基于ＤＳＰ的数字化户外高压永磁真空开关电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于ＤＳＰ的数字化户外高压永磁真空开关电源，它包括蓄电池、蓄电池充电电路、电容器、电容器充电电路、分合闸选择电路和高压永磁真空开关，电容器充电电路、电容器、分合闸选择电路和高压永磁真空开关依次电连接，还包括太阳能光伏电池、开关内置电流互感器ＣＴ、控制电路和多种输入输出信号接口，太阳能光伏电池、开关内置电流互感器ＣＴ通过蓄电池充电电路与蓄电池连接，控制电路分别与开关内置电流互感器ＣＴ、分合闸选择电路和多种输入输出信号接口相连。本实用新型专利技术实现开关电源与电力系统的电气隔离，避免蓄电池馈电，保证持续充电及储能电容的快速充电，无需导向模块，出现故障时能快速可靠地切断开关，安全可靠。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力高压开关领域，特别是涉及一种基于DSP的数字化户外高压 永磁真空开关电源。
技术介绍
目前，公知的户外高压永磁真空开关电源主要由蓄电池充电电路、电容器充电电 路、分合闸执行电路三部分构成。开关电源接收分合闸信号，控制分合闸执行电路，通过电 容器为分合闸线圈供能，完成分合闸操作，蓄电池通过电容器充电电路，实时补充电容器能 量，由此可知，电容器是户外高压永磁真空开关的供能之源，而蓄电池是电容器的供能之 源，如何实现蓄电池充电的持续性，电容器充电的快速性以及分合闸执行操作的可靠性是 开关电源的关键问题。对于蓄电池充电电路，现有的技术方案包括PT电压源型充电以及CT 电流源转电压源型充电。PT电压源型充电方案具有较好的充电效果，但PT的使用致使断 路器供电系统与电力系统存在电气连接，易受电力系统干扰，且受电力系统排斥；CT电流 源转电压源型充电方案实现了开关供电系统与电力系统的电路隔离，但电压源型充电方式 使CT长期工作在非正常状态，易使其功能失效，最终导致蓄电池馈电。对于电容器充电电 路，现有方案采用电压源型充电方式，致使储能电容充电时间较长，无法保证开关快速连续 可靠动作。对于分合闸执行电路，现有方案采用由全桥构成的导向模块，通过控制桥臂开关 管，实现电容器电压正负双向输出，但此电路在工作过程中开关管两端产生较大过电压，极 易损坏开关器件，无法实现分合闸操作，降低开关电源可靠性。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种基于DSP的数字化 户外高压永磁真空开关电源，使其具有实现开关电源与电力系统的电气隔离、避免蓄电池 馈电、保证持续充电及储能电容的快速充电、无需导向模块、出现故障时能快速可靠地切断 开关、安全可靠的特点。本技术提供的基于DSP的数字化户外高压永磁真空开关电源，它包括蓄电 池、蓄电池充电电路、电容器、电容器充电电路、分合闸选择电路和高压永磁真空开关，电容 器充电电路、电容器、分合间选择电路和高压永磁真空开关依次电连接，它还包括太阳能光 伏电池、开关内置电流互感器CT、控制电路和多种输入输出信号接口，太阳能光伏电池、开 关内置电流互感器CT通过蓄电池充电电路与蓄电池电连接，控制电路分别与开关内置电 流互感器CT、分合间选择电路和多种输入输出信号接口相连。在上述技术方案中，所述分合闸选择电路由分合闸开关选择电路和二极管续流电 路组成，所述分合间开关选择电路与电容器相连，二极管续流电路与高压永磁真空开关相 连。在上述技术方案中，所述控制电路由数字信号处理器DSP及与其相连的采样调理 电路、信号收发电路、驱动电路构成，所述采样调理电路分别与开关内置电流互感器CT、蓄电池、电容器相连，所述驱动电路分别与蓄电池充电电路、电容器充电电路、分合闸选择电 路相连，所述信号收发电路与多种输入输出信号接口相连。在上述技术方案中，所述蓄电池充电电路由依次电连接的不控整流电路、蓄电池 充电保护电路、LC滤波电路和蓄电池充电选择电路构成，所述开关内置电流互感器CT的副 方与不控整流电路的交流侧电连接，所述太阳能光伏电池与LC滤波电路相连，所述蓄电池 充电选择电路与蓄电池电连接。在上述技术方案中，所述电容器充电电路由依次电连接的DC/AC高频变换电路、 隔离变换电路、AC/DC变换电路构成，所述DC/AC高频变换电路的直流侧与蓄电池电连接， 交流侧通过隔离变换电路与AC/DC变换电路的交流侧电连接，AC/DC变换电路的直流侧通 过平波电感与电容器电连接。在上述技术方案中，所述DC/AC高频变换电路由主开关器件和嵌位电容构成。在上述技术方案中，所述控制电路还分别与蓄电池、电容器、蓄电池充电电路、电 容器充电电路相连。本技术中电容器充电电路以正激推挽电路为拓扑，蓄电池通过DC/AC高频变 换电路、隔离变换和AC/DC变换电路与电容器连接，最终通过分合闸选择电路对户外高压 永磁真空开关分合闸。户外高压永磁真空开关电源基于DSP全数字化控制，控制电路通过 监控开关内置CT、蓄电池、电容器以及控制器分合闸信号、应急手动分合闸信号，控制开关 器件实现户外高压永磁真空开关电源操动功能。蓄电池充电电路以CT作为主供电电源，以 电流源特性对蓄电池持续充电，太阳能光伏电池作为辅助供电电源，以电压源特性对蓄电 池间歇充电，在实现供电系统与电力系统的电气隔离的同时保证CT能长期正常工作，并且 在电力系统出现故障时通过蓄电池保护电路，保护蓄电池以及开关电源其它器件，此外，太 阳能光伏电池作为辅助供电电源，提高蓄电池供电系统的可靠性，确保无需外接电源即可 实现电动操作。电容器充电电路以蓄电池作为供电电源，通过控制AC/DC变换电路中平波 电感的输出电流，以恒流源特性对电容器充电，极大缩短电容器的充电时间。与现有技术相比，本技术的优点在于本技术克服了现有开关电源中蓄电池充电电路与电力系统有电气关联或是 充电电源工作在非正常状态导致蓄电池馈电的不足，解决了现有开关电源中电容器充电 时间较长的问题，保证蓄电池充电的持续性以及储能电容充电的快速性，此外，无需导向模 块，提高开关电源的可靠性，在电力系统出现故障时，能快速可靠地切断开关，保障电网供 电系统安全可靠。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术中分合闸选择电路的拓扑结构示意图；图3为本技术中控制电路的结构框图；图4为本技术中蓄电池充电电路的拓扑结构示意图；图5为本技术中电容器充电电路的拓扑结构示意图。图中1-太阳能光伏电池，2-开关内置电流互感器CT，3-蓄电池充电电路，4-蓄 电池，5-电容器充电电路，6-电容器，7-分合闸选择电路，8-高压永磁真空开关，9-控制电路，10-多种输入输出信号接口，11-不控整流电路、12-蓄电池充电保护电路、13-LC滤波 电路和14-蓄电池充电选择电路，15-DC/AC高频变换电路、16-隔离变换电路、17-AC/DC变 换电路，18-平波电感，19-分合闸开关选择电路，20- 二极管续流电路，21-采样调理电路， 22-数字信号处理器DSP，23-信号收发电路，24-驱动电路。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术作进一步的详细描述参见图1所示，本技术提供的基于DSP的数字化户外高压永磁真空开关电源， 它包括太阳能光伏电池1、开关内置电流互感器CT2、蓄电池充电电路3、蓄电池4、电容器充 电电路5、电容器6、分合闸选择电路7、高压永磁真空开关8、控制电路9和多种输入输出信 号接口 10，蓄电池充电电路3、蓄电池4、电容器充电电路5、电容器6、分合闸选择电路7和 高压永磁真空开关8依次电连接，太阳能光伏电池1、开关内置电流互感器CT2通过蓄电池 充电电路3与蓄电池4电连接，控制电路9分别与开关内置电流互感器CT2、蓄电池充电电 路3、蓄电池4、电容器充电电路5、电容器6、分合闸选择电路7和多种输入输出信号接口 10 相连。参见图2所示，分合闸选择电路7由分合闸开关选择电路19和二极管续流电路20 组成，所述分合闸开关选择电路19与电容器6相连，二极管续流电路20与高压永磁真空开 关8相连。参见图3所示，所述控制电路9由数字信号处理器DSP (Digi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＤＳＰ的数字化户外高压永磁真空开关电源，它包括蓄电池（４）、蓄电池充电电路（３）、电容器（６）、电容器充电电路（５）、分合闸选择电路（７）和高压永磁真空开关（８），电容器充电电路（５）、电容器（６）、分合闸选择电路（７）和高压永磁真空开关（８）依次电连接，其特征在于：它还包括太阳能光伏电池（１）、开关内置电流互感器ＣＴ（２）、控制电路（９）和多种输入输出信号接口（１０），太阳能光伏电池（１）、开关内置电流互感器ＣＴ（２）通过蓄电池充电电路（３）与蓄电池（４）电连接，控制电路（９）分别与开关内置电流互感器ＣＴ（２）、分合闸选择电路（７）和多种输入输出信号接口（１０）相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹云屏，
申请(专利权)人：武汉百叡电力技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]