控制磁力启动电源开关装置的方法和设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种电源开关控制装置（１）及其使用方法，用于控制电源开关装置（１０）中磁力启动器（１５）。电源开关控制装置利用一系列调制电流脉冲来控制电源开关装置中磁力启动器。电源开关控制装置输入一个功率信号并施加一系列调制电流脉冲使其沿第一方向通过磁力启动器的线圈，以使启动器从第一位置移动到第二位置。通过分析电源开关装置中的磁力启动器线圈的阻抗来确定电源开关装置中的磁力启动器的某些操作特性。电源开关装置的控制装置还包括一个改进的能源管理系统。这样，控制器包含一个能够在不同操作模式中切换的调压器（２２）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及电力分配系统领域。更具体地说，本专利技术涉及应用于电力分配系统中的电源开关控制装置。
技术介绍
几乎任何电力分配系统中普遍存在的问题就是例如由于瞬时短路而引起的电气设备的瞬时中断或故障。大部分这种故障可以自动校正并很快终止，因而不需要永久的保险丝或者断路器的保护。然而，如果保险丝烧坏或者断路器跳闸，电力线就会断开，用户就会因此丧失电力。这就会要求更换保险丝或者复位断路器的服务，进而增加了用户的花费。电源开关装置系统是一种故障中断装置，用于检测电流、电压，以及/或者频率变化并隔离配电线路中的故障部分，进而保护了电力分配系统中的电力线。更具体地说，电源开关装置系统一般包括一个电源开关装置和一个电源开关控制装置。电源开关装置可以是一个机电装置，类似于断路器，其中包括一个用于断开关闭电力系统的每条线路的磁力启动器或者磁性闩锁。磁力启动器可以是一个螺线管，当与直流电(DC)的正极接通时就会因磁性而闭锁。有一种磁力启动器采用了单线圈设计。为了操作单线圈磁力启动器，电流沿一个方向流过用于闭锁(关闭)功能，沿相反方向流过用于开锁(断开)功能。每一个电源开关装置都有三个磁力启动器(即每一个就是交流电源的一相)，并且每一个磁力启动器都机械连有一个真空开关。目前，每个磁力启动器要求大约20安培的电流完成闭锁(关闭)操作，大约10安培的电流开锁。电源开关控制装置检测到电力线中的故障状态时，电源开关控制装置就会断开磁力启动器。通过断开磁力启动器，电源开关装置就会切断流到分配系统的剩余部分的电力，也就是将故障从系统剩余部分分中清除。如果故障在固定的时间间隔内不能自动消除，那么，顾名思义，电源开关控制装置将重新接通磁力启动器，如果故障状态消除了，供电就会恢复。然而，如果故障状态不能消除，电源开关装置就会在第二固定时间间隔后再次跳闸断开磁力启动器。如果经过预定次数的重新闭合操作之后，故障状态仍然没有消除，电源开关控制装置就会永久闭锁磁力激励器磁力启动器(也就是永久断开电路)。于是电路保持断开，直到系统得到维修和/或故障状态消除。本专利技术中使用的示范的电源开关装置是VR-3S自动开关，由美国北卡罗来纳州罗利的ABB Power T&D Company，Inc.生产并销售。电源开关装置由电源开关控制装置(控制器)操作。通常，控制器是一个智能的电子控制电路，能使电源开关装置检测到过载电流、选择定时操作以及重新闭合的时间。控制器是一个基于微处理器的装置，包括控制电源开关装置的软件和硬件两部分。硬件，或称物理元件包括集成电路、电阻器、电容、显示器、开关等。软件就是微处理器控制电源开关装置的编码指令。传统的控制器包括各种部件。例如，控制器中通常会有为控制器中其它部件供电的电源。控制器中也可能会有调压器，用于为控制器中各个部件提供稳定的输入信号。控制器中的存储器或者内存用于暂时和/或永久存储数据和/或软件。例如，为了供电源开关装置使用，这些数据可包括线路电流量和指令信息，如多重时间-电流特性曲线和保护设置组。内存可以是随机存取存储器(RAM)或者只读存贮器(ROM)，或者任何其它类型存储器。只读存贮器优先是可电编程的，易于修改，用于存储程序信息。存储器可以是控制器的内部存储器或者外部存储器。控制器也可以包括一个用于显示信息的显示器，以及一个键盘或者其它输入设备，用于输入信息。指示灯用于指示状态信息，如电源开关装置断开、闭合、控制闭锁、高于跳闸最小值、故障和锁定。示范用的控制单元是美国北卡罗来纳州罗利的ABB Power T&DCompany，Inc.生产并销售的型号为PCD2000的控制单元。通常，控制器通过在磁力启动器的线圈的两端施加电压以控制(例如断开和闭合)电源开关装置中磁力启动器的位置。照这样，当施加一定电压量时，启动器将断开或闭合，进而断开或闭合相关的电力线。然而，这种经常断开、闭合磁力启动器的方法浪费能源，而且不能控制启动器断开或闭合的速度。因此，需要一种在电源开关装置中能够效率高而且有效地控制磁力启动器的电源开关控制装置。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种电源开关控制装置及其使用方法来满足前面所述要求，该装置和方法通过一系列调制电流脉冲来控制电源开关装置中磁力启动器。在本专利技术的一个实施例中，调制电流脉冲是可调节的，所以控制装置能够与多种具有不同阻抗特性的启动器相兼容。而且，本专利技术的电源开关控制装置可以控制磁力启动器断开和闭合的速度。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种控制包含在电源开关装置中的具有一个线圈和一个电枢的磁力启动器的方法。根据这种方法，施加一系列调制电流脉冲使其沿第一方向通过磁力启动器的线圈，因此启动器从第一位置移动到第二位置，并施加一系列调制电流脉冲使其沿第二方向通过磁力启动器的线圈，因此启动器从第二位置移动到第一位置。在本专利技术的一个实施例中，通过分析电源开关装置中的磁力启动器线圈的阻抗可以确定电源开关装置的某种操作特性。据此，电源开关装置中的磁力启动器的位置就可以被确定。或者，在本专利技术的另一个实施例中，磁力启动器线圈的物理状态就可以被确定了。另外，在本专利技术的另一个实施例中，提供了一种电源开关装置的控制装置，其中包括了一个改进的能源管理系统。在这种方式中，控制器包含一个能够切换不同操作模式的调压器。附图说明结合附图具体描述本专利技术的实施例，本专利技术的其它特征会更加明显，其中图1是一个电源开关装置系统的简化示意图，该系统包括一个根据本专利技术的电源开关控制装置和一个电源开关装置；图2是一个控制根据本专利技术的电源开关装置的示例方法的流程图；图3A和3B分别是电源开关装置中磁力启动器在开锁和闭锁位置的结构图，本专利技术的一个方面应用于其中。图4是一个根据本专利技术的一个实施例来确定磁力启动器操作特性的示例方法的流程图；图5A和5B是用于说明如何确定根据本专利技术的一个实施例的磁力启动器中电枢位置的示例曲线；和图6A和6B分别是根据本专利技术示例的调压器分别在两种不同操作方式中的示意电路图。具体实施例方式本专利技术提供了一种电源开关控制装置及其方法，以便控制电源开关装置中磁力启动器。据此，本专利技术的电源开关控制装置适合于提供一系列调制电流脉冲以控制(例如断开闭合)电源开关装置中的磁力启动器。通过使用一系列调制电流脉冲来控制电源开关装置中的磁力启动器。在本专利技术的一个实施例中，电源开关控制装置是一个自动开关控制器，电源开关装置是一个自动开关。另外，在本专利技术的一个实施例中，通过观察磁力启动器线圈的阻抗来确定电源开关装置中的磁力启动器的操作特性。据此，磁力启动器的电枢位置就可以被决定。或者，磁力启动器线圈的物理状态就可以被确定了。另外，在本专利技术的另一个实施例中，电源开关控制装置包含一个调压器，能够在开关模式和线性模式之间切换。图1是本专利技术实施的一个电源开关装置系统1的简化示意图。根据本专利技术，电源开关装置系统1包括一个电源开关装置10和一个电源开关控制器20。电源开关装置10与电力线5连接(例如在变电站和负载之间)，并被如自动开关控制装置的电源开关装置控制装置20所操作。电力线5是三相电力线。电源开关装置10包括3个电杆或磁力启动器15。每个磁力启动器15连接在电力线5上的相关电线上，因而与相关的相通电。电源开关装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制电源开关装置中的磁力启动器的方法，该装置中包含一个具有一个线圈和一个电枢的磁力启动器，该方法包括：输入一个功率信号；和施加一系列调制电流脉冲使其沿第一方向通过磁力启动器的线圈，以使启动器从第一位置移动到第二位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：厄斯金R巴伯，卡尔J拉普拉斯，
申请(专利权)人：ABB公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]