智能变电站断路器与二次设备融合技术深化研究及装置研制

3.2 开关量采集及变位判断程序的实现

　　开关量的采集程序主要由主控芯片STM32F407来处理完成，采用定时器设置了每隔1ms对开关量进行一次数据的采集，同时判断是否发生变位。若发生变位则记录下发生变位的时间，同时记录变位状态(断路器等高压开关设备的断开或者闭合)。确定变位之后，将相关的变位时间和变位状态信息数据发送给ARM处理器，由ARM对开关量信息进行处理;若没有发生变位则不需要传送。图6为开关量信号采集处理的软件流程图。

　　开关量信号采样的可靠性对于整个系统能否正常稳定地工作，起着重要的作用^[18-20]。开关量信号在采集过程中存在抖动现象。开关量抖动就是由于开关量在输入过程中受到外界干扰使得采样通道采集到错误的开关状态并上报给主控层进而产生告警信息，影响了整个系统的可靠性。为了确保开关信号的实时性与准确性，在本文的软件设计中，笔者加入了去抖算法。给定一个固定时间T，当信号发生时，如果信号抖动时间△t小于T，之后进入一个稳定的状态，则认为开关量发生变位并取抖动之前的时间为SOE(带变位时标的开关信息的事件顺序记录)时间;当抖动时间△t大于T时，则认为开关量输入信号受到干扰，应放弃本次判断，并重新采集。

4 实验验证

　　按照图1和图2所示的断路器智能化改造方案和实现断路器的智能化控制方面搭建与试制了一台智能断路器的控制器实验装置。在实验装置中(图7)，开入系统能够实现直流220V的16路相互隔离的开入信号，在开出系统中，优先选择使用了IGBT作为开出控制开关器件，容量可达AC/DC 220V/10A。

　　笔者以252kV断路器为实验对象(图7所示)，对该实验装置进行了试验，在开入端口处直接接入220V的直流开入信号，智能控制器能够监测到开入量的变化。同时利用调试按钮和主控板，逐路给出开出信号，开出信号能够正确控制分、合闸操作。Modbus通信正常，能够将采集到的温湿度值及开入量值传送至状态监测系统，很好的监测到了断路器的各个状态信息。这直接证明了本文提出的智能变电站断路器与二次设备的融合技术研究的合理性和理论分析的正确性。

5 结论

　　智能化是断路器的重要发展方向，本文在分析和研究当前国内外智能断路器的基础上，深入分析了智能断路器应具备的各种智能功能。在此基础上，结合252kV断路器为试验对象研制开发了智能断路器的控制器。通过研究本文获得以下成果：

　　(1)通过检测单元、控制单元和执行单元的密切配合，真正实现了断路器等高压开关设备的智能化控制;

　　(2)通过对传统开出系统的比较，认为传统开出系统无法保证开出时间控制的精确性，创新性的设计了一种以IGBT为主的开出系统，保证了系统的精确控制;

　　(3)通过计算机通信协议实现了断路器等高压开关设备的远程化控制;

　　(4)采用电子元器件控制的方式，使得其控制方式更加的可靠;

　　(5)实现了智能断路器的可靠保护、通讯等功能，并通过测试验证了编程及算法的正确性。

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　　本文来源于《电子产品世界》2017年第7期第66页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。