CN111668934B - 一种隔离开关电机电源的投切装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种隔离开关电机电源的投切装置、方法及系统，装置包括：电源模块，用于提供电源；控制模块，与电源模块连接，用于根据接收到的投入指令，控制晶闸管导通；还用于根据接收到的切断指令，控制晶闸管关断；信号传输模块，与控制模块连接，用于接收监控主机发送的投入指令和切断指令，并将投入指令和切断指令发送给控制模块；电流检测模块，与控制模块链接，用于检测隔离开关电机电源的电流数据，并将电流数据发送给控制模块。将工作状态上传到智能变电站监控主机，不需要人工操作隔开关电机电源即可实现隔离开关自动在操作完成后断开，能够满足电网事故反措要求和一键顺控要求。

Description

一种隔离开关电机电源的投切装置、方法及系统

技术领域

本申请涉及隔离开关领域，具体涉及一种隔离开关电机电源的投切装置、方法及系统。

背景技术

随着电网智能变电站的建设及改造，特别是一键顺控操作改变了变电站传统操作模式，隔离开关通过五防联动电机驱动自动完成倒闸，依据相应的“隔离开关电机电源”反事故措施中反措规定：隔离开关/接地开关的电机电源仅在操作前投入，操作完成后应立即退出；若需长期投入，需经专门审批。因此，传统的隔离开关电机电源的空开不能同时满足电网事故反措要求和一键顺控要求。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种隔离开关电机电源的投切装置，包括：电源模块，用于提供电源；控制模块，与所述电源模块连接，用于根据接收到的投入指令，控制晶闸管导通；还用于根据接收到的切断指令，控制晶闸管关断；还用于根据接收到的电流数据，确定所述隔离开关的工作状态，并将所述工作状态发送给监控主机；信号传输模块，与所述控制模块连接，用于接收所述监控主机发送的所述投入指令和所述切断指令，并将所述投入指令和所述切断指令发送给所述控制模块；电流检测模块，与所述控制模块链接，用于检测所述隔离开关电机电源的电流数据，并将所述电流数据发送给所述控制模块。

在一个示例中，所述控制模块包括：主控芯片，用于接收、发送以及处理相应的数据；隔离控制电路，用于根据所述主控芯片发出的指令，控制所述晶闸管的导通与关断。

在一个示例中，所述隔离控制电路包括串联的三极管和光电隔离开关。

在一个示例中，所述三极管为S8550三极管，所述光电隔离开关包括发光二极管与晶闸管。

在一个示例中，所述主控芯片的10号引脚、11号引脚、12号引脚为按键控制引脚，13号引脚与所述隔离控制电路连接，24号引脚、25号引脚用于读取温度数据，26号引脚、27号引脚、28号引脚用于将相应的数据输出至显示界面，以使所述显示界面显示工作状态、地址，29号引脚、30号引脚用于实现多路电源模块之间的交互通信。

在一个示例中，所述电源模块包括：电源、与所述电源连接并接地的滤波元件，其中，所述滤波元件包括并联结构的三个电容。

另一方面，本申请还提出了一种隔离开关电机电源的投切方法，应用在上述任意一示例所述的隔离开关电机电源的投切装置中，所述方法包括：根据接收到的电流数据，确定所述隔离开关的工作状态；将所述工作状态发送给监控主机；接收所述监控主机返回的通信指令，其中，所述通信指令包括投入指令或切断指令；基于所述通信指令，导通或关断晶闸管。

在一个示例中，所述方法还包括：通过电流检测模块实时检测所述隔离开关电机电源的电流数据；若确定所述电流数据超过了预设阈值，则控制所述晶闸管关断。

在一个示例中，当所述通信指令为投入指令时，基于所述通信指令，导通或关断晶闸管，包括：基于所述投入指令，在晶闸管门极施加正向触发电，使所述晶闸管导通；当所述通信指令为切断指令时，基于所述通信指令，导通或关断晶闸管，包括：基于所述切断指令，将在晶闸管极门极施加的正向触发电压减少至零。

另一方面，本申请还提出了一种隔离开关电机电源的投切系统，包括若干个隔离开关，所述隔离开关中设置有如上述任意一个示例所述的隔离开关电机电源的投切装置，所述系统还包括：监控主机，用于向所述隔离开关电机电源的投切装置发送相应的通信指令，以控制所述隔离开关的导通或关断。

通过本申请提出投切装置能够带来如下有益效果：

将工作状态上传到智能变电站监控主机，不需要人工操作隔开关电机电源即可实现隔离开关自动在操作完成后断开，能够满足电网事故反措要求和一键顺控要求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例中隔离开关电机电源的投切装置的示意图；

图2为本申请实施例中控制模块的电路示意图；

图3为本申请实施例中电源模块的电路示意图；

图4为本申请实施例中主控芯片的连接器示意图；

图5为本申请实施例中隔离开关电机电源的投切方法的流程示意图；

图6为本申请实施例中隔离开关电机电源的投切系统的示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

本申请实施例提供一种隔离开关电机电源的投切装置，该装置应用在隔离开关电机电源的投切系统中，如图6所示，系统包括监控主机以及多个隔离开关，在每个隔离开关中都设置有投切装置，监控主机负责远程监控以及相应的控制。

如图1所示，投切装置包括：电源模块、控制模块、信号传输模块、电流检测模块。其中，信号传输模块和电流检测模块未在图中示出。

其中，电源模块主要用于向投切装置提供电源，其所提供的电源具体可以根据投切装置的需要进行设置。

控制模块与电源模块连接，主要用于根据接收到的指令，控制投切装置中的晶闸管的导通与关断。例如，在接收到投入指令时，表示隔离开关需要导通，此时可以控制晶闸管导通；在接收到切断指令时，相应的通过控制晶闸管关断，来切断隔离开关电机电源。当然，控制模块还可以用于根据接收到的电流数据，来确定隔离开关当前的工作状态。例如，当电流为零时，说明该隔离开关当前的工作状态为断开，当存在电流时，可以根据电流的大小来确定当前的工作状态是正常工作还是异常工作等。然后，可以将该工作状态反馈给监控主机，以便于监控主机进行相应的监控以及相应的管理。

信号传输模块与控制模块连接，主要用于在接收到监控主机发送的投入指令和切断指令时，将其发送给控制模块，以便于控制模块进行相应的数据处理和判断。通常情况下，信号传输模块向控制模块输入通信指令或者DC220\110V的控制信号。

电流检测模块与控制模块连接，主要用于检测隔离开关电机电源的电流数据，然后将其发送给控制模块，以便于控制模块进行相应的数据分析后，发出相应的指令。

在一个实施例中，控制模块主要包括主控芯片MCU以及隔离控制电路。主控芯片用于接收、发送以及处理上述实施例中已经描述的相应数据，例如，投入指令、切断指令、电流数据等，而隔离控制电路主要用于根据主控芯片发出的指令，来控制晶闸管的导通与关断，从而进一步控制整个隔离开关的导通与关断。

其中，如图2所示，隔离控制电路包括串联的一个三极管Q1和一个光电隔离开关U2。三极管Q1的型号可以为S8550，光电隔离开关的型号可以为OPTOTRIAC，其包含有一个发光二极管和一个晶闸管。

主控芯片的型号可以是Atmega8，当然也可以是其他型号，在此仅以该型号为例进行举例说明。如图2所示，主控芯片的10号KEY3引脚、11号KEY1引脚、12号KEY2引脚为按键控制引脚，实现模块的通信地址设置。13号引脚与隔离控制电路连接，24号IIC_SCL引脚、25号IIC_SDA引脚用于读取温度数据。26号DIN引脚、27号CLK引脚、28号STB引脚用于将相应的数据输出至显示界面，以使所述显示界面显示工作状态、地址，29号RXD引脚、30号TXD引脚用于实现多路电源模块之间的交互通信。另外，可以使用CON6连接器的1号引脚接电源，2号引脚接地，3号引脚连接主控芯片17号引脚，4号引脚连接主控芯片16号引脚，5号引脚连接主控芯片15号引脚，6号引脚连接主控芯片29号引脚。还可以使用相应的CON1连接器连接火线与零线，在此如附图中所示，不在赘述。

当然，除了上述的模块外，主控芯片还可以控制电路中的其他模块的工作状态，例如可以控制电路中的继电器模块，控制开关状态硬接点信号，在此不再赘述。

另外，如图3所示，电源通过滤波元件后进行接地，其中，滤波元件包括并联结构的电容C2、电容C4、电容C5。可以进行低频滤波和高频滤波，以减少数据传输时的干扰。

如图4所示，可以使用电源连接器，即POWER连接器的1号引脚连接火线，2号引脚连接领先，3号引脚接地，4号引脚与电感L1串联后接电源，并与电感L1、电容C7串联后接地，并与电感L1、电容C7、电容C6串联后接电源。

使用CON10连接器10号引脚接电源，9号引脚接地，8号引脚为CLK引脚，7号引脚为DIN引脚，5号引脚为STB引脚，4号引脚为IIC_SCL引脚，2号引脚为IIC_SDA引脚，6号引脚、3号引脚和1号引脚分别对应KEY3引脚、KEY1引脚和KEY2引脚。

如图5所示，本申请实施例还提供了一种隔离开关电机电源的投切方法，应用在上述任意一个实施例所述的隔离开关电机电源的投切装置中，所述方法包括：

S501、根据接收到的电流数据，确定所述隔离开关的工作状态。

S502、将所述工作状态发送给监控主机。

首先控制模块可以根据电流检测模块检测到的电流数据，来确定当前隔离开关的工作状态，然后将工作状态发送给监控主机。其中，工作状态可以包括：未工作、正常工作、异常工作等。

S503、接收所述监控主机返回的通信指令，其中，所述通信指令包括投入指令或切断指令。

S504、基于所述通信指令，导通或关断晶闸管。

当发送了工作状态后，可以接收到监控主机返回的通信指令，通信指令包括投入指令或切断指令，此时可以根据改通信指令来导通或者关断晶闸管。当通信指令是投入指令时，可以在晶闸管门极施加正向触发电，使晶闸管导通；当通信指令是切断指令时，将在晶闸管极门极施加的正向触发电压减少至零，以关断晶闸管。

另外，还可以通过电流检测模块实时检测隔离开关电机电源的电流数据，若当前电流数据超过了预设阈值，说明当前工作状态异常，可以控制晶闸管关断，以保护隔离开关以及其他电气设备。

本申请实施例中的隔离开关，将分合闸位置和状态上传到智能变电站监控主机,采用了互补滤波的方式克服现场各种电磁干扰，从而准确上传隔离开关电机电源开关分合闸位置信息。不需要人工操作隔开关电机电源即可实现开关自动在操作完成后断开。

此外，隔离开关的电机电源在平时处于断开状态，当需要进行倒闸操作时可以通过操作人员对系统进行判断，如果操作规范，则执行该项操作。如果检测到该操作为误操作，则自动报警，同时切断隔离开关电机电源。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备和介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种隔离开关电机电源的投切装置，其特征在于，包括：

电源模块，用于提供电源；

控制模块，与所述电源模块连接，用于根据接收到的投入指令，控制晶闸管导通；还用于根据接收到的切断指令，控制晶闸管关断；还用于根据接收到的电流数据，确定所述隔离开关的工作状态，并将所述工作状态发送给监控主机；

信号传输模块，与所述控制模块连接，用于接收所述监控主机发送的所述投入指令和所述切断指令，并将所述投入指令和所述切断指令发送给所述控制模块；

电流检测模块，与所述控制模块链接，用于检测所述隔离开关电机电源的电流数据，并将所述电流数据发送给所述控制模块；

所述控制模块包括：

主控芯片，用于接收、发送以及处理相应的数据；

隔离控制电路，用于根据所述主控芯片发出的指令，控制所述晶闸管的导通与关断；

所述隔离控制电路包括串联的三极管和光电隔离开关；

所述三极管为S8550三极管，所述光电隔离开关包括发光二极管与晶闸管；

所述主控芯片的10号引脚、11号引脚、12号引脚为按键控制引脚，13号引脚与所述隔离控制电路连接，24号引脚、25号引脚用于读取温度数据，26号引脚、27号引脚、28号引脚用于将相应的数据输出至显示界面，以使所述显示界面显示工作状态、地址，29号引脚、30号引脚用于实现多路电源模块之间的交互通信；

所述电源模块包括：

电源、与所述电源连接并接地的滤波元件，其中，所述滤波元件包括并联结构的三个电容。

2.一种隔离开关电机电源的投切方法，其特征在于，应用在如权利要求1所述的隔离开关电机电源的投切装置中，所述方法包括：

根据接收到的电流数据，确定所述隔离开关的工作状态；

将所述工作状态发送给监控主机；

接收所述监控主机返回的通信指令，其中，所述通信指令包括投入指令或切断指令；

基于所述通信指令，导通或关断晶闸管。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过电流检测模块实时检测所述隔离开关电机电源的电流数据；

若确定所述电流数据超过了预设阈值，则控制所述晶闸管关断。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述通信指令为投入指令时，基于所述通信指令，导通或关断晶闸管，包括：

基于所述投入指令，在晶闸管门极施加正向触发电，使所述晶闸管导通；

当所述通信指令为切断指令时，基于所述通信指令，导通或关断晶闸管，包括：

基于所述切断指令，将在晶闸管极门极施加的正向触发电压减少至零。

5.一种隔离开关电机电源的投切系统，其特征在于，包括若干个隔离开关，所述隔离开关中设置有如权利要求1所述的隔离开关电机电源的投切装置，所述系统还包括：

监控主机，用于向所述隔离开关电机电源的投切装置发送相应的通信指令，以控制所述隔离开关的导通或关断。