CN215772517U - 一种分布式组合开关系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分布式组合开关系统，该分布式组合开关系统并联有多路组合开关电路，上述多路组合开关电路中的每一路均可插拔的连接至分布式组合开关系统的主回路中，其中，组合开关电路中依次串联有真空接触器、电动机、交流互感器和分布式组合保护器；主回路中连接有PLC控制器，PLC控制器用于完成主回路中所有真空接触器的逻辑控制。上述分布式组合开关系统通过将每一路组合开关电路单独设计在一个可插拔的抽屉式模块中，使得每个回路能够相对独立，降低了每个组合开关电路之间的相互影响，大大提高了供电系统的可靠性，而且，由于插拔式组合开关电路更换起来较为方便，也大大缩短了处理故障的时间，提高了生产效率。

Description

一种分布式组合开关系统

技术领域

本实用新型涉及配电设备技术领域，尤其是涉及一种分布式组合开关系统。

背景技术

随着采矿水平的不断发展，采煤的现代化和自动化水平越来越高，在工作面供电系统中，组合开关由于电缆连接方便快捷、占用空间小、电压降损耗小、生产效率较高等优点，越来越受到煤矿生产者的青睐。

但是，目前大部分组合开关在柜内基本是集中式的结构，这种结构是基于一个CPU模块控制多个开关，走线多，排故复杂，维护不方便，维修时需要停掉所有其他设备。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种分布式组合开关系统，主要目的在于解决现有组合开关系统走线多、排故复杂、维护不方便的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种分布式组合开关系统，该分布式组合开关系统并联有多路组合开关电路，多路组合开关电路中的每一路均可插拔的连接至分布式组合开关系统的主回路中，其中，

组合开关电路中依次串联有真空接触器、电动机、交流互感器和分布式组合保护器；

主回路中连接有PLC控制器，PLC控制器用于完成主回路中所有真空接触器的逻辑控制。

在本实用新型的一个实施例中，可选地，多路组合开关电路中的每一路组合开关电路分别通过快接插头与主回路中的插座可插拔的连接。

在本实用新型的一个实施例中，可选地，分布式组合开关系统的主回路中并联有多路电动换向装置，多路电动换向装置用于控制多路组合开关电路中的电动机完成正反转切换。

在本实用新型的一个实施例中，可选地，每个电动换向装置与至少一路组合开关电路串联连接，并用于控制至少一路组合开关电路中的电动机完成正反转切换。

在本实用新型的一个实施例中，可选地，分布式组合保护器通过RS485接口与PLC控制器电连接，分布式组合保护器用于对组合开关电路进行短路保护、过载保护、缺相保护和漏电闭锁保护，还用于将分布式组合保护器中的数据上传至PLC控制器中，并接收PLC控制器下发的控制指令。

在本实用新型的一个实施例中，可选地，分布式组合开关系统还包括上位机监控装置和/或人机交互装置，其中，上位机监控装置和/或人机交互装置通过串行接口和/或以太网接口与PLC控制器电连接，用于向PLC控制器发送远程控制指令。

在本实用新型的一个实施例中，可选地，分布式组合保护器通过至少一个串行接口和/或以太网接口与上位机监控装置和/或人机交互装置电连接，并用于将分布式组合保护器中的数据上传至上位机监控装置和/或人机交互装置中。

在本实用新型的一个实施例中，可选地，当分布式组合保护器检测到故障信号时，分布式组合保护器用于将故障信号对应的组合开关电路的序号和故障信号的类型信息发送至上位机监控装置和/或人机交互装置中，以使上位机监控装置和/或人机交互装置对故障信号进行显示和保存。

在本实用新型的一个实施例中，可选地，PLC控制器用于对电动机的控制模式进行切换和控制，其中，电动机包括三项异步电动机和/或双速电机，电动机的控制模式包括单机独立控制模式、单机双速控制模式和双机双速控制模式中的至少一种控制模式。

本实用新型提供了一种分布式组合开关系统，该系统中并联有多路组合开关电路，上述多路组合开关电路中的每一路均可插拔的连接至分布式组合开关系统的主回路中，其中，该系统的主回路中连接有PLC控制器，每一路组合开关电路中依次串联有真空接触器、电动机、交流互感器和分布式组合保护器等器件。上述分布式组合开关系统通过将每一路组合开关电路单独设计在一个可插拔的抽屉式模块中，使得每个回路能够相对独立，降低了每个组合开关电路之间的相互影响，大大提高了供电系统的可靠性，而且，由于插拔式组合开关电路更换起来较为方便，也大大缩短了处理故障的时间，提高了生产效率，在实际的煤矿井下应用场景中，该系统具有非常高的实用性。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

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

图1示出了本实用新型实施例提供的一种分布式组合开关系统的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例提供的一种组合开关电路的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例提供的一种上位机监控装置和/或人机交互装置的界面示意图；

图4示出了本实用新型实施例提供的一种上位机监控装置和/或人机交互装置的界面示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

下面结合图1和图2描述根据本实用新型一些实施例所述的分布式组合开关系统。

本实用新型的一个实施例首先提出了一种分布式组合开关系统，该分布式组合开关系统并联有多路组合开关电路，例如，图1示出了一种分布式组合开关系统的电路连接示意图，在图1中，M1至M8分别代表了八个并联的组合开关电路，如图1所示，上述多路组合开关电路中的每一路均可插拔的连接至分布式组合开关系统的主回路中，其中，组合开关电路中依次串联有真空接触器、电动机、交流互感器和分布式组合保护器，主回路中连接有PLC控制器(图1中未示出)，其中，PLC控制器可用于完成主回路中所有真空接触器的逻辑控制。

在上述实施例中，每一路组合开关电路均可以单独的连接在主回路中，并且，每一路组合开关电路都类似于一个可插拔的抽屉式模块，即当组合开关系统需要增加一路组合开关电路时，可以将一路组合开关电路整体插入到主回路中，成为主回路并联的一个回路，而当组合开关系统需要减少一路组合开关电路时，也可以将一路组合开关电路从主回路中整体拔出，从而减少组合开关系统的总负荷。

具体的，如图2所示，在每一路组合开关电路中，都依次串联有真空接触器、电动机、交流互感器和分布式组合保护器等器件，其中，真空接触器可用于实现组合开关电路与主回路之间的供电控制，交流互感器可用于将主回路中传输的电流信号转换为PLC设备可以识别的信号，分布式组合保护器可以基于PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)技术实现，并支持独立编程，可用于完成对每一路组合开关电路的保护功能，包括短路保护、过载保护、缺相保护、漏电闭锁等各项保护功能。此外，组合开关电路中还可以包括滤波电路和拨码开关等电路或器件，其中，滤波电路可用于对组合开关电路中的交流信号进行滤波，以防止高电压串入到PLC电阻检测通道中，而拨码开关可用于对每个分布式组合保护器进行地址设定。进一步的，主回路中连接有PLC控制器，其中，PLC控制器支持独立编程，可用于对连入主回路中的所有真空接触器进行逻辑控制，并可以在设定的控制模式下完成对电动机的逻辑控制，包括单机独立、单机双速、双机双速等控制模式。

本实用新型实施例提出的分布式组合开关系统中并联有多路组合开关电路，上述多路组合开关电路中的每一路均可插拔的连接至分布式组合开关系统的主回路中，其中，该系统的主回路中连接有PLC控制器，每一路组合开关电路中依次串联有真空接触器、电动机、交流互感器和分布式组合保护器等器件。上述分布式组合开关系统通过将每一路组合开关电路单独设计在一个可插拔的抽屉式模块中，可以使得每个回路能够相对独立，降低了每个组合开关电路之间的相互影响，大大提高了供电系统的可靠性，而且，由于插拔式组合开关电路更换起来较为方便，也大大缩短了处理故障的时间，提高了生产效率，在实际的煤矿井下应用场景中，该系统具有非常高的实用性。

在本实用新型的一个实施例中，可选地，多路组合开关电路中的每一路组合开关电路均可以通过快接插头与主回路中的插座进行可插拔的连接。在本实施例中，每一路组合开关电路，即每一个抽屉式模块均可以通过模块上的快接插头与安装在腔体中的快接插座对接来完成模块的安装，其中，快插接头和插座的形式不限，通过这种方式，可以方便组合开关电路进行插拔操作，从而提高工作人员的工作效率。

在本实用新型的一个实施例中，可选地，分布式组合开关系统的主回路中并联有多路电动换向装置，上述多路电动换向装置可用于控制多路组合开关电路中的电动机完成正反转切换。在本实施例中，可以在主回路中并联多个电动换向装置，并将每一路组合开关电路与多个电动换向装置中的一个电动换向装置进行串联，从而通过电动换向装置实现对每一路组合开关电路的电动机的正反转切换，提高了组合开关电路的控制效率。

在本实用新型的一个实施例中，可选地，每个电动换向装置可以与至少一路组合开关电路进行串联连接，并可用于控制至少一路组合开关电路中的电动机完成正反转切换。在本实施例中，如图1所示，一个电动换向装置可以串联一个组合开关电路，并用于控制一个组合开关电路，如图1中的Q1和M1以及Q2和M2，此外，一个电动换向装置也可以串联多个组合开关电路，如Q3和M3-M5以及Q4和M6-M8，并用于同时控制多个组合开关电路，通过这种方式，可以根据电动机的实际控制需求选择组合开关电路的连接位置，降低了增设电动换向装置的成本，也降低了逻辑控制的难度。

在本实用新型的一个实施例中，可选地，分布式组合保护器可以通过RS485接口与PLC控制器进行电连接，其中，分布式组合保护器可用于对组合开关电路进行短路保护、过载保护、缺相保护和漏电闭锁保护，还可用于将分布式组合保护器中的数据上传至PLC控制器中，并接收PLC控制器下发的控制指令。在本实施例中，分布式保护器不仅可靠性高，还可以独立编程，因此，可以适应现场不同设备的控制和保护要求，同时，这些保护器还可以与高性能的PLC控制器进行通讯，从而实现数据的集中管理和远传。

在本实用新型的一个实施例中，可选地，分布式组合开关系统还包括上位机监控装置和/或人机交互装置，其中，上位机监控装置和/或人机交互装置可以通过串行接口和/或以太网接口与PLC控制器进行电连接，并可用于向PLC控制器发送远程控制指令。在本实施例中，上位机监控装置和/或人机交互装置可以通过RS232接口与PLC控制器进行通讯，并将电流参数、组合模式等参数通过PLC控制器的输入点输入到PLC控制器中，此外，PLC控制器在准备工作就绪后，也可以随时接收上位机监控装置和/或人机交互装置发送的远程控制指令，从而可以根据接收到的指令执行相应的控制动作。

在本实用新型的一个实施例中，可选地，分布式组合保护器可以通过至少一个串行接口和/或以太网接口与上位机监控装置和/或人机交互装置进行电连接，并可用于将分布式组合保护器中的数据上传至上位机监控装置和/或人机交互装置中。在本实施例中，分布式组合保护器可以单独与上位机监控装置和/或人机交互装置进行电连接，从而将保护器中的数据上传至上位机监控装置和/或人机交互装置中进行展示和备份，以随时供工作人员查看。

在本实用新型的一个实施例中，可选地，当分布式组合保护器检测到故障信号时，分布式组合保护器可用于将故障信号对应的组合开关电路的序号和故障信号的类型信息发送至上位机监控装置和/或人机交互装置中，以使上位机监控装置和/或人机交互装置可以对故障信号进行显示和保存。在本实施例中，如果保护器检测到故障信号，那么上位机监控装置和/或人机交互装置就可以实时显示故障的回路号以及故障类型，并对发生的故障做故障记录，另一方面，用户通过上位机监控装置和/或人机交互装置的故障显示功能，也可快速的判断出故障位置，从而提高故障的发现效率和解决效率。

在本实用新型的一个实施例中，可选地，PLC控制器可用于对电动机的控制模式进行切换和控制，其中，电动机可以包括三项异步电动机和/或双速电机，电动机的控制模式可以包括单机独立控制模式、单机双速控制模式和双机双速控制模式等模式中的至少一种控制模式。在本实施例中，PLC控制器可以完成对普通的三相异步电机的控制，也可以完成对双速电机的进行控制。如图3和图4所述，上位机可以通过整定组合开关电路中的参数对各回路中电动机的控制模式进行组合。例如，组合开关电路1至4可以组合出多种方式：第一种方式为回路1至回路4均为单机模式，第二种方式为回路1和回路2为单机模式，回路3和回路4为单机双速模式；第三种方式为回路1至回路4均为双机双速模式，第四种方式为回路1至回路4为顺控模式，在本实施例中，组合开关电路中电动机的控制模式的组合方式可以根据编程任意进行更改。

综合上述各个实施例可知，上述分布式组合开关系统至少具有如下特点：

1、本系统对于组合开关电路的保护迅速而可靠，系统具备故障记录功能，可以引导用户发现问题并及时解决问题，有效的提高了用户的工作效率。

2、本系统整体上基于PLC技术实现，系统运行稳定且产品连续工作时间较长，可以为用户完成生产任务提供坚实的保障。

3、本系统具备上位机监控装置和/或人机交互装置，运行情况一目了然，可以降低用户学习使用的难度，并提高系统的监控力度。

4、系统中的PLC控制器和分布式组合保护器均支持现场编程功能，组合开关电路采用模块化结构，不仅容易扩展，还可以提高组合开关电路对于现场适应的灵活性，也保证了用户处理故障的快速性，更换起来非常简单方便。

5、本系统采用独特的电机换向机构，可以使用户在使用系统时具有极大地灵活性，满足了更多工况的适用场景。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种分布式组合开关系统，其特征在于，所述分布式组合开关系统并联有多路组合开关电路，所述多路组合开关电路中的每一路均可插拔的连接至所述分布式组合开关系统的主回路中，其中，

所述组合开关电路中依次串联有真空接触器、电动机、交流互感器和分布式组合保护器；

所述主回路中连接有PLC控制器，所述PLC控制器用于完成所述主回路中所有真空接触器的逻辑控制。

2.根据权利要求1所述的分布式组合开关系统，其特征在于，所述多路组合开关电路中的每一路组合开关电路分别通过快接插头与所述主回路中的插座进行可插拔的连接。

3.根据权利要求1所述的分布式组合开关系统，其特征在于，所述分布式组合开关系统的主回路中并联有多路电动换向装置，所述多路电动换向装置用于控制所述多路组合开关电路中的电动机完成正反转切换。

4.根据权利要求3所述的分布式组合开关系统，其特征在于，每个所述电动换向装置与至少一路组合开关电路串联连接，并用于控制所述至少一路组合开关电路中的电动机完成正反转切换。

5.根据权利要求1所述的分布式组合开关系统，其特征在于，所述分布式组合保护器通过RS485接口与所述PLC控制器电连接，所述分布式组合保护器用于对所述组合开关电路进行短路保护、过载保护、缺相保护和漏电闭锁保护，还用于将所述分布式组合保护器中的数据上传至所述PLC控制器中，并接收所述PLC控制器下发的控制指令。

6.根据权利要求1所述的分布式组合开关系统，其特征在于，所述分布式组合开关系统还包括上位机监控装置和/或人机交互装置，其中，所述上位机监控装置和/或人机交互装置通过串行接口和/或以太网接口与所述PLC控制器电连接，用于向所述PLC控制器发送远程控制指令。

7.根据权利要求6所述的分布式组合开关系统，其特征在于，所述分布式组合保护器通过至少一个串行接口和/或以太网接口与所述上位机监控装置和/或人机交互装置电连接，并用于将所述分布式组合保护器中的数据上传至所述上位机监控装置和/或人机交互装置中。

8.根据权利要求7所述的分布式组合开关系统，其特征在于，当所述分布式组合保护器检测到故障信号时，所述分布式组合保护器用于将所述故障信号对应的组合开关电路的序号和所述故障信号的类型信息发送至所述上位机监控装置和/或人机交互装置中，以使所述上位机监控装置和/或人机交互装置对所述故障信号进行显示和保存。

9.根据权利要求1所述的分布式组合开关系统，其特征在于，所述电动机包括三项异步电动机和/或双速电机。

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