高压电器合成试验的同步控制系统及其同步控制方法
【专利摘要】本发明高压电器合成试验的同步控制系统，包括用于给系统供电的电源电路，用于接收合成试验中传感器采集的电压和/或电流信号的传感器信号检测电路，用于将输入信号转换为数字信号的调理电路，用于处理数字信号并输出控制信号的计算机，用于接收控制信号并输出对应点火电信号的执行电路，用于输入和显示合成试验控制参数的输入显示装置；本发明还提供相应的同步控制方法，能够适应高压电器合成试验的各项要求，降低电流预测零点的误差，提高合成试验的成功率；其根据合成试验的方式选择计算机接入处理的输入信号，并执行对应的控制信号输出步骤；输入信号包括磁位计电流信号，分压器电压信号和电流互感器电流信号中的一种或多种的组合。
【专利说明】高压电器合成试验的同步控制系统及其同步控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高压电器试验【技术领域】，具体为高压电器合成试验的同步控制系统及其同步控制方法。
【背景技术】
[0002]合成试验是高压电器产品试验检测与试验技术研究的重要组成部分，而同步控制装置是合成回路中必不可少的时间控制装置，是控制系统的重要组成部分，是试验中对时间要求最严格的装置，因此同步控制装置性能的好坏直接关系到合成试验的成功与否。
[0003]随着高压电器行业的发展，试验中大、小电流都会出现，由于同步控制装置的规格限制，使得电流幅值变化较大超出其控制范围时，必然会对控制精度造成影响；同时现有技术中的同步控制系统只能对单个的信号进行采集和控制，随着高压电器合成试验技术的要求的不断提高，尤其是高压电器的大容量合成试验中，需要多个参量的同时采集和控制，现有的设备和技术不能完全满足现在试验需要。
[0004]现有同步控制方法在主回路有直流分量的情况下，是通过第一个半波的电流采样真实值来预测后续所有的电流预测值，因此电流预测值的误差会逐步累积，使得电流预测零点与真实值相差较大，极易造成相关试验的失败。
【发明内容】
[0005]针对以上所述的现有技术中存在的问题，
[0006]本发明提供高压电器合成试验的同步控制系统，能够适应电流的大幅值变化范围，同时能够实现对多信号的采集和控制，多功能应用，覆盖现有合成试验中使用的各种点火装置的触发控制。
[0007]本发明还提供相应的同步控制方法，能够适应高压电器合成试验的各项要求，降低电流预测零点的误差，提高合成试验的成功率。
[0008]本发明是通过以下技术方案来实现:
[0009]高压电器合成试验的同步控制系统，包括用于给系统供电的电源电路，用于接收合成试验中传感器采集的电压和/或电流信号的传感器信号检测电路，用于将输入信号转换为数字信号的调理电路，用于处理数字信号并输出控制信号的计算机，用于接收控制信号并输出对应点火电信号的执行电路，用于输入和显示合成试验控制参数的输入显示装置；
[0010]所述的传感器信号检测电路包括磁位计电流信号检测电路，分压器电压信号检测电路和电流互感器电流信号检测电路；
[0011]所述的调理电路包括分别与分压器电压信号检测电路和电流互感器电流检测电路对应连接的信号调理电路，与磁位计电流信号检测电路对应连接的积分AD电路，以及用于将合成试验中程控仪发出的开锁信号转换为数字信号的开锁调理电路；积分AD电路包括依次连接的分档降压电路，隔离运放电路，并联后串接的有源积分电路和无源积分电路，以及AD转换电路；分档降压电路接收磁位计电流检测电路传输的采集电流信号；AD转换电路输入端通过分档转换开关与有源积分电路和无源积分电路中的一个选择性连接，输出端与计算机输入端连接；
[0012]所述的执行电路与合成试验中的控制设备相连接。
[0013]优选的，执行电路包括逻辑与判断电路和光电隔离电路；逻辑与判断电路的输入端分别与计算机控制信号输出端和开锁调理电路的开锁信号输出端连接，输出端输出点火电信号与光电隔离电路的电信号接口连接。
[0014] 进一步，传感器信号检测电路共三组，分别通过对应调理电路与计算机输入端连接；计算机对应输出的三组控制信号，每组控制信号分别对应接入四个执行电路；四个执行电路分别用于控制合成试验中的两个电压回路和两个延弧回路。
[0015]优选的，计算机的输入端设置在有硬件看门狗电路。
[0016]优选的，还包括输入端分别与调理电路、计算机和执行电路的采集端连接的监测
装直。
[0017]基于以上进一步所述同步控制系统的高压电器合成试验的同步控制方法，包括如下步骤，
[0018]I)根据合成试验的方式选择计算机接入处理的输入信号，并执行对应的控制信号输出步骤；输入信号包括磁位计电流信号，分压器电压信号和电流互感器电流信号中的一种或多种的组合；
[0019]2)当选择接入磁位计电流信号时，通过输入显示装置输入投入延弧回路和电压回路的个数，以及投入时间Ttl，并执行如下步骤；
[0020]a.通过输入的磁位计电流信号判断是否投入第一延弧回路，如果是则执行步骤b，如果否则执行步骤c ;
[0021 ] b.采集磁位计输入的电流信号，预测电流零点，根据公式t10y=T0+tly计算出过零点前的第一延弧回路投入时刻tlOy其中tly为第一延弧回路动作时间；判断程控仪是否发出开锁信号，如果是则在第一延弧回路投入时刻投入第一延弧回路并执行步骤C，如果否则执行步骤b;
[0022]c.通过输入的磁位计电流信号判断是否投入第二延弧回路，如果是则执行步骤d，如果否则执行步骤e;
[0023]d.采集磁位计输入的电流信号，预测电流零点，根据公式t20y=T0+t2y计算出零点前的第二延弧回路投入时刻t20y，其中t2y为第二延弧回路动作时间；判断程控仪是否发出开锁信号，如果是则在第二延弧回路投入时刻t20y投入第二延弧回路并执行步骤e，如果否则执行步骤d ；
[0024]e.采集磁位计输入的电流信号，预测电流零点，根据公式tog=To+tg，计算出零点前的电压回路投入时刻tog其中tg为电压回路动作时间；判断程控仪是否发出开锁信号，如果是则在电压回路投入时刻tog输出点火电信号并执行步骤5)，如果否则执行步骤e ；
[0025]3)当选择接入电流互感器电流信号时，采集电流互感器输入的电流信号，通过逻辑与判断电路判断是否采集到电流信号和程控仪是否发出开锁信号，如果否则重新采集电流互感器输入的电压信号，如果是则在整定时刻输出点火电信号并执行步骤5)；[0026]4)当选择接入分压器电压信号时，采集分压器输入的电压信号，通过逻辑与判断电路判断是否采集到电压信号和程控仪是否发出开锁信号，如果否则重新采集分压器输入的电压信号，如果是则在整定时刻输出点火电信号并执行步骤5)；
[0027]5)检测合成试验是否结束，如果是则完成试验，如果否则执行步骤I)。
[0028]优选的，预测电流零点，包括如下步骤，
[0029]A.在一个电流周期内以等时间间隔Λ T划分N个采样点；
[0030]B.采集半个电流周期内的Ν/2个采样点再加一个采样点，利用以下递推公式得到后续的电流预测值；
[0031]
【权利要求】
1.高压电器合成试验的同步控制系统，其特征在于，包括用于给系统供电的电源电路，用于接收合成试验中传感器采集的电压和/或电流信号的传感器信号检测电路，用于将输入信号转换为数字信号的调理电路，用于处理数字信号并输出控制信号的计算机，用于接收控制信号并输出对应点火电信号的执行电路，用于输入和显不合成试验控制参数的输入显示装置； 所述的传感器信号检测电路包括磁位计电流信号检测电路，分压器电压信号检测电路和电流互感器电流信号检测电路； 所述的调理电路包括分别与分压器电压信号检测电路和电流互感器电流检测电路对应连接的信号调理电路，与磁位计电流信号检测电路对应连接的积分AD电路，以及用于将合成试验中程控仪发出的开锁信号转换为数字信号的开锁调理电路；积分AD电路包括依次连接的分档降压电路，隔离运放电路，并联后串接的有源积分电路和无源积分电路，以及AD转换电路；分档降压电路接收磁位计电流检测电路传输的采集电流信号；AD转换电路输入端通过分档转换开关与有源积分电路和无源积分电路中的一个选择性连接，输出端与计算机输入端连接； 所述的执行电路与合成试验中的控制设备相连接。
2.根据权利要求1所述的高压电器合成试验的同步控制系统，其特征在于，所述的执行电路包括逻辑与判断电路和光电隔离电路；逻辑与判断电路的输入端分别与计算机控制信号输出端和开锁调理电路的开锁信号输出端连接，输出端输出点火电信号与光电隔离电路的电信号接口连接。
3.根据权利要求2所述的高压电器合成试验的同步控制系统，其特征在于，所述的传感器信号检测电路共三组，分别通过对应调理电路与计算机输入端连接；计算机对应输出的三组控制信号 ，每组控制信号分别对应接入四个执行电路；四个执行电路分别用于控制合成试验中的两个电压回路和两个延弧回路。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的高压电器合成试验的同步控制系统，其特征在于，所述的计算机的输入端设置在有硬件看门狗电路。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的高压电器合成试验的同步控制系统，其特征在于，还包括输入端分别与调理电路、计算机和执行电路的采集端连接的监测装置。
6.基于权利要求3中所述同步控制系统的高压电器合成试验的同步控制方法，其特征在于，包括如下步骤， 1)根据合成试验的方式选择计算机接入处理的输入信号，并执行对应的控制信号输出步骤；输入信号包括磁位计电流信号，分压器电压信号和电流互感器电流信号中的一种或多种的组合； 2)当选择接入磁位计电流信号时，通过输入显示装置输入投入延弧回路和电压回路的个数，以及投入时间Ttl，并执行如下步骤； a.通过输入的磁位计电流信号判断是否投入第一延弧回路，如果是则执行步骤b，如果否则执行步骤c ； b.采集磁位计输入的电流信号，预测电流零点，根据公式tioy=To+t1}^算出过零点前的第一延弧回路投入时刻其中tly为第一延弧回路动作时间；判断程控仪是否发出开锁信号，如果是则在第一延弧回路投入时刻tlOy投入第一延弧回路并执行步骤C，如果否则执行步骤b; C.通过输入的磁位计电流信号判断是否投入第二延弧回路，如果是则执行步骤d，如果否则执行步骤e ； d.采集磁位计输入的电流信号，预测电流零点，根据公式t20y=T0+t2Hf算出零点前的第二延弧回路投入时刻其中t2y为第二延弧回路动作时间；判断程控仪是否发出开锁信号，如果是则在第二延弧回路投入时刻1%投入第二延弧回路并执行步骤e，如果否则执行步骤d ； e.采集磁位计输入的电流信号，预测电流零点，根据公式tog=To+tg，计算出零点前的电压回路投入时刻tog，其中tg为电压回路动作时间；判断程控仪是否发出开锁信号，如果是则在电压回路投入时刻tog输出点火电信号并执行步骤5)，如果否则执行步骤e ； 3)当选择接入电流互感器电流信号时，采集电流互感器输入的电流信号，通过逻辑与判断电路判断是否采集到电流信号和程控仪是否发出开锁信号，如果否则重新采集电流互感器输入的电压信号，如果是则在整定时刻输出点火电信号并执行步骤5)； 4)当选择接入分压器电压信号时，采集分压器输入的电压信号，通过逻辑与判断电路判断是否采集到电压信号和程控仪是否发出开锁信号，如果否则重新采集分压器输入的电压信号，如果是则在整定时刻输出点火电信号并执行步骤5)； 5)检测合成试验是否结束，如果是则完成试验，如果否则执行步骤I)。
7.根据权利要求6所述的高压电器合成试验的同步控制方法，其特征在于，所述的预测电流零点，包括如下步骤， A.在一个电流周期内以等时间间隔ΛT划分N个采样点； B.采集半个电流周期内的Ν/2个采样点再加一个采样点，利用以下递推公式得到后续的电流预测值；
8.根据权利要求6所述的高压电器合成试验的同步控制方法，其特征在于，所述的采集电流互感器输入的电流信号为合成试验中的预击穿电流信号。
【文档编号】G05B15/02GK103676658SQ201310638609
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月30日 优先权日:2013年11月30日
【发明者】高飞 申请人:中国西电电气股份有限公司, 西安高压电器研究院有限责任公司