

---

CN208142844U|2018-11-23|一种光伏电站并网装置

---

CN209134046U|2019-07-19|一种保护电路及电子设备

---

CN213660284U|2021-07-09|一种基于电流差动保护的微网断路器

同族专利:

---

公开号 | 公开日

---

引用文献:

---

公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

---

法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

---

2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

---

申请号 | 申请日 | 专利标题

---

CN202023086891.7U|CN214337568U|2020-12-17|2020-12-17|一种同步开关|CN202023086891.7U| CN214337568U|2020-12-17|2020-12-17|一种同步开关|