CN110955189A - 10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统及方法 - Google Patents

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孙维丽
师吉林
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任楠
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Abstract

本发明属于配电开关柜控操动机构技术领域，尤其涉及10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统及方法。包括PLC、远程计算机、通讯单元、控制面板、电源单元、显示单元、无线通讯模块、无线控制单元、驱动保护单元、电网、整流单元、逆变单元、滤波单元、电网、传感器、数据处理单元、电动机和断路器手车组成。本发明通过处理器控制电动机启动、运行和停止，实现对断路器手车进出的自动控制，解决了目前手车进出动作方式落后、自动化和水平低的问题，可以显著提高工作效率，有效避免了可能引起电气事故的安全隐患，提高作业人员的人身安全性，为配电网络自动化和电气设备自动化技术发展奠定基础。

Description

10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统及方法
技术领域
本发明属于配电开关柜控操动机构技术领域，尤其涉及一种10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统及方法。
背景技术
随着配电网络自动化技术的快速发展和对供电可靠性的要求不断提高，对配电开关柜的自动化水平也不断提高。传统配电开关柜断路器手车进出需要手动方式进行，自动化和水平低，增加了人员工作量，造成职业伤害，同时由于主回路为10kV电压具有安全隐患。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统及方法，通过处理器控制电动机启动、运行和停止，实现对断路器手车进出的自动控制，解决目前手车进出动作方式落后、自动化和水平低的问题，避免了可能引起电气事故的安全隐患，为配电网络自动化和电气设备自动化技术发展奠定基础。
为实现上述发明目的，本发明是采用如下技术方案来实现的：
10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统，是由远程计算机与通讯单元双向相连接，通讯单元与PLC双向相连接；控制面板、电源单元、显示单元及无线通讯模块均分别与PLC相连接；无线控制单元与无线通讯模块相连接；行程传感器的一端和断路器手车相连接，行程传感器的另一端与PLC相连接；电网和整流单元相连接，整流单元的另一端和滤波单元相连接，滤波单元的另一端和逆变单元相连接；驱动保护单元一端和PLC相连接，驱动保护单元的另一端和逆变单元相连接，逆变单元的另一端和电动机相连接；位置传感器的一端与电动机相连接，位置传感器的另一端和PLC相连接；电压互感器、电流传感器、转矩传感器、温度传感器的一端均分别和电动机相连接，电压互感器、电流传感器、转矩传感器、温度传感器的另一端均分别和数据处理单元相连接，信号处理单元的另一端和PLC相连接。
所述远程计算机的通讯信号输入、输出端与通讯单元的信号输出、输入端双向相连接；通讯单元的信号输出、输入端与PLC的通讯信号输入、输出端双向相连接。
所述控制面板的控制指令输出端与PLC的信号输入端相连接；电源单元的电压输出端与PLC的电源电压输入端相连接；显示单元的数据输入端与PLC单元的信号输出端相连接；无线通讯模块的信号输出端和PLC的信号输入端相连接。
所述无线控制单元的信号输出端通过无线网络与无线通讯模块的信号输入端相连接。
所述行程传感器的信号测量端和断路器手车相连接，行程传感器的信号输出端和PLC的信号输入端相连接。
所述电网的电压输出端和整流单元的输入端相连接，整流单元的输出端和滤波单元的输入端相连接，滤波单元的输出端和逆变单元的主回路电压输入端相连接；驱动保护单元的信号输入端和PLC的信号输出端相连接，驱动保护单元的信号输出端和逆变单元的信号输入端相连接，逆变单元的主回路电压输出端和电动机的绕组相连接。
所述位置传感器的测量端与电动机的位置信号输出端相连接，位置传感器的信号输出端和PLC的信号出入端相连接。
所述电压互感器、电流传感器、转矩传感器、温度传感器的信号测量端均分别和电动机相连接，电压互感器、电流传感器、转矩传感器、温度传感器的信号输出端均分别和数据处理单元的信号输入端相连接，信号处理单元的信号输出端和PLC的信号输入端相连接。
10kV配电开关柜用电动操动机构控制方法，包括以下步骤：
系统初始化后，等待就地、远程或无线电动机动作控制指令；
系统接收到指令后，判断是否满足动作条件，若满足动作条件，则电动机开始启动；
电动机启动和运行过程中，程序根据电动机位置判断是否需要换相，若判断出需要换相，则进行换相操作；
在电动机运行过程中程序对电动机的位置和故障情况进行检测，若检测出系统故障，则进行相应处理后重新执行本次操作；
当行程传感器检测到减速或终点位置时，电动机执行减速或停止操作。
本发明的优点及有益效果是：
本发明通过处理器控制电动机启动、运行和停止，实现对断路器手车进出的自动控制，解决了目前手车进出动作方式落后、自动化和水平低的问题，可以显著提高工作效率，有效避免了可能引起电气事故的安全隐患，提高作业人员的人身安全性，为配电网络自动化和电气设备自动化技术发展奠定基础。
附图说明
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，以下实施例用于说明本发明，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
图1 是本发明10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统结构简图；
图2是本发明10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统流程图。
具体实施方式
本发明一种10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统，如图1所示，图1 是本发明10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统结构简图。
本发明由PLC、远程计算机、通讯单元、控制面板、电源单元、显示单元、无线通讯模块、无线控制单元、行程传感器、驱动保护单元、电网、整流单元、逆变单元、滤波单元、电网、位置传感器、数据处理单元、电压传感器、电流传感器、转矩传感器、温度传感器、电动机和断路器手车组成。
其中远程计算机的通讯信号输入、输出端与通讯单元的信号输出、输入端双向相连接；通讯单元的信号输出、输入端与PLC的通讯信号输入、输出端双向相连接；控制面板的控制指令输出端与PLC的信号输入端相连接；电源单元的电压输出端与PLC的电源电压输入端相连接；显示单元的数据输入端与PLC单元的信号输出端相连接；无线通讯模块的信号输出端和PLC的信号输入端相连接；无线控制单元的信号输出端通过无线网络与无线通讯模块的信号输入端相连接；行程传感器的信号测量端和断路器手车相连接，行程传感器的信号输出端和PLC的信号输入端相连接。
电网的电压输出端和整流单元的输入端相连接，整流单元的输出端和滤波单元的输入端相连接，滤波单元的输出端和逆变单元的主回路电压输入端相连接；驱动保护单元的信号输入端和PLC的信号输出端相连接，驱动保护单元的信号输出端和逆变单元的信号输入端相连接，逆变单元的主回路电压输出端和电动机的绕组相连接。
位置传感器的测量端与电动机的位置信号输出端相连接，位置传感器的信号输出端和PLC的信号出入端相连接。
电压互感器、电流传感器、转矩传感器、温度传感器的信号测量端均分别和电动机相连接，电压互感器、电流传感器、转矩传感器、温度传感器的信号输出端均分别和数据处理单元的信号输入端相连接，信号处理单元的信号输出端和PLC的信号输入端相连接。
如图2所示，图2是本发明10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统流程图。本发明一种10kV配电开关柜用电动操动机构控制方法，包括以下步骤：
系统初始化后，等待就地、远程或无线电动机动作控制指令；
系统接收到指令后，判断是否满足动作条件，若满足动作条件，则电动机开始启动；
电动机启动和运行过程中，程序根据电动机位置判断是否需要换相，若判断出需要换相，则进行换相操作；
在电动机运行过程中程序对电动机的位置和故障情况进行检测，若检测出系统故障，则进行相应处理后重新执行本次操作；
当行程传感器检测到减速或终点位置时，电动机执行减速或停止操作。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统，其特征是：远程计算机与通讯单元双向相连接，通讯单元与PLC双向相连接；控制面板、电源单元、显示单元及无线通讯模块均分别与PLC相连接；无线控制单元与无线通讯模块相连接；行程传感器的一端和断路器手车相连接，行程传感器的另一端与PLC相连接；电网和整流单元相连接，整流单元的另一端和滤波单元相连接，滤波单元的另一端和逆变单元相连接；驱动保护单元一端和PLC相连接，驱动保护单元的另一端和逆变单元相连接，逆变单元的另一端和电动机相连接；位置传感器的一端与电动机相连接，位置传感器的另一端和PLC相连接；电压互感器、电流传感器、转矩传感器、温度传感器的一端均分别和电动机相连接，电压互感器、电流传感器、转矩传感器、温度传感器的另一端均分别和数据处理单元相连接，信号处理单元的另一端和PLC相连接。
2.根据权利要求1所述的10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统，其特征是：所述远程计算机的通讯信号输入、输出端与通讯单元的信号输出、输入端双向相连接；通讯单元的信号输出、输入端与PLC的通讯信号输入、输出端双向相连接。
3.根据权利要求1所述的10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统，其特征是：所述控制面板的控制指令输出端与PLC的信号输入端相连接；电源单元的电压输出端与PLC的电源电压输入端相连接；显示单元的数据输入端与PLC单元的信号输出端相连接；无线通讯模块的信号输出端和PLC的信号输入端相连接。
4.根据权利要求1所述的10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统，其特征是：所述无线控制单元的信号输出端通过无线网络与无线通讯模块的信号输入端相连接。
5.根据权利要求1所述的10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统，其特征是：所述行程传感器的信号测量端和断路器手车相连接，行程传感器的信号输出端和PLC的信号输入端相连接。
6.根据权利要求1所述的10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统，其特征是：所述电网的电压输出端和整流单元的输入端相连接，整流单元的输出端和滤波单元的输入端相连接，滤波单元的输出端和逆变单元的主回路电压输入端相连接；驱动保护单元的信号输入端和PLC的信号输出端相连接，驱动保护单元的信号输出端和逆变单元的信号输入端相连接，逆变单元的主回路电压输出端和电动机的绕组相连接。
7.根据权利要求1所述的10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统，其特征是：所述位置传感器的测量端与电动机的位置信号输出端相连接，位置传感器的信号输出端和PLC的信号出入端相连接。
8.根据权利要求1所述的10kV配电开关柜用电动操动机构控制系统，其特征是：所述电压互感器、电流传感器、转矩传感器、温度传感器的信号测量端均分别和电动机相连接，电压互感器、电流传感器、转矩传感器、温度传感器的信号输出端均分别和数据处理单元的信号输入端相连接，信号处理单元的信号输出端和PLC的信号输入端相连接。
9.10kV配电开关柜用电动操动机构控制方法，其特征是：包括以下步骤：
系统初始化后，等待就地、远程或无线电动机动作控制指令；
系统接收到指令后，判断是否满足动作条件，若满足动作条件，则电动机开始启动；
电动机启动和运行过程中，程序根据电动机位置判断是否需要换相，若判断出需要换相，则进行换相操作；
在电动机运行过程中程序对电动机的位置和故障情况进行检测，若检测出系统故障，则进行相应处理后重新执行本次操作；
当行程传感器检测到减速或终点位置时，电动机执行减速或停止操作。
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