2.2  电路故障原理

10kV馈线或设备的故障主要有相间短路故障和单相接地故障[14]。而根据电流特性,可以分为速断故障,过流故障和零序电流故障。

相间故障短路电流大,可以通过采集A、C相电流与过流整定值比较来判断过流故障,控制输出分闸命令。保护动作后为了避免因为瞬时故障而长时间停电,需要进行重合闸。

单相接地故障则根据零序电流判断。通过整定合适的零序电流,采集线路零序电流与整定值比较,若零序电流超过定值可以判断接地故障在控制器界内,则断路器需要进行动作,而若零序电流低于整定值则判断故障在界外,不应产生分闸动作。

2.3  IGBT桥式驱动电路原理

随着全控型器件IGBT的发展成熟,采用IGBT为基础的桥式电路控制电容对线圈放电,具有开断时间准确,分散性小,体积小,保护简单,利于安装等优点,应用场合广泛。如图2.2所示的四个IGBT驱动模块构成桥式电路,IGBT驱动模块根据系统送出的分合闸逻辑电平转换为IGBT栅极的得电状态以此控制IGBT的导通和关断。

图2.2  IGBT桥式驱动电路示意图

    合闸时,控制Q1、Q4导通,Q2、Q3关断,可以使电流向右流过永磁机构中的线圈以进行合闸操作,分闸时,控制Q1、Q4关断,Q2、Q3导通,可以使电流向左流过线圈,从而进行分闸操作。

3  系统总体设计

系统总体需要完成的功能目标是:首先进行系统初始化,之后通过交流采样检测线路上的电流及电压,判断是否故障及故障类型,从而根据逻辑发送分合闸信号,分合闸信号经过逻辑电路控制IGBT的通断,对线圈从不同方向送电,实现永磁机构分合闸动作。为了避免线路因短时故障而永久停电,再根据需要进行重合闸。以此设计需求设计方案,主要包括核心控制模块,电源模块,交流采样模块,电子驱动模块

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