CN113014239A - 一种可实现电动分合的开关操作装置 - Google Patents
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Abstract
一种可实现电动分合的开关操作装置，包括仪表室门板、设在仪表室门板上的操作机构，还包括控制回路；控制回路包括CPU主控板、开入电路、采集电路、开出电路、电源电路，开入电路、采集电路，开出电路、电源电路均与CPU主控板相连，开入电路、采集电路、开出电路依次相连；开入电路包括二极管D、三极管Q、多个接口与多个开关；采集电路包括电机M、继电器K1、继电器K2、电解电容C、电阻R；开出电路包括开出继电器K3、开出继电器K4、开出继电器K5；电源电路包括分别连接在CPU主控板且并联的TE1‑4接口、TE1‑1接口，TE1‑4接口与电源负极相连，TE1‑1接口与电源正极相连。克服人工接线易错，元器件因凝露、氧化等问题导致电动控制器失效的问题。
Description
技术领域
本发明属于环网柜技术领域，涉及一种可实现控制操作环网柜电动分合的集成模块，具体涉及一种可实现电动分合的开关操作装置。
背景技术
环网柜是一组输配电气设备装在金属或非金属绝缘柜体内或做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备，作具有结构简单、体积小、可靠性高以及供电安全等优点。其中SF6环网柜是一种能够随意组合成多回路进出具有切换，联络，保护电力系统功能的以负荷开关作为核心部件的空气绝缘或气体绝缘的中压电气组合设备。它的主回路核心部件是由SF6负荷开关或及附加的断路器及其他一次的辅助电器组成。SF6环网柜应用非常广泛，但是控制回路的智能化、模块化程度较低，继电器、接触器等元件容易因为现场湿热的环境和凝露问题导致氧化或接触不良等问题，人工接线繁琐，容易出现接线错误或者接线松动导致控制器失效的问题。
发明内容
有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种可实现电动分合的开关操作装置，克服人工接线易错，元器件因凝露、氧化等问题导致电动控制器失效的问题。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种可实现电动分合的开关操作装置，包括仪表室门板、设在仪表室门板上的操作机构，还包括控制回路；所述控制回路包括CPU主控板、开入电路、采集电路、开出电路、电源电路，所述开入电路、采集电路、开出电路、电源电路均与CPU主控板相连，开入电路、采集电路、开出电路依次相连；
所述开入电路包括二极管D、三极管Q、多个接口与多个开关，所述三极管Q与二极管D并联且组成开入板，开入板外接有多个并联的接口，各个接口分别串联有相配合的开关；所述采集电路包括电机M、继电器K1、继电器K2、电解电容C、电阻R，所述电机M的正极通过TE1-3接口连接继电器K1，电机M的负极通过TE1-2接口连接继电器K2，继电器K1与继电器K2并联，继电器K1、继电器K2分别串联到CPU主控板上，所述继电器K2通过电解电容C一路连接到CPU主控板的PWM接口、另一路连接到CPU主控板的电流采样接口；所述开出电路包括开出继电器K3、开出继电器K4、开出继电器K5，开出继电器K3连接在TE4-2接口、TE4-6接口之间，开出继电器K4连接在TE4-2接口、TE4-1接口之间，开出继电器K5连接在TE4-6接口、TE4-1接口之间；所述电源电路包括分别连接在CPU主控板且并联的TE1-4接口、TE1-1接口，TE1-4接口与电源负极相连，TE1-1接口与电源正极相连。
进一步的，所述开入电路的接口的个数为12个，多个所述的接口从右到左依次包括与合闸到位开关S1相连的TE2-1接口、与分闸到位开关S2相连的TE2-2接口、与开关量公共端开关KM相连的TE2-3接口、与合闸到位开关S4相连的TE2-4接口、与分闸到位开关S5相连的TE2-5接口、与远方分闸开关相连的TE3-1接口、与远方合闸开关相连的TE3-2接口、与低气压闭锁开关相连的TE3-3接口、与合闸闭锁开关相连的TE3-4接口、与备用开关相连的TE3-5接口、与远方复归开关相连的TE3-6接口、与端口备用开关相连的TE3-7接口。
进一步的，所述开出继电器K3为故障告警开关，开出继电器K4为远方控制输出开关，开出继电器K5为备用开关。
进一步的，所述开入电路的三极管Q为NPN型。
进一步的，所述控制回路用于多种电压等级：DC24V、DC48V、DC110V、DC220V、AC220V。
进一步的，所述控制回路的外引线采用全密封插接件。
进一步的，所述操作机构包括背部接线端子、防护罩、操作面板，所述操作面板由分、合闸按钮，复位按钮，远方、就地转换开关，电源灯、故障告警灯、分、合闸指示灯组成。
本发明的有益效果是：
本发明可根据不同需求，选取不同电压等级的操作机构，通过集成电路板以及密封处理，克服人工接线易错，元器件因凝露、氧化等问题导致电动控制器失效的问题。通过软件的控制逻辑，智能操作环网柜的电动分、合闸操作，避免误操作；
本发明专门针对环网柜电动分、合控制，相对传统的继电器及接触器控制回路优势显著，具有模块高度集成，通过程序智能控制，外部接线简单方便的特点；全密封、免维护的设计，适用于潮湿、凝露、污秽的恶劣环境的特点；采用高精度集成元件，性能更可靠，使用寿命长的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面给出具体实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整、详细地说明。本实施例是以本发明技术方案为前提的最佳实施例，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种可实现电动分合的开关操作装置，包括仪表室门板、设在仪表室门板上的操作机构，还包括控制回路；本实施例中，将仪表室门板上的按钮、指示灯、转换开关等元件以及控制回路的继电器等二次元件进行密封处理，将原仪表室内的端子排置于控制模块的壳体内部，外壳的密封等级不低于IP55；内部线路板采用模块化结构，由CPU主控板、电源板、开入板、开出板、采集板组成；CPU主控板包括主控芯片、晶振、AD/C模数转换，他们之间通过排查相互连接，将采集信号经过采样电路，A/D转化传输至主控芯片，再通过逻辑运算处理，输出控制信号，用于电机转动来控制器开关动作；控制回路的外引线采用全密封插接件，保证在凝露的环境下不发生短路；
所述控制回路包括CPU主控板、开入电路、采集电路、开出电路、电源电路，所述开入电路、采集电路、开出电路、电源电路均与CPU主控板相连，开入电路、采集电路、开出电路依次相连；
所述开入电路包括二极管D、三极管Q、多个接口与多个开关，所述三极管Q与二极管D并联且组成开入板，开入板外接有多个并联的接口，各个接口分别串联有相配合的开关；所述采集电路包括电机M、继电器K1、继电器K2、电解电容C、电阻R，所述电机M的正极通过TE1-3接口连接继电器K1，电机M的负极通过TE1-2接口连接继电器K2，继电器K1与继电器K2并联，继电器K1、继电器K2分别串联到CPU主控板上，所述继电器K2通过电解电容C一路连接到CPU主控板的PWM接口、另一路连接到CPU主控板的电流采样接口；所述开出电路包括开出继电器K3、开出继电器K4、开出继电器K5，开出继电器K3连接在TE4-2接口、TE4-6接口之间，开出继电器K4连接在TE4-2接口、TE4-1接口之间，开出继电器K5连接在TE4-6接口、TE4-1接口之间；所述电源电路包括分别连接在CPU主控板且并联的TE1-4接口、TE1-1接口，TE1-4接口与电源负极相连，TE1-1接口与电源正极相连。
进一步的，所述开入电路的接口的个数为12个，多个所述的接口从右到左依次包括与合闸到位开关S1相连的TE2-1接口、与分闸到位开关S2相连的TE2-2接口、与开关量公共端开关KM相连的TE2-3接口、与合闸到位开关S4相连的TE2-4接口、与分闸到位开关S5相连的TE2-5接口、与远方分闸开关相连的TE3-1接口、与远方合闸开关相连的TE3-2接口、与低气压闭锁开关相连的TE3-3接口、与合闸闭锁开关相连的TE3-4接口、与备用开关相连的TE3-5接口、与远方复归开关相连的TE3-6接口、与端口备用开关相连的TE3-7接口。
进一步的，所述开出继电器K3为故障告警开关，开出继电器K4为远方控制输出开关，开出继电器K5为备用开关。
进一步的，所述开入电路的三极管Q为NPN型。
进一步的，所述控制回路用于多种电压等级：DC24V、DC48V、DC110V、DC220V、AC220V。根据现场实际使用情况进行选择电压等级。
进一步的，所述控制回路的外引线采用全密封插接件。保证在凝露的环境下不发生短路。
进一步的，所述操作机构包括背部接线端子、防护罩、操作面板，所述操作面板由分、合闸按钮，复位按钮，远方、就地转换开关，电源灯、故障告警灯、分、合闸指示灯组成。其中电源灯用于电源指示，正常通电时常亮，失电时熄灭；故障告警灯用于指示故障状态，当发生操作异常时，故障灯亮；分、合闸指示灯用于指示开关状态，当开关处于分闸时，分闸灯常亮，显示绿色，当开关处于合闸时，合闸灯常亮，显示红色；远方、就地转换开关用于指示工作模式，当模块处于远方操作模式时，远方灯常亮，显示蓝色，当模块处于就地操作模式时，就地灯常亮，显示白色。分、合闸按钮用于操作环网柜分、合闸。当控制模块处于保护锁定状态时，面板故障灯亮，此时按下复位按钮，可将系统返回待机状态。选择转换开关用于选择远方、就地操作工作模式。另模块有防护罩，防护罩可进行挂锁操作，防止误碰和误操作。
进一步的，操作机构可以采集环网柜的位置状态并显示在面板上，并给出操作指令，经由CPU做逻辑判断，控制环网柜的分、合闸操作。当电机M出现堵转现象时，及时停止电机M输出，并给出报警信号。当模块发生故障报警后，通过输入复位信号使其解除报警状态并进行各种正确操作。当发生开关分、合闸位置状态同时出现时，报警并停止正在进行的操作，当分、合闸指令同时出现时，响应分闸指令。内置熔丝，可保护集成模块电源回路不受损坏，内置整流桥，可放置外部电源正负极接反造成的模块损坏。
综上所述，本发明的一种可实现电动分合的开关操作装置，可根据不同需求，选取不同电压等级的操作机构，通过集成电路板以及密封处理，克服人工接线易错，元器件因凝露、氧化等问题导致电动控制器失效的问题。通过软件的控制逻辑，智能操作环网柜的电动分、合闸操作，避免误操作；本发明专门针对环网柜电动分、合控制，相对传统的继电器及接触器控制回路优势显著，具有模块高度集成，通过程序智能控制，外部接线简单方便的特点；全密封、免维护的设计，适用于潮湿、凝露、污秽的恶劣环境的特点；采用高精度集成元件，性能更可靠，使用寿命长的特点。
以上显示和描述了本发明的主要特征、基本原理以及本发明的优点。本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种可实现电动分合的开关操作装置，其特征在于：包括仪表室门板、设在仪表室门板上的操作机构，还包括控制回路；所述控制回路包括CPU主控板、开入电路、采集电路、开出电路、电源电路，所述开入电路、采集电路、开出电路、电源电路均与CPU主控板相连，开入电路、采集电路、开出电路依次相连；
所述开入电路包括二极管D、三极管Q、多个接口与多个开关，所述三极管Q与二极管D并联且组成开入板，开入板外接有多个并联的接口，各个接口分别串联有相配合的开关；所述采集电路包括电机M、继电器K1、继电器K2、电解电容C、电阻R，所述电机M的正极通过TE1-3接口连接继电器K1，电机M的负极通过TE1-2接口连接继电器K2，继电器K1与继电器K2并联，继电器K1、继电器K2分别串联到CPU主控板上，所述继电器K2通过电解电容C一路连接到CPU主控板的PWM接口、另一路连接到CPU主控板的电流采样接口；所述开出电路包括开出继电器K3、开出继电器K4、开出继电器K5，开出继电器K3连接在TE4-2接口、TE4-6接口之间，开出继电器K4连接在TE4-2接口、TE4-1接口之间，开出继电器K5连接在TE4-6接口、TE4-1接口之间；所述电源电路包括分别连接在CPU主控板且并联的TE1-4接口、TE1-1接口，TE1-4接口与电源负极相连，TE1-1接口与电源正极相连。
2.根据权利要求1所述的一种可实现电动分合的开关操作装置，其特征在于：所述开入电路的接口的个数为12个，多个所述的接口从右到左依次包括与合闸到位开关S1相连的TE2-1接口、与分闸到位开关S2相连的TE2-2接口、与开关量公共端开关KM相连的TE2-3接口、与合闸到位开关S4相连的TE2-4接口、与分闸到位开关S5相连的TE2-5接口、与远方分闸开关相连的TE3-1接口、与远方合闸开关相连的TE3-2接口、与低气压闭锁开关相连的TE3-3接口、与合闸闭锁开关相连的TE3-4接口、与备用开关相连的TE3-5接口、与远方复归开关相连的TE3-6接口、与端口备用开关相连的TE3-7接口。
3.根据权利要求1所述的一种可实现电动分合的开关操作装置，其特征在于：所述开出继电器K3为故障告警开关，开出继电器K4为远方控制输出开关，开出继电器K5为备用开关。
4.根据权利要求1所述的一种可实现电动分合的开关操作装置，其特征在于：所述开入电路的三极管Q为NPN型。
5.根据权利要求1所述的一种可实现电动分合的开关操作装置，其特征在于：所述控制回路用于多种电压等级：DC24V、DC48V、DC110V、DC220V、AC220V。
6.根据权利要求1所述的一种可实现电动分合的开关操作装置，其特征在于：所述控制回路的外引线采用全密封插接件。
7.根据权利要求1所述的一种可实现电动分合的开关操作装置，其特征在于：所述操作机构包括背部接线端子、防护罩、操作面板，所述操作面板由分、合闸按钮，复位按钮，远方、就地转换开关，电源灯、故障告警灯、分、合闸指示灯组成。
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