CN102684310A - Gis微机控制系统 - Google Patents

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沈建位
俞慧忠
黄晓霞
方增
吕晓蓉
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Abstract

本发明公开了一种GIS微机控制系统，它包括主控单元、断路器控制器、隔离开关控制器、接地开关控制器和图像采集装置；主控单元有电流/电压/SF6气体信号接口，断路器控制器、隔离开关控制器、图像采集装置采用通讯方式与主控单元双向连接。本发明的有益效果是：利用微机控制技术，实现气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中断路器、隔离开关、接地开关的智能控制、数据采集、在线监测的功能。控制器与主要控制单元采用通讯方式连接，简化了二次接线系统；采用红外传感器采集隔离开关、接地开关的图像，实现状态可视的要求，提高了设备的运行可靠性。

Description

GIS微机控制系统
技术领域
本发明属于开关设备控制技术领域，特别涉及一种GIS微机控制系统。
背景技术
 GIS微机控制系统指的是一种用微机实现气体绝缘金属封闭开关设备的控制系统。目前气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的控制方式主要有两种：
1、常规继电器控制系统
常规用电磁继电器组成控制电路来实现，这种方案安装空间占用大，接线复杂，功能单一。如果有简单的功能改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。
2、PLC控制系统
用PLC为主控单元，通过软件编程对GIS进行控制。但PLC与隔离开关、接地开关、断路器之间还是通过控制电缆实现位置信号、控制信号等信息的传输，形成了变电站庞大的二次电缆。
另外GIS装置隔离开关和接地刀闸的一次触头不可见，在传动机构脱销、卡涩变形等情况下，位置指示装置不能正确反映隔离开关、接地刀闸的到位情况。易造成操作人员的误判断、误操作。
发明内容
本发明的目的在于解决控制系统所存在的问题，提供一种能实现GIS的智能控制、在线监测及显示等功能的GIS微机控制系统。
为此，本发明的技术方案是： GIS微机控制系统，其特征在于：它包括主控单元、断路器控制器、隔离开关控制器、接地开关控制器和图像采集装置；主控单元有电流/电压/SF6气体信号接口，断路器控制器、隔离开关控制器、图像采集装置采用通讯方式与主控单元双向连接。
进一步的说，所述主控单元还与一远程控制装置控采用远程通讯方式双向连接。
进一步的说，所述的断路器控制器安装在断路器操作机构箱内，所述的隔离开关控制器安装在隔离开关操作机构箱内，所述的接地开关控制器安装在接地开关操作箱内。
进一步的说，断路器控制器、隔离开关控制器、接地开关控制器均包括一微处理器，与微处理器相连的有参数状态显示电路、电机驱动电路、电流电压检测电路、分合闸线圈驱动电路、通讯电路、联锁信号、位置检测、手动控制；微处理器向参数状态显示电路传送参数状态，微处理器和电机驱动电路、电流电压检测电路形成一个回路，微处理器和分合闸线圈驱动电路、电流电压检测电路也形成一个回路，联锁信号与微处理器双向连接，位置检测向微处理器发送位置信号，手动控制向微处理器发送按键信息，通讯电路与微处理器双向连接。
进一步的说，所述的图像采集装置为两组；本发明还包括隔离开关和接地开关，两组图像采集装置分别安装于隔离开关和接地开关位置；图像采集装置包括一红外温度传感器、信号处理电路和图像输出电路。
进一步的说，所述的隔离开关和接地开关各有一气室，所述红外温度传感器安装于该气室处。
主控单元与远程控制信号通过通讯连接，可以实时显示GIS的状态，并可根据所采集的信息结合电压电流及SF6气体信号、手动控制信号判断后发出操作指令，操作指令通过通讯发给各控制器。主控单元有手动控制信号输入，可在现场对GIS进行操作。控制器根据现场开关状态和主控单元发出的操作指令，自动控制执行机构操作。控制器具有分合回路完整性、操作次数、合分闸时间、合分闸速度等参数在线监测功能。
当微处理器接到手动按键或主控单元传来的操作指令后，根据当前的位置信号以及联锁信号，综合判断后输出相应信号给电机驱动电路或合分闸线圈驱动电路，完成断路器（隔离开关、接地开关）的合分操作。电流电压检测电路可实时检测驱动电路动作情况，若电机远转超时或合分线圈通电超时，微处理器会立刻发出报警信号，强制发出停止操作命令。图像采集装置中的红外温度传感器采集的信号送到数据处理后显示，可以使操作人员观察隔离、接地开关的状态，防止隔离开关、接地刀闸分合闸不到位时的误操作。
本发明的有益效果是：利用微机控制技术，实现气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中断路器、隔离开关、接地开关的智能控制、数据采集、在线监测的功能。控制器与主要控制单元采用通讯方式连接，简化了二次接线系统；采用红外传感器采集隔离开关、接地开关的图像，实现状态可视的要求，提高了设备的运行可靠性。
附图说明
下面结合附图和本发明的实施方式作进一步详细说明。
图1是本发明的安装示意图：
 图2是本发明原理示意图；
 图3是本发明控制器的原理示意图；
 图4是本发明图像采集装置原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，GIS微机控制系统，包括主控单元1、隔离开关控制器2、接地开关控制器3、断路器控制器4、图像采集系统5。主控单元1安装于GIS 控制柜中，隔离开关控制器2安装于隔离开关机构箱中、接地开关控制器3安装于基地开关机构箱中、断路器控制器4安装于断路器机构箱中，图像采集系统5安装于隔离开关、接地开关相应外壳处。
如图2所示，隔离开关控制器2、接地开关控制器3、断路器控制器4、图像采集系统5与主控单元1的连接采用通讯连接，主控单元1可以实时显示GIS的状态，并可根据所采集的信息结合电压电流及SF6气体信号8、手动控制信号7判断后发出操作指令，操作指令通过通讯发给各控制器。主控单元1与远程控制信号6通过通讯连接，将GIS的各种状态、参数上传，并可接受远程控制信号6。主控单元有手动控制信号输入，可在现场对GIS进行操作。
如图3所示，微处理器9是控制器的核心，与微处理器9相连的有参数状态显示电路91、电机驱动电路92、电流电压检测电路93、分合闸线圈驱动电路94、通讯电路95、联锁信号96、位置信号97、手动控制98。电机驱动电路92用于电机控制；合分闸线圈驱动电路94用于合分闸操作；参数状态显示电路97用于工作状态、工作参数的显示；电流电压检测电路93用于对驱动电路的电压、电流保护；通讯电路95用于与主控单元相连。
当微处理器9接到手动控制98或主控单元1传来的操作指令后，根据当前的位置检测97以及联锁信号96，综合判断后输出相应信号给电机驱动电路92或合分闸线圈驱动电路94，完成断路器（隔离开关、接地开关）的合分操作。电流电压检测电路93可实时检测驱动电路动作情况，若电机远转超时或合分线圈通电超时，微处理器9会立刻发出报警信号，强制发出停止操作命令。
如图4所示，图像采集系统5包括红外传感器51、信号处理电路52、图像输出电路53。所述的红外传感器51是核心部件，完成视场内图像的扫描取样，同时通过光电效应将入射敷设转换为电信号，红外传感器安装于隔离开关、接地开关气室处，可以实时显示各装置的工作状态；所述的信号处理电路52作用是从红外传感器接收的低电平信号通过放大、限制带宽、分离信息，载送到图像输出电路；所述的图像输出电路53将红外图像信号经电子线路处理后，送给主控单元进行显示。
以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式。

Claims (6)

1.GIS微机控制系统，其特征在于：它包括主控单元、断路器控制器、隔离开关控制器、接地开关控制器和图像采集装置；主控单元有电流/电压/SF6气体信号接口，断路器控制器、隔离开关控制器、图像采集装置采用通讯方式与主控单元双向连接。
2.如权利要求1所述的GIS微机控制系统，其特征在于：所述主控单元还与一远程控制装置控采用远程通讯方式双向连接。
3.如权利要求1或2所述的GIS微机控制系统，其特征在于：进一步的说，所述的断路器控制器安装在断路器操作机构箱内，所述的隔离开关控制器安装在隔离开关操作机构箱内，所述的接地开关控制器安装在接地开关操作箱内。
4.如权利要求1或2所述的GIS微机控制系统，其特征在于：断路器控制器、隔离开关控制器、接地开关控制器均包括一微处理器，与微处理器相连的有参数状态显示电路、电机驱动电路、电流电压检测电路、分合闸线圈驱动电路、通讯电路、联锁信号、位置检测、手动控制；微处理器向参数状态显示电路传送参数状态，微处理器和电机驱动电路、电流电压检测电路形成一个回路，微处理器和分合闸线圈驱动电路、电流电压检测电路也形成一个回路，联锁信号与微处理器双向连接，位置检测向微处理器发送位置信号，手动控制向微处理器发送按键信息，通讯电路与微处理器双向连接。
5.如权利要求1或2所述的GIS微机控制系统，其特征在于：所述的图像采集装置为两组；本发明还包括隔离开关和接地开关，两组图像采集装置分别安装于隔离开关和接地开关位置；图像采集装置包括一红外温度传感器、信号处理电路和图像输出电路。
6.如权利要求5所述的GIS微机控制系统，其特征在于：所述的隔离开关和接地开关各有一气室，所述红外温度传感器安装于该气室处。
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