一种交流接触器、SVG的故障切除系统、方法与流程

一种交流接触器、svg的故障切除系统、方法
技术领域
1.本发明涉及svg设备故障切除的技术领域，具体地涉及一种交流接触器、svg的故障切除系统、方法。


背景技术：

2.配电网中，电网的电能质量通常用稳定性、对称性及正弦性等指标衡量，随着现代电力电子设备等非线性负荷大量接入电网，使电网供电质量受到严重影响。因此，高压静止无功发生器(svg，static var generator)应运而生。功率单元是svg的重要组成部分，是svg的核心部件之一。
3.svg长期运行中，由于功率单元内部的各个电子元器件存在差异性，可能会导致功率单元出现故障。在旧版的svg设备里，功率单元发生故障后，会引发svg设备立即停机，并且需要等待维修人员前来将故障功率单元更换后，svg设备才能再次投运，而在svg停机后至维修人员前来更换的这段时间内，svg设备处于停机中，无法向电网继续提供无功调节。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的是提供一种交流接触器、svg的故障切除系统、方法，该交流接触器、svg的故障切除系统、方法可以在功率单元出现故障时短路该故障的功率单元，保证svg不发生故障停机及持续可靠的运行。为了实现上述目的，本发明实施例提供一种交流接触器，所述交流接触器配置于svg的功率单元上，所述交流接触器包括：机械旁路控制器和用于合闸以短路所述功率单元的接触器；其中，
5.所述机械旁路控制器能够在所述功率单元发生故障时驱动所述接触器合闸，使得已发生故障的所述功率单元的短路且使得所述svg设备能够接收到与所述svg设备正常工作所需的直压相同的直压。
6.优选地，所述机械旁路控制器被配置为与所述svg设备的控制器通过光纤串联。
7.另外，本发明还提供一种svg的故障切除方法，使用上述的多个交流接触器，所述svg的故障切除方法包括：
8.接收已发生故障的任意一相的功率单元的故障信号；
9.向所述机械旁路控制器发送合闸指令，使得所述机械旁路控制器驱动所述接触器合闸以短路已发生故障的功率单元，且驱动与该已发生故障的功率单元相关联的其他相故障单元对应的接触器合闸以短路；以及
10.控制短路完成后剩余的功率单元给所述svg设备提供直压，使得所述svg设备接收到的直压与所述svg设备正常工作所需的直压相同。
11.优选地，所述控制短路完成后剩余的功率单元给所述svg设备提供直压包括：
12.针对已发生故障的该相，
13.获取所述已发生故障的功率单元在故障前提供的直压；以及将所述直压均分至未发生故障的每一功率单元使其提供的直压能够达到目标电压值；
14.针对未发生故障的其他相，
15.将未短路的每一功率单元提供的直压能够达到所述目标电压值，使得所述已发生故障的该相与所述未发生故障的其他相所提供的直压能够支持所述svg设备正常工作。
16.优选地，所述驱动与该已发生故障的功率单元相关联的其他相故障单元对应的接触器合闸以短路包括：
17.获取预配置的三相中各个功率单元的一一对应关系；
18.根据所述对应关系确定所述已发送故障的功率单元对应的其他相功率单元；以及
19.控制其他相功率单元对应的接触器合闸，使得所述其他相功率单元短路。
20.优选地，所述svg的故障切除方法还包括：
21.接收来自所述机械旁路控制器所采集的反应所述接触器的开关量的信号；以及
22.在所述开关量的信号示出已短路发生故障的功率单元时，执行所述将所述直压均分至未发生故障的功率单元得到每一功率单元的目标电压的步骤。
23.优选地，所述接收来自所述机械旁路控制器所采集的反应所述接触器的开关量的信号包括：
24.向所述机械旁路控制器发送接触器开关量的查询指令，使得所述机械旁路控制器采集的反应所述接触器的开关量的信号；以及
25.接收所述机械旁路控制器所采集的反应所述接触器的开关量的信号。
26.优选地，所述向所述机械旁路控制器发送接触器开关量的查询指令包括：
27.每隔所述故障查询间隔时间向所述机械旁路控制器发送一次接触器开关量的查询指令；其中，所述预设定的故障查询间隔时间被配置为与所述svg设备的使用时间相关联。
28.优选地，在所述控制短路完成后剩余的功率单元给所述svg设备提供直压，使得所述svg设备接收到的直压与所述svg设备正常工作所需的直压相同之后，所述svg的故障切除方法还包括：
29.在继续接收到已发生故障的任意一相的功率单元的故障信号时，控制所述svg设备停机。
30.另外，本发明还提供一种svg的故障切除系统，使用上述的多个交流接触器，所述svg的故障切除系统包括：
31.故障接收单元，接收已发生故障的任意一相的功率单元的故障信号；
32.指令发送单元，用于向所述机械旁路控制器发送合闸指令，使得所述机械旁路控制器驱动所述接触器合闸以短路已发生故障的功率单元，且驱动与该已发生故障的功率单元相关联的其他相故障单元对应的接触器合闸以短路；以及
33.功率单元控制单元，控制短路完成后剩余的功率单元给所述svg设备提供直压，使得所述svg设备接收到的直压与所述svg设备正常工作所需的直压相同。
34.优选地，所述功率单元控制单元包括：
35.针对已发生故障的该相，
36.直压获取模块，用于获取所述已发生故障的功率单元在故障前提供的直压；以及
37.直压均分模块，用于将所述直压均分至未发生故障的每一功率单元使其提供的直压能够达到目标电压值。
38.针对未发生故障的其他相，
39.电压调整模块，用于将未短路的每一功率单元提供的直压调整为所述目标电压值，使得所述已发生故障的该相与所述未发生故障的其他相所提供的直压能够支持所述svg设备正常工作。
40.优选地，所述指令发送单元包括：
41.关系获取模块，用于获取预配置的三相中各个功率单元的一一对应关系；
42.其他相功率单元确定模块，用于根据所述对应关系确定所述已发送故障的功率单元对应的其他相功率单元；以及
43.其他接触器控制模块，用于控制其他相功率单元对应的接触器合闸，使得所述其他相功率单元短路。
44.优选地，所述svg的故障切除系统还包括：
45.信号接收单元，接收来自所述机械旁路控制器所采集的反应所述接触器的开关量的信号；
46.并且，所述直压均分模块用于在所述开关量的信号示出已短路发生故障的功率单元时，执行所述将所述直压均分至未发生故障的功率单元得到每一功率单元的目标电压的步骤。
47.优选地，所述信号接收单元包括：
48.指令发送模块，用于向所述机械旁路控制器发送接触器开关量的查询指令，使得所述机械旁路控制器采集的反应所述接触器的开关量的信号；以及
49.信号接收模块，用于接收所述机械旁路控制器所采集的反应所述接触器的开关量的信号。
50.优选地，所述指令发送模块用于向所述机械旁路控制器发送接触器开关量的查询指令包括：
51.所述指令发送模块用于每隔所述故障查询间隔时间向所述机械旁路控制器发送一次接触器开关量的查询指令；其中，所述预设定的故障查询间隔时间被配置为与所述svg设备的使用时间相关联。
52.优选地，在所述控制短路完成后剩余的功率单元给所述svg设备提供直压，使得所述svg设备接收到的直压与所述svg设备正常工作所需的直压相同之后，所述svg的故障切除系统还包括：
53.停机控制单元，用于在继续接收到已发生故障的任意一相的功率单元的故障信号时，控制所述svg设备停机。
54.通过上述技术方案，可以在任一功率单元发生故障的情况下，短路该功率单元，使得svg设备能够接收到与所述svg设备正常工作所需的直压相同的直压继而实现svg设备的正常运行，期间svg不发生故障停机，保证了持续可靠的运行。
55.本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
56.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附
图中：
57.图1是说明本发明的一种交流接触器的结构示意图；
58.图2是说明本发明的一种交流接触器的svg的故障切除方法的流程图；以及
59.图3是本发明的一种svg的故障切除系统的模块框图。
60.附图标记说明
61.1、铜排；2、接触器；3、机械旁路控制器。
具体实施方式
62.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
63.图1是本发明的一种交流接触器的结构示意图，如图1所示，所述交流接触器配置于svg的功率单元上，所述交流接触器包括：机械旁路控制器3和用于合闸以短路所述功率单元的接触器2；其中，所述机械旁路控制器3能够在所述功率单元发生故障时驱动所述接触器2合闸，使得已发生故障的所述功率单元的短路且使得所述svg设备能够接收到与所述svg设备正常工作所需的直压相同的直压。其中，所述机械旁路控制器3可以实现接触器的控制，整个结构是附属在svg设备上的。本发明是在svg设备的功率单元部分引出一个铜排，继而完成与交流接触器的电性连接。一旦发生功率单元故障，就可以直接驱动所述接触器2合闸，避免功率单元故障后影响svg的继续正常运行。需要说明的是，一般情况下svg有三相，每一相有多个功率单元，例如有10个，每一功率单元都有一个交流接触器。
64.优选地，所述机械旁路控制器被配置为与所述svg设备的控制器通过光纤串联。各相机械旁路主控板与svg的控制器之间通过光纤串联，与功率单元自带的光纤通信分开，各个机械旁路控制板3通过拨码开关地址串联通信控制。
65.优选地，所述机械旁路控制器3和接触器2串联后与所述功率单元并联于所述功率单元的供电回路中。每相机械旁路各自带有机械式交流接触器通过铜排1并联在功率单元的交流母线侧，交流接触器的驱动电源无需有外部电源单独供电，从对应的功率单元支撑电容侧取电，各相邻机械旁路控制器3相互之间并联供电。
66.另外，本发明还提供一种svg的故障切除方法，如图2所示，使用上述的多个交流接触器，所述svg的故障切除方法包括：
67.s201，接收已发生故障的任意一相的功率单元的故障信号；其中，所述故障信号是根据功率单元的工作状态确定的，例如，可以通过获取功率单元工作的电压、电流信息来确定该功率单元是否发生故障，一旦发生故障，就直接可以接收到故障信号。如上所述，每一相有多个功率单元。本发明仅适用于其中一个功率单元发生故障的情况。
68.s202，向所述机械旁路控制器发送合闸指令，使得所述机械旁路器驱动所述接触器合闸以短路已发生故障的功率单元，且驱动与该已发生故障的功率单元相关联的其他相故障单元对应的接触器合闸以短路。其中，所述合闸指令是指控制机械旁路控制器的合闸操作，使得功率单元短路，继而使其无法得到供电，避免其使得整个svg设备无法工作。其中，以三相a、b、c为例，当a相中功率单元2出现了故障(将10个功率单元命名为1-10)，b相中功率单元2(与a相相对应的)也直接短路，同理c相中功率单元2也短路，三者相关联，一个短路就直接短路另外三个。
69.s203，控制短路完成后剩余的的功率单元给所述svg设备提供直压，使得所述svg设备接收到的直压与所述svg设备正常工作所需的直压相同。其中，所述svg设备正常工作所需的直压是在svg设备正常工作时采集得到的。具体地，根据实际情况来确定。该短路完成后的功率单元是需要提供直压的功率单元。
70.优选地，所述控制短路完成后剩余的未发生故障的功率单元给所述svg设备提供直压包括：
71.针对已发生故障的该相，获取所述已发生故障的功率单元在故障前提供的直压；以及将所述直压均分至未发生故障的每一功率单元使其提供的直压能够达到目标电压值；
72.针对未发生故障的其他相，将未短路的每一功率单元提供的直压调整为所述目标电压值，使得所述已发生故障的该相与所述未发生故障的其他相所提供的直压能够支持所述svg设备正常工作。该方式使得svg设备可以继续稳定工作，期间svg不发生故障停机，保证了持续可靠的运行。针对不同的相，采用不同的直压控制策略，如上所示，功率单元在a相是2号，则将b、c相的2号功率单元均短路，然后再考虑进行直压的提供，剩下的9个对原来10个的电压值进行均分。
73.优选地，所述驱动与该已发生故障的功率单元相关联的其他相故障单元对应的接触器合闸以短路包括：
74.获取预配置的三相中各个功率单元的一一对应关系；例如，都是2号，也可以以地址来进行对应，1号位置的为相对应的功率单元。
75.根据所述对应关系确定所述已发送故障的功率单元对应的其他相功率单元。
76.控制其他相功率单元对应的接触器合闸，使得所述其他相功率单元短路。
77.优选地，所述svg的故障切除方法还可以包括：接收来自所述机械旁路控制器所采集的反应所述接触器的开关量的信号。在所述开关量的信号示出已短路发生故障的功率单元时，执行所述将所述直压均分至未发生故障的功率单元得到每一功率单元的目标电压的步骤。例如，当已故障的功率单元在故障前提供的电压为av时，当其发生故障之后，其余的两个正常工作的功率单元分别分担a/2的电压，使其整体提供的电压依然能够达到svg设备正常工作所需的直压。
78.优选地，所述接收来自所述机械旁路控制器所采集的反应所述接触器的开关量的信号可以包括：向所述机械旁路控制器发送接触器开关量的查询指令，使得所述机械旁路控制器采集的反应所述接触器的开关量的信号；以及接收所述机械旁路控制器所采集的反应所述接触器的开关量的信号。具体的，查询指令可以如下所述：
79.所述向所述机械旁路控制器发送接触器开关量的查询指令包括：
80.每隔所述故障查询间隔时间向所述机械旁路控制器发送一次接触器开关量的查询指令；其中，所述预设定的故障查询间隔时间被配置为与所述svg设备的使用时间相关联。其中，所述svg设备的使用时间为1年，则每隔故障查询间隔时间为1天；所述svg设备的使用时间为2年，则每隔故障查询间隔时间为12h，使用时间越长，故障查询间隔时间则越短。
81.优选地，在所述控制短路完成后剩余的功率单元给所述svg设备提供直压，使得所述svg设备接收到的直压与所述svg设备正常工作所需的直压相同之后，所述svg的故障切除方法还包括：
82.在继续接收到已发生故障的任意一相的功率单元的故障信号时，控制所述svg设备停机。由上所述，本发明仅针对每相出现一个故障的情景来使用。
83.另外，本发明还提供一种svg的故障切除系统，如图3所示，使用上述的多个交流接触器，所述svg的故障切除系统包括：
84.故障接收单元，接收已发生故障的任意一相的功率单元的故障信号；
85.指令发送单元，用于向所述机械旁路控制器发送合闸指令，使得所述机械旁路控制器驱动所述接触器合闸以短路已发生故障的功率单元，且驱动与该已发生故障的功率单元相关联的其他相故障单元对应的接触器合闸以短路；以及
86.功率单元控制单元，控制短路完成后剩余的功率单元给所述svg设备提供直压，使得所述svg设备接收到的直压与所述svg设备正常工作所需的直压相同。
87.优选地，所述功率单元控制单元包括：
88.针对已发生故障的该相，
89.直压获取模块，用于获取所述已发生故障的功率单元在故障前提供的直压；以及
90.直压均分模块，用于将所述直压均分至未发生故障的每一功率单元使其提供的直压能够达到目标电压值。
91.针对未发生故障的其他相，
92.电压调整模块，用于将未短路的每一功率单元提供的直压调整为所述目标电压值，使得所述已发生故障的该相与所述未发生故障的其他相所提供的直压能够支持所述svg设备正常工作。
93.优选地，所述指令发送单元包括：
94.关系获取模块，用于获取预配置的三相中各个功率单元的一一对应关系；
95.其他相功率单元确定模块，用于根据所述对应关系确定所述已发送故障的功率单元对应的其他相功率单元；以及
96.其他接触器控制模块，用于控制其他相功率单元对应的接触器合闸，使得所述其他相功率单元短路。
97.优选地，所述svg的故障切除系统还包括：
98.信号接收单元，接收来自所述机械旁路控制器所采集的反应所述接触器的开关量的信号；
99.并且，所述直压均分模块用于在所述开关量的信号示出已短路发生故障的功率单元时，执行所述将所述直压均分至未发生故障的功率单元得到每一功率单元的目标电压的步骤。
100.优选地，所述信号接收单元包括：
101.指令发送模块，用于向所述机械旁路控制器发送接触器开关量的查询指令，使得所述机械旁路控制器采集的反应所述接触器的开关量的信号；以及
102.信号接收模块，用于接收所述机械旁路控制器所采集的反应所述接触器的开关量的信号。
103.优选地，所述指令发送模块用于向所述机械旁路控制器发送接触器开关量的查询指令包括：
104.所述指令发送模块用于每隔所述故障查询间隔时间向所述机械旁路控制器发送
一次接触器开关量的查询指令；其中，所述预设定的故障查询间隔时间被配置为与所述svg设备的使用时间相关联。
105.优选地，在所述控制短路完成后剩余的功率单元给所述svg设备提供直压，使得所述svg设备接收到的直压与所述svg设备正常工作所需的直压相同之后，所述svg的故障切除系统还包括：
106.停机控制单元，用于在继续接收到已发生故障的任意一相的功率单元的故障信号时，控制所述svg设备停机。
107.其中，本发明的svg的故障切除系统与现有技术相比，具有与所述svg的故障切除方法相同的区别技术特征和技术效果，在此不再赘述。
108.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
109.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
110.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
111.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
112.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
113.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
114.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备
或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
115.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
116.本领域技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
117.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。