一種通用型柱上開(kāi)關(guān)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電氣領(lǐng)域，特別涉及一種具有通用性的柱上開(kāi)關(guān)控制器結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]柱上開(kāi)關(guān)是安裝在戶外架空線路上接通和開(kāi)斷送電支路(饋線)的電力設(shè)備，由開(kāi)關(guān)本體和控制器構(gòu)成。開(kāi)關(guān)本體主要包括負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器，結(jié)構(gòu)以及用途的區(qū)別，造成不同的柱上開(kāi)關(guān)的控制功能有所不同，從而需要不同種類(lèi)的控制器。目前市面上的柱上開(kāi)關(guān)都是開(kāi)關(guān)本體與控制器一一對(duì)應(yīng)的模式，一種控制器只能用于同一個(gè)廠家的同一種設(shè)備，不具有通用性，這就造成用戶為應(yīng)對(duì)設(shè)備故障需要儲(chǔ)備的備用控制器種類(lèi)繁雜的局面，既增加了成本，又增加了設(shè)備管理的復(fù)雜度，有待改進(jìn)。
[0003]基于目前柱上開(kāi)關(guān)在使用中出現(xiàn)的問(wèn)題，本發(fā)明人對(duì)柱上開(kāi)關(guān)的控制器結(jié)構(gòu)進(jìn)行研宄改進(jìn)，本案由此產(chǎn)生。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的，在于提供一種通用型柱上開(kāi)關(guān)控制器，其具有較高的通用性，能夠滿足不同的開(kāi)關(guān)本體、不同的控制功能、不同的應(yīng)用條件對(duì)控制器硬件的要求。
[0005]為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是:
[0006]一種通用型柱上開(kāi)關(guān)控制器，包括CPU核心模塊及分別與之連接的模擬量輸入通道、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊、人機(jī)接口、通信模塊和電源模塊，其中，模擬量輸入通道的輸入端采集柱上開(kāi)關(guān)的電流或電壓信息，并送入CPU核心模塊；所述開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊讀取控制器的內(nèi)部開(kāi)關(guān)量和外部開(kāi)關(guān)量并送入CPU核心模塊；所述電源模塊為CPU核心模塊供電，并通過(guò)CPU核心模塊為其它組件提供工作電源。
[0007]所述控制器所應(yīng)用的柱上開(kāi)關(guān)裝設(shè)有電壓互感器、相電流互感器和零序電流互感器的組合，所述模擬量輸入通道中包含4個(gè)電壓采樣通道，每個(gè)電壓采樣通道均能夠獨(dú)立開(kāi)啟或關(guān)閉，并在開(kāi)啟時(shí)與I個(gè)電壓互感器的二次繞組連接；所述模擬量輸入通道還包含7個(gè)電流采樣通道，其中3個(gè)是保護(hù)級(jí)電流采樣通道，3個(gè)是測(cè)量級(jí)電流采樣通道，I個(gè)是零序電流采樣通道，每個(gè)電流采樣通道均能夠獨(dú)立開(kāi)啟或關(guān)閉，且在開(kāi)啟時(shí)，保護(hù)級(jí)電流采樣通道與相電流互感器的保護(hù)級(jí)二次繞組一一對(duì)應(yīng)連接，測(cè)量級(jí)電流采樣通道與相電流互感器的測(cè)量級(jí)二次繞組一一對(duì)應(yīng)連接，零序電流采樣通道與零序電流互感器的二次繞組對(duì)應(yīng)連接。
[0008]所述人機(jī)接口包括分別與CPU核心模塊連接的按鍵、指示燈和液晶顯示器，其中，液晶顯示器和指示燈在CPU核心模塊的控制下進(jìn)行顯示，按鍵用以供操作人員直接對(duì)控制器進(jìn)行操作。
[0009]所述通信模塊包含分別與CPU核心模塊連接的RS232模塊、以太網(wǎng)模塊、SM卡模塊和100BaseFX模塊。
[0010]采用上述方案后，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0011](I)實(shí)現(xiàn)用統(tǒng)一的硬件控制不同結(jié)構(gòu)和功能的開(kāi)關(guān)本體，降低用戶備用控制器的儲(chǔ)備數(shù)量和種類(lèi)；
[0012](2)用戶對(duì)開(kāi)關(guān)本體和控制器的采購(gòu)可以分別獨(dú)立進(jìn)行，有利于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和降低成本；
[0013](3)開(kāi)關(guān)本體需要升級(jí)或因故障需要更換時(shí)不再需要更換控制器，可降低設(shè)備升級(jí)和更換成本以及工作難度，加速工作過(guò)程。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的整體架構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及有益效果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種通用型柱上開(kāi)關(guān)控制器，包括CPU核心模塊、模擬量輸入通道、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊、人機(jī)接口、通信模塊和電源模塊，在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可將CPU核心模塊獨(dú)立設(shè)計(jì)在一塊電路板上，電源模塊獨(dú)立設(shè)計(jì)在一塊電路板上，而其余組件共同設(shè)計(jì)在一塊電路板上，下面分別介紹。
[0017]CPU核心模塊采用三星S3C2440處理器，以便植入嵌入式Linux操作系統(tǒng)來(lái)管理硬件資源，降低控制器成本。
[0018]在本實(shí)施例中，所述模擬量輸入通道設(shè)計(jì)為11個(gè)，包含4個(gè)電壓采樣通道和7個(gè)電流采樣通道，分別與CPU核心模塊連接，每個(gè)通道都可以獨(dú)立開(kāi)啟或關(guān)閉，從而滿足裝設(shè)有I至4臺(tái)電壓互感器的電壓型柱上開(kāi)關(guān)、裝設(shè)有I至4臺(tái)電流互感器(含1-7個(gè)二次側(cè)繞組)的電流型及復(fù)合型柱上開(kāi)關(guān)的電氣量檢測(cè)需求。其中，電壓采樣通道采用復(fù)用方式，在控制功率單向流動(dòng)的柱上開(kāi)關(guān)時(shí)，4個(gè)電壓采樣通道分別可以根據(jù)電壓互感器的裝設(shè)方式用于測(cè)量柱上開(kāi)關(guān)單側(cè)的A、B、C三相相電壓和零序電壓，或者AB、BC、CA三個(gè)線電壓和零序電壓；在控制功率可能雙向流動(dòng)的柱上開(kāi)關(guān)(即聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān))時(shí)，4個(gè)電壓采樣通道分別用于可以測(cè)量柱上開(kāi)關(guān)兩側(cè)的AB和BC線電壓；所述7個(gè)電流采樣通道分為測(cè)量相電流的通道6個(gè)(A、B、C相各2個(gè))和測(cè)量零序電流的通道I個(gè)，其中測(cè)量每一相電流的2個(gè)通道又分為I個(gè)測(cè)量級(jí)通道和I個(gè)保護(hù)級(jí)通道，分別針對(duì)電流互感器配置為測(cè)量級(jí)和保護(hù)級(jí)的柱上開(kāi)關(guān)，對(duì)于同時(shí)具有測(cè)量級(jí)和保護(hù)級(jí)電流互感器的柱上開(kāi)關(guān)，所述控制器具有自動(dòng)切換機(jī)制一一在測(cè)量級(jí)電流互感器進(jìn)入飽和區(qū)前控制器從測(cè)量通道讀取數(shù)據(jù)，而當(dāng)測(cè)量級(jí)電流互感器進(jìn)入飽和區(qū)后自動(dòng)關(guān)閉測(cè)量通道轉(zhuǎn)而從保護(hù)通道讀取數(shù)據(jù)，從而保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，也保證測(cè)量通道電路不被過(guò)大的電流所損壞。
[0019]開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊與CPU核心模塊連接，其輸入端用于讀取控制器的內(nèi)部開(kāi)關(guān)量和外部開(kāi)關(guān)量，并將前述內(nèi)部開(kāi)關(guān)量和外部開(kāi)關(guān)量送入CPU核心模塊，其中，內(nèi)部開(kāi)關(guān)量包括按鍵操作、指示燈的通斷等，外部開(kāi)關(guān)量包括開(kāi)關(guān)本體操作機(jī)構(gòu)的分閘線圈的通斷、合閘線圈的通斷、儲(chǔ)能電機(jī)開(kāi)關(guān)等，外部開(kāi)關(guān)量的輸入和輸出都通過(guò)光耦器件進(jìn)行電氣隔離，對(duì)外部開(kāi)關(guān)量的輸出采用IGBT進(jìn)行控制功率的放大，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部弱電信號(hào)對(duì)外部強(qiáng)電回路通斷的控制。
[0020]人機(jī)接口包括分別與CPU核心模塊連接的按鍵、指示燈和液晶顯示器，其中，液晶顯示器采用3寸圖形液晶作為主要的顯示界面，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)、采樣數(shù)據(jù)、參數(shù)設(shè)置、工作模式等信息的顯示；指示燈用以直接反應(yīng)開(kāi)關(guān)本體的合分閘狀態(tài)、儲(chǔ)能狀態(tài)、控制器工作模式、是否存在故障等信息；按鍵包括合分閘控制鍵、方向鍵、確認(rèn)與返回鍵、設(shè)置鍵，用以操作人員直接對(duì)控制器進(jìn)行操作。
[0021]在本實(shí)施例中，所述通信模塊包含4個(gè)實(shí)現(xiàn)通信功能的電路模塊，可實(shí)現(xiàn)五種方式的通信，分別是RS232模塊(串行通信)、以太網(wǎng)模塊(TCP-1P通信)、SIM卡模塊(GSM通信和GPRS通信)和100BaseFX模塊(光纖通信)，分別連接于CPU核心模塊，可在CPU核心模塊的控制下控制各個(gè)通信模塊的獨(dú)立開(kāi)啟或關(guān)閉。
[0022]所述電源模塊與CPU核心模塊連接，為CPU核心模塊供電，并通過(guò)CPU核心模塊，為與之連接的模擬量輸入通道、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊、人機(jī)接口和通信模塊提供工作電源。
[0023]綜上所述，本實(shí)用新型一種通用型柱上開(kāi)關(guān)控制器，通過(guò)采用嵌入式的統(tǒng)一硬件框架，采用可復(fù)用的多個(gè)電壓采樣通道，將電流采樣通道分為測(cè)量通道和保護(hù)通道，從而實(shí)現(xiàn)在測(cè)量電流過(guò)大時(shí)能夠自動(dòng)切換，并設(shè)計(jì)多種通信功能電路，得到的控制器能夠滿足不同的開(kāi)關(guān)本體(包含斷路器和負(fù)荷開(kāi)關(guān))對(duì)控制器硬件的要求，能夠滿足不同的控制功能(繼電保護(hù)、重合閘、配電自動(dòng)化)對(duì)控制器硬件的要求，也能滿足不同的應(yīng)用條件(不同的電流互感器配置條件、不同的電壓互感器配置條件)對(duì)控制器硬件的要求，具有較高的通用性。
[0024]以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種通用型柱上開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于:包括CPU核心模塊及分別與之連接的模擬量輸入通道、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊、人機(jī)接口、通信模塊和電源模塊，其中，模擬量輸入通道的輸入端采集柱上開(kāi)關(guān)的電流或電壓信息，并送入CPU核心模塊；所述開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊讀取控制器的內(nèi)部開(kāi)關(guān)量和外部開(kāi)關(guān)量并送入CPU核心模塊；所述電源模塊為CPU核心模塊供電，并通過(guò)CPU核心模塊為其它組件提供工作電源。
2.如權(quán)利要求1所述的一種通用型柱上開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于:所述控制器所應(yīng)用的柱上開(kāi)關(guān)裝設(shè)有電壓互感器、相電流互感器和零序電流互感器的組合，所述模擬量輸入通道中包含4個(gè)電壓采樣通道，每個(gè)電壓采樣通道均能夠獨(dú)立開(kāi)啟或關(guān)閉，并在開(kāi)啟時(shí)與I個(gè)電壓互感器的二次繞組連接；所述模擬量輸入通道還包含7個(gè)電流采樣通道，其中3個(gè)是保護(hù)級(jí)電流采樣通道，3個(gè)是測(cè)量級(jí)電流采樣通道，I個(gè)是零序電流采樣通道，每個(gè)電流采樣通道均能夠獨(dú)立開(kāi)啟或關(guān)閉，且在開(kāi)啟時(shí)，保護(hù)級(jí)電流采樣通道與相電流互感器的保護(hù)級(jí)二次繞組一一對(duì)應(yīng)連接，測(cè)量級(jí)電流采樣通道與相電流互感器的測(cè)量級(jí)二次繞組一一對(duì)應(yīng)連接，零序電流采樣通道與零序電流互感器的二次繞組對(duì)應(yīng)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的一種通用型柱上開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于:所述人機(jī)接口包括分別與CPU核心模塊連接的按鍵、指示燈和液晶顯示器，其中，液晶顯示器和指示燈在CPU核心模塊的控制下進(jìn)行顯示，按鍵用以供操作人員直接對(duì)控制器進(jìn)行操作。
4.如權(quán)利要求1所述的一種通用型柱上開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于:所述通信模塊包含分別與CPU核心模塊連接的RS232模塊、以太網(wǎng)模塊、SIM卡模塊和100BaseFX模塊。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種通用型柱上開(kāi)關(guān)控制器，包括CPU核心模塊及分別與之連接的模擬量輸入通道、開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊、人機(jī)接口、通信模塊和電源模塊，其中，模擬量輸入通道的輸入端采集柱上開(kāi)關(guān)的電流或電壓信息，并送入CPU核心模塊；所述開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊讀取控制器的內(nèi)部開(kāi)關(guān)量和外部開(kāi)關(guān)量并送入CPU核心模塊；所述電源模塊為CPU核心模塊供電，并通過(guò)CPU核心模塊為其它組件提供工作電源。此種控制器具有較高的通用性，能夠滿足不同的開(kāi)關(guān)本體、不同的控制功能、不同的應(yīng)用條件對(duì)控制器硬件的要求。
【IPC分類(lèi)】G05B19-04
【公開(kāi)號(hào)】CN204440063
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520160467
【發(fā)明人】高新根, 陳麗安, 田洪, 舒楊, 王砼
【申請(qǐng)人】廈門(mén)理工學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月20日