申请/专利权人：西安西电高压开关有限责任公司;中国西电电气股份有限公司

申请日：2023-12-18

公开（公告）日：2024-03-12

公开（公告）号：CN117423559B

主分类号：H01H3/28

分类号：H01H3/28;H01H3/02;H01H9/54;G02B6/42;H02J13/00;H02J3/36;H04B10/25

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.12#授权;2024.02.06#实质审查的生效;2024.01.19#公开

摘要：本发明属于直流输电技术领域，公开了一种快速开关电磁斥力机构，包括：斥力盘、分闸斥力线圈、合闸斥力线圈、绝缘拉杆、触发器、控制器和供能系统；控制器包括中央处理模块、模拟量高速采集及录波模块、第一光纤通讯模块、第二光纤通讯模块、以太网调试模块、光控晶闸管驱动模块和运行状态显示模块；触发器包括合闸操作回路和分闸操作回路；其中，合闸操作回路、分闸操作回路均包括充电放电模块、电容电压低速采集模块和光控晶闸管。本发明技术方案，采用模块化设计，可大大提升产品运行可靠性；采用光控晶闸管进行触发操作，可解决现有技术存在的传导干扰和辐射干扰导致触发器误触发动作的技术问题。

主权项：1.一种快速开关电磁斥力机构，包括：斥力盘、分闸斥力线圈、合闸斥力线圈、绝缘拉杆、触发器、控制器和供能系统，其特征在于，所述控制器包括中央处理模块、模拟量高速采集及录波模块、第一光纤通讯模块、第二光纤通讯模块、以太网调试模块、光控晶闸管驱动模块和运行状态显示模块；所述触发器包括合闸操作回路和分闸操作回路；其中，所述合闸操作回路、所述分闸操作回路均包括充电放电模块、电容电压低速采集模块和光控晶闸管；其中，所述中央处理模块分别与所述模拟量高速采集及录波模块、所述第一光纤通讯模块、所述第二光纤通讯模块、所述以太网调试模块、所述光控晶闸管驱动模块和所述运行状态显示模块光纤通信连接，用于完成采样控制、数字滤波、命令解析、参数配置、数据组包；所述第一光纤通讯模块用于与可控消能装置的控保系统进行光纤通信，接收控保系统的触发命令以及向控保系统、录波系统发送数据；所述以太网调试模块用于控制器调试时与上位机软件进行光纤通信，进行储能电容的充放电控制、校准储能电容电压误差以及查看通信状态和数据；所述光控晶闸管驱动模块用于与所述触发器内的光控晶闸管光纤通信连接，接收所述中央处理模块的触发命令并向光控晶闸管发送导通命令；所述第二光纤通讯模块用于与所述触发器内的充电放电模块进行光纤通信；所述运行状态显示模块用于显示控制器运行正常或故障告警状态；所述模拟量高速采集及录波模块用于对储能电容电压的40MHz频率采样，并基于采集数据进行故障记录和分析；所述合闸操作回路、所述分闸操作回路中，所述电容电压低速采集模块与所述充电放电模块光纤通信连接，用于对储能电容电压的10kHz的频率采样，实现储能电容的充电数据、放电数据监测并传送给所述充电放电模块；所述充电放电模块用于通过所述第二光纤通讯模块接收电容充电、放电命令，实现储能电容的充电、放电；所述光控晶闸管驱动模块包括：光纤接收器M1、多谐振荡器U1、高速率功率MOSFET驱动器U2、脉冲激光器D1和MOSFET器件TR1；其中，所述光纤接收器M1用于接收所述中央处理模块发送的光触发信号并转化成数字信号，并将所述数字信号输出至所述多谐振荡器U1；所述多谐振荡器U1多用于将接收的数字信号转化成脉冲信号，并将所述脉冲信号输出至所述高速率功率MOSFET驱动器U2；所述高速率功率MOSFET驱动器U2用于产生驱动信号并输出，以控制所述MOSFET器件TR1的导通；所述脉冲激光器D1用于在所述MOSFET器件TR1处于导通状态时，产生激光脉冲并输出，以控制所述触发器内合闸操作回路或者分闸操作回路中的光控晶闸管导通；所述合闸操作回路中，端口S1、端口S2组成AC220V电源端口；空气开关Q1串联接入所述AC220V电源端口，用于控制电源的闭合和断开；充电放电模块CF1的输入端接所述空气开关Q1，输出端接工频变压器T1的原边，所述工频变压器T1的副边接入整流桥UR1；所述整流桥UR1的负端接地，正端按顺序依次串联连接合闸储能电容充电电阻R1、光控晶闸管SCR1、合闸斥力线圈S13；合闸储能电容C1接到所述合闸储能电容充电电阻R1的输出端与接地点之间；合闸储能电容续流电阻R2串联接入到所述光控晶闸管SCR1的输出端和接地点之间；所述分闸操作回路中，端口S1、端口S2组成AC220V电源端口；空气开关Q2串联接入所述AC220V电源端口上，用于控制电源的闭合和断开；充放电模块CF2的输入端接所述空气开关Q2，输出端接工频变压器T2的原边，所述工频变压器T2的副边接入整流桥UR2；所述整流桥UR2的负端用于接地，正端按顺序依次串联连接分闸储能电容充电电阻R4、脉冲变压器T3的原边、光控晶闸管SCR2，脉冲变压器T3的副边和分闸斥力线圈S15和脉冲变压器回流电阻R6依次串联；分闸储能电容C2接到所述分闸储能电容充电电阻R4的输出端与接地点之间；还包括：放电装置；所述放电装置包括合闸操作回路中储能电容放电回路和分闸操作回路中储能电容放电回路；其中，所述合闸操作回路中储能电容放电回路中，端口S3用于接入DC24V+，端口S4用于接入DC24V-，所述端口S3经继电器FJ1的常开触点、继电器FJ2的线圈与所述端口S4连接；所述合闸操作回路中的储能电容的正端与放电电阻R3连接，所述放电电阻R3的另一端经所述继电器FJ2的常开触点后接地；其中，在设备停止工作后或者需要检修时，所述合闸操作回路中的充电放电模块控制所述继电器FJ1触点吸合，所述继电器FJ2线圈带电并触点吸合，所述合闸操作回路中的储能电容经所述放电电阻R3后接地，以实现快速放电；所述分闸操作回路中储能电容放电回路中，端口S8用于接入DC24V+，端口S9用于接入DC24V-，所述端口S8经继电器FJ3的常开触点、继电器FJ4的线圈与所述端口S9连接；所述分闸操作回路中的储能电容的正端与放电电阻R5连接，所述放电电阻R5的另一端经所述继电器FJ4的常开触点后接地；其中，在设备停止工作后或者需要检修时，所述分闸操作回路中的充电放电模块控制所述继电器FJ3触点吸合，所述继电器FJ4线圈带电并触点吸合，所述分闸操作回路中的储能电容经所述放电电阻R5后接地，以实现快速放电。

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