一種機械式直流斷路器控制器制造技術
Mechanical DC circuit breaker controller
The utility model discloses a mechanical DC circuit breaker controller, which comprises a power supply module, a communication module, a button module, a main control module and a driving module. The driving module is composed of a mechanical switch drive unit and commutation circuit of driving unit of two sub units; mechanical switch drive unit is used to control the mechanical switch power supply cabinet - repulsion mechanism or storage capacitor charge / discharge switch driver circuit, charging switch IGBT fast gate capacitance, gate capacitance, slow closing the capacitance of the gate capacitance and including fast and slow opening and closing capacitor capacitance discharge switch thyristor drive circuit; commutation circuit driving unit is used to control the trigger switch commutation circuit. Mechanical type DC circuit breaker controller of the utility model has a simple structure, small volume, low cost; small power consumption; with electromagnetic shielding effect, high reliability; can realize local control and remote communication of multiple operation.
【技術實現步驟摘要】
本技術主要應用于直流斷路器領域，更具體地，涉及一種機械式直流斷路器控制器。
技術介紹
化石能源大規模開發利用導致資源緊缺、環境污染、氣候變化等諸多全球性難題，開發可再生清潔能源取代化石能源將是大勢所趨。新能源接入等問題表明發展直流電網的迫切性，而高壓直流斷路器已經成為發展直流電網主要技術瓶頸，需求日益迫切。在三種直流斷路器主流拓撲中，機械式直流斷路器運用“人工過零”技術為成熟可靠的交流滅弧室創造人工過零點，營造成熟的交流開斷環境，結構簡單，原理可靠；此外，相較混合式和固態式直流斷路器，機械式直流斷路器通態損耗小，不需要附加散熱裝置，因此具有體積小，成本低等經濟優勢。然而，機械式直流斷路器的可靠運行依賴于控制器對其各動作部件的可靠控制，以及各部件動作時序的精準配合。因此，對該直流斷路器控制器的需求越來越多，同時對其響應速度，可靠性，操作維護，外形尺寸，成本以及功耗等方面提出了更高的要求。目前，直流斷路器的研發還集中于拓撲研究和參數優化階段，國內外對高壓直流斷路器控制器的研究相對較少，還無法在上述多個方面全方位滿足電力系統的需求。
技術實現思路
針對現有技術存在的問題以及目前電力市場的需求，本技術的目的是提供一種具有電磁屏蔽效果，簡單可靠，體積小，成本低，運行功耗小的機械式直流斷路器控制器，能夠實現就地操作與遠程通訊兩種控制方式。本技術為實現上述目的，本技術提供了一種機械式直流斷路器控制器，包括通訊模塊，按鈕模塊，主控模塊和驅動模塊；通訊模塊的輸入端用于接收上層命令信號，通訊模塊的輸出端用于輸出反饋信息；按鈕模塊的輸入端用于接收人機交互信號，主控模塊的輸入端連接至按...
【技術保護點】
一種機械式直流斷路器控制器，其特征在于，包括：通訊模塊(2)，按鈕模塊(3)，主控模塊(4)和驅動模塊(5)；所述通訊模塊(2)的輸入端用于接收上層命令信號，所述通訊模塊(2)的輸出端用于輸出反饋信息；所述按鈕模塊(3)的輸入端用于接收人機交互信號，所述主控模塊(4)的輸入端連接至所述按鈕模塊(3)的輸出端，所述主控模塊(4)的發送接收端連接至所述通訊模塊(2)的發送接收端；所述驅動模塊(5)的輸入端連接至所述主控模塊(4)的輸出端，所述驅動模塊(5)具有三個輸出端，分別用于連接外部的充電開關、放電開關和換流回路。
【技術特征摘要】
1.一種機械式直流斷路器控制器，其特征在于，包括：通訊模塊(2)，按鈕模塊(3)，主控模塊(4)和驅動模塊(5)；所述通訊模塊(2)的輸入端用于接收上層命令信號，所述通訊模塊(2)的輸出端用于輸出反饋信息；所述按鈕模塊(3)的輸入端用于接收人機交互信號，所述主控模塊(4)的輸入端連接至所述按鈕模塊(3)的輸出端，所述主控模塊(4)的發送接收端連接至所述通訊模塊(2)的發送接收端；所述驅動模塊(5)的輸入端連接至所述主控模塊(4)的輸出端，所述驅動模塊(5)具有三個輸出端，分別用于連接外部的充電開關、放電開關和換流回路。2.如權利要求1所述的機械式直流斷路器控制器，其特征在于，還包括：供電模塊(1)，具有四個輸出端，分別連接至所述通訊模塊(2)的電源端、所述按鈕模塊(3)的電源端、主控模塊(4)的電源端和所述驅動模塊(5)的電源端。3.如權利要求2所述的機械式直流斷路器控制器，其特征在于，所述供電模塊(1)包括：第一轉換單元U10，第二轉換單元U11，第三轉換單元U12，第四轉換單元U13，第五轉換單元U14，濾波電容C1、濾波電容C2、濾波電容C3、濾波電容C4，穩壓電容C5、穩壓電容C6、穩壓電容C7、穩壓電容C8和穩壓電容C9；所述第二轉換單元U11的輸入正端Vin+連接+24V輸入電壓，所述第二轉換單元U11的輸入負端Vin-接地，所述第二轉換單元U11的地端GND接地，所述第二轉換單元U11的輸出端Vo1+用于輸出+5V電壓；所述濾波電容C1正端連接在所述第二轉換單元U11的輸入正端Vin+，所述濾波電容C1的負端接地；所述穩壓電容C5的正端連接至所述第二轉換單元U11的輸出端Vo1+，所述穩壓電容C5的負端接地；所述第一轉換單元U10的使能端EN和輸入端IN均連接至所述第二轉換單元U11的輸出端Vo1+，所述第一轉換單元U10的地端GND接地，所述第一轉換單元U10的輸出端OUT用于輸出+3.3V電壓；所述穩壓電容C6的負端接地，所述穩壓電容C6的正端連接至所述第一轉換單元U10的輸出端OUT；所述第三轉換單元U12的輸入正端Vin+連接+24V輸入電壓，所述第三轉換單元U12的輸入負端Vin-接地，第三轉換單元U12的地端GND接地，所述第三轉換單元U12的輸出端Vo1+用于輸出+15V電壓；所述濾波電容C2正端連接在所述第三轉換單元U12的輸入正端Vin+，所述濾波電容C2的負端接地；所述穩壓電容C7的正端連接至所述第三轉換單元U12的輸出端Vo1+，所述穩壓電容C7的負端接地；所述第四轉換單元U13的輸入正端Vin+連接+24V輸入電壓，所述第四轉換單元U13的輸入負端Vin-接地，所述第四轉換單元U13的地端GND接地，所述第四轉換單元U13的輸出端Vo1+用于輸出+15V電壓；所述濾波電容C3正端連接在所述第四轉換單元U13的輸入正端Vin+，所述濾波電容C3的負端接地；所述穩壓電容C8的正端連接至所述第四轉換單元U13的輸出端Vo1+，所述穩壓電容C8的負端接地；所述第五轉換單元U14的輸入正端Vin+連接+24V輸入電壓，所述第五轉換單元U14的輸入負端Vin-接地，所述第五轉換單元U14的地端GND接地，所述第五轉換單元U14的輸出端Vo1+用于輸出+24V電壓；所述濾波電容C4正端連接在所述第五轉換單元U14的輸入正端Vin+，所述濾波電容C4的負端接地；所述穩壓電容C9的正端連接至所述第五轉換單元U14的輸出端Vo1+，所述穩壓電容C9的負端接地。4.如權利要求1-3任一項所述的機械式直流斷路器控制器，其特征在于，所述通訊模塊(2)包括：功率驅動電路U1，光纖發射器U2，光纖接收器U4，濾波電容C10、濾波電容C11，限流電阻R4、限流電阻R8和上拉電阻R6；所述功率驅動電路U1的電源輸入端Vcc連接+5V輸入電壓，還通過所述濾波電容C10接地，所述功率驅動電路U1的地端GND接地，所述功率驅動電路U1的第一輸入端1A連接所述主控模塊(4)的通訊發送端UTXD1；所述限流電阻R4的一端連接所述功率驅動電路U1的第二輸入端1B，所述限流電阻R4的另一端接入+5V輸入電壓；所述限流電阻R6的一端連接所述功率驅動電路U1的第一輸出端1Y，所述限流電阻R6的另一端連接+5V輸入電壓；所述光纖發射器U2的第一正極端、第二正極端、第三正極端共同連接所述功率驅動電路U1的第一輸出端1Y，所述光纖發射器U2的地端GND接地；所述光纖接收器U4的電源輸入端連接+5V輸入電壓，還通過所述電容C11接地；所述光纖接收器U4的地端和地端接地，所述光纖接收器U4的輸出端用于連接所述主控模塊(4)的通訊接收端URXD1，還通過所述電阻R8連接+3.3V輸入電壓。5.如權利要求1所述的機械式直流斷路器控制器，其特征在于，所述按鈕模塊(3)包括：第一按鈕S1、第二按鈕S2、第三按鈕S3，電阻R825、電阻R826、電阻R827，電容C809、電容C810和電容C811；所述第一按鈕S1的正端用于輸出信號IN1，所述第一按鈕S1的正端還通過所述電阻R825連接至+3.3V輸入電壓，所述第一按鈕S1的負端接地；所述電容C809與所述第一按鈕S1并聯連接；所述第二按鈕S2的正端用于輸出信號IN2，所述第二按鈕S2的正端還通過所述電阻R826連接至+3.3V輸入電壓，所述第二按鈕S2的負端接地；所述電容C810與所述第二按鈕S2并聯連接；所述第三按鈕S3的正端用于輸出信號IN3，所述第三按鈕S3的正端還通過所述電阻R827連接至+3.3V輸入電壓，所述第三按鈕S3的負端接地；所述電容C811與所述第三按鈕S3并聯連接。6.如權利要求1所述的機械式直流斷路器控制器，其特征在于，所述主控模塊(4)包括：主控芯片單片機U7，復位芯片U8，下載器接口P1，濾波電容C16、濾波電容C19、濾波電容C20，振蕩電容C21、振蕩電容C24，發光二極管D828，晶振Y1，電阻R30和電阻R828；所述主控芯片單片機U7的數字電源正輸入端DVcc和模擬電源正輸入端AVcc均接入+3.3V輸入電壓，所述主控芯片單片機U7的數字電源負輸入端DVss和模擬電源負輸入端AVss均接地，所述主控芯片單片機U7的第一輸入端P1.0接入所述按鈕模塊(3)的輸出信號IN1，所述主控芯片單片機U7的第二輸入端P1.1接入所述按鈕模塊(3)的輸出信號IN2，所述主控芯片單片機U7的第三輸入端P1.2接入所述按鈕模塊(3)的輸出信號IN3，所述主控芯片單片機U7的通訊接收端URXD1接收所述模塊(2)的輸出信號RXD，所述主控芯片單片機U7的第一輸出端P1.5用于輸出信號OUT1，所述主控芯片單片機U7的第二輸出端P2.3用于輸出信號OUT2，所述主控芯片單片機U7的第三輸出端P2.4用于輸出信號OUT3，所述主控芯片單片機U7的第四輸出端P2.5用于輸出信號OUT4，所述主控芯片單片機U7的第五輸出端P2.6用于輸出信號OUT5，所述主控芯片單片機U7的第六輸出端P2.7用于輸出信號OUT6，所述主控芯片單片機U7的第七輸出端P4.3用于輸出信號OUT7，所述主控芯片單片機U7的第八輸出端P4.0用于輸出信號ENA1，所述主控芯片單片機U7的第九輸出端P4.1用于輸出信號ENA2，所述主控芯片單片機U7的通訊發送端UTXD1用于輸出信號TXD；所述濾波電容C16的正端連接所述主控芯片單片機U7的模擬電源正輸入端AVcc，所述濾波電容C16的負端接地；所述濾波電容C20的正端連接所述主控芯片單片機U7的數字電源正輸入端DVcc，所述濾波電容C20的負端接地；所述晶振Y1的輸入端連接所述主控芯片單片機U7的晶振輸入端XIN，所述晶振Y1的輸出端連接所述主控芯片單片機U7的晶振輸出端XOUT；所述振蕩電容C21的正端連接所述晶振Y1的輸入端，所述振蕩電容C21的負端接地；所述振蕩電容C24的正端連接所述晶振Y1的輸出端，所述振蕩電容C24的負端接地；所述電阻R828一端連接所述主控芯片單片機U7的輸入端P6.7，所述電阻R828的另一端連接所述發光二級管D828的正端；所述發光二級管D828的負端接地；所述復位芯片U8的電源輸入端VCC接入+3.3V輸入電壓，所述復位芯片U8的地端GND接地，所述復位芯片U8的復位端RST連接所述主控芯片單片機U7的復位端RST；所述濾波電容C19的正端連接所述復位芯片U8的電源輸入端VCC，所述濾波電容C19的負端接地；所述電阻R30的一端連接所述復位芯片U8的復位端RST，所述電阻R30的另一端接入+3.3V輸入電壓；所述下載器接口P1的電源輸入端接入+3.3V輸入電壓，所述下載器接口P1的地端接地，所述下載器接口P1的測試數據串行輸出端連接所述復位芯片U8的測試數據串行輸出端TDO，所述下載器接口P1的測試數據串行輸入端連接所述復位芯片U8的測試數據串行輸入端TDI，所述下載器接口P1的測試模式選擇端連接所述復位芯片U8的測試模式選擇端TMS，所述下載器接口P1的測試時鐘端連接所述復位芯片U8的測試時鐘端TCK，所述下載器接口P1的測試...
【專利技術屬性】
技術研發人員：袁召，鐘璨夷，何俊佳，魏曉光，張寧，趙巖，單云海，
申請(專利權)人：華中科技大學，全球能源互聯網研究院，國網湖北省電力公司，
類型：新型
國別省市：湖北;42
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