CN216526828U

CN216526828U - 一种重合闸开关控制装置

Info

Publication number: CN216526828U
Application number: CN202123281008.4U
Authority: CN
Inventors: 李卫
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; State Grid Hunan Electric Power Co Ltd; Changsha Power Supply Co of State Grid Hunan Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; State Grid Hunan Electric Power Co Ltd; Changsha Power Supply Co of State Grid Hunan Electric Power Co Ltd
Priority date: 2021-12-24
Filing date: 2021-12-24
Publication date: 2022-05-13
Anticipated expiration: 2031-12-24

Abstract

本实用新型公开了一种重合闸开关控制装置，包括电源模块、控制模块、输入模块、电机驱动模块、无线异常通讯模块和继电器模块；电源模块供电；控制模块分别连接输入模块、电机驱动模块、无线异常通讯模块和继电器模块；输入模块输入按键信息；电机驱动模块用于驱动外界电机；在本装置作为主机时，通过无线异常通讯模块获取外界从机信息，本装置或外界从机出现异常时，通过继电器模块传输异常检测信号到外界；在本装置作为从机时，通过无线异常通讯模块上传异常信息。本实用新型提供的这种重合闸开关控制装置，减少了布线和调试过程，同时，能够自动切除故障，并将告警信号上送给主站系统；本装置减少了去现场维护的次数，节约了人力成本。

Description

一种重合闸开关控制装置

技术领域

本实用新型具体涉及一种重合闸开关控制装置。

背景技术

重合闸开关是具有重合功能的断路器组件，用于自恢复供电。重合闸开关由主机和从机组成，主机和从机可以由实际所需设定。但是目前的重合闸开关无法检测到装置中的异常部分，在发生故障时需要人工排查，费时费力，难以满足现有电网组网需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自动重合的重合闸开关控制装置，该装置能够检测控制回路的故障，同时自动切除故障，并将告警信号传输上送给主站系统。

本实用新型提供的这种重合闸开关控制装置，包括电源模块、控制模块、输入模块、电机驱动模块、无线异常通讯模块和继电器模块；电源模块为所述重合闸开关控制装置供电；控制模块分别连接输入模块、电机驱动模块、无线异常通讯模块和继电器模块；输入模块将按键信息输入到控制模块中；电机驱动模块用于驱动外界电机进行重合闸；控制模块进行数据处理；在本装置作为主机时，通过无线异常通讯模块获取外界从机的分合闸信息，继电器模块连接外界DTU（Data Transfer unit，数据传输单元），在本装置或外界从机出现异常时，控制模块控制继电器模块传输异常检测信号到外界DTU；在本装置作为从机时，通过无线异常通讯模块上传异常信息到外界主机中。

电源模块包括电源转换电路和稳压电路；电源转换电路用于将外界电源48V转换为电源12V；稳压电路用于将电源12V转换为电源3.3V；电源转换电路包括型号为SY8512的电源转换芯片；稳压电路包括型号为78L33的稳压芯片。

输入模块包括若干开合控制电路和模式切换电路；开合控制电路控制外界电机的开合；模式切换电路用于切换本装置的手自动模式，当切换为自动模式时，采用控制模块进行数据处理，并通过电机驱动模块控制外界电机的开合，当切换为手动模式时，采用按键输出开合按键信号控制外界电机的开合；每一路开合控制电路包括开合按键开关、开合保护电阻和开合滤波电容；电源模块依次串接开合保护电阻和开合按键开关后接地；开合按键开关的一端输出开合按键信号，另一端接地；开合滤波电容的一端连接开合按键信号，另一端接地并滤波；电源模块依次串接模式第一保护电阻和模式第一滤波电容后接地；电源模块依次串接模式第二保护电阻和模式第二滤波电容后接地；模式第一滤波电容和模式第二滤波电容用于滤波；模式切换电路包括模式选择开关；模式选择开关为单刀双掷开关，单刀双掷开关的不动端接地；单刀双掷开关的动端的第一触点连接模式第二保护电阻和模式第二滤波电容，并输出第一模式选择信号；单刀双掷开关的动端的第二触点连接模式第一保护电阻和模式第一滤波电容，并输出第二模式选择信号。

电机驱动模块包括型号为L9170D的电机驱动芯片。

无线异常通讯模块包括型号为2150L的无线通讯芯片。

继电器模块包括继电器和三极管；继电器第一放大电阻的一端连接控制模块下发的异常检测信号，另一端连接三极管的基极；继电器第二放大电阻的一端连接三极管的基极，另一端接地；三极管的发射极接地；继电器稳压二极管的阴极连接电源模块并取电，继电器稳压三极管的阳极连接三极管的集电极；三极管、继电器第一放大电阻和继电器第二放大电阻用于放大异常检测信号，并传输到继电器中；继电器的线圈的一端连接电源模块并取电，另一端连接到三极管的集电极，并输入放大后的异常检测信号；继电器的常闭开关的两端分别连接到外界DTU，并输出信号；继电器终端电阻的一端连接继电器的常闭开关的一端，另一端连接继电器的常闭开关的另一端；在本装置作为主机时，同时本装置或外界从机出现异常，控制模块下发异常检测信号，异常检测信号通过三极管放大后输出到继电器的线圈中，控制继电器的线圈上电，从而继电器的常闭开关断开，使外界DTU获取异常信号。

控制模块包括型号为MS16F003的单片机。

本实用新型提供的这种重合闸开关控制装置，采用无线通讯，使得主机和从机自动识别和连接，减少了布线和调试，同时，在控制回路发生故障时，自动切除故障，并将告警信号传输给DTU上送给主站系统；本装置能够自动重合处理瞬时故障，提高控制回路故障自愈能力，减少运维人员去现场维护的次数，节约了人力成本。

附图说明

图1为本实用新型的硬件装置的功能模块图。

图2为本实用新型的硬件装置的电源模块的电路示意图。

图3为本实用新型的硬件装置的输入模块的电路示意图。

图4为本实用新型的硬件装置的电机驱动模块的电路示意图。

图5为本实用新型的硬件装置的无线异常通讯模块的电路示意图。

图6为本实用新型的硬件装置的继电器模块的电路示意图。

图7为本实用新型的硬件装置的控制模块的电路示意图。

具体实施方式

如图1本实用新型的硬件装置的功能模块图：本实用新型提供的这种重合闸开关控制装置，包括电源模块、控制模块、输入模块、电机驱动模块、无线异常通讯模块和继电器模块；电源模块为所述重合闸开关控制装置供电；控制模块分别连接输入模块、电机驱动模块、无线异常通讯模块和继电器模块；输入模块将按键信息输入到控制模块中；电机驱动模块用于驱动外界电机进行重合闸；控制模块进行数据处理；在本装置作为主机时，通过无线异常通讯模块获取外界从机的分合闸信息，继电器模块连接外界DTU，在本装置或外界从机出现异常时，控制模块控制继电器模块传输异常检测信号到外界DTU；在本装置作为从机时，通过无线异常通讯模块上传异常信息到外界主机中。

如图2为本实用新型的硬件装置的电源模块的电路示意图。电源模块包括电源转换电路和稳压电路；电源转换电路用于将外界电源48V（VIN_48V）转换为电源12V；稳压电路用于将电源12V（VIN_12V）转换为电源3.3V（VCC_3.3V）；电源转换电路包括型号为SY8512的电源转换芯片IC1；稳压电路包括型号为78L33的稳压芯片U3；稳压芯片电源第一整流二极管D2的阳极连接电源48V并取电，电源第一整流二极管的阴极连接电源转换芯片的2脚，电源第一整流二极管用于整流；电源第一上拉电阻R6的一端连接电源第一整流二极管的阴极，另一端连接电源转换芯片的3脚；电源第二上拉电阻R8的一端连接电源第一整流二极管的阴极，另一端连接电源转换芯片的4脚；电源转换芯片的0脚接地；电源第一稳压二极管DZ1的一端连接电源48V并取电，另一端接地并稳压；电源第一滤波电容CE1的一端连接电源第一整流二极管的阴极，另一端接地；电源第二滤波电容C4的一端连接电源第一整流二极管的阴极，另一端连接电源第三滤波电容C6的一端，电源第三滤波电容的另一端接地；电源第二滤波电容和电源第三滤波电容用于滤波；电源第四滤波电容C31的一端连接电源第一整流二极管的阴极，另一端接地并滤波；电源转换芯片的8脚串接电源滤波电感L1输出电源12V；电源第五滤波电容C1的一端连接电源转换芯片的7脚，另一端连接电源转换芯片的8脚并滤波；电源第二稳压二极管D1的阳极连接电源12V，电源第二稳压二极管D1的阴极连接电源转换芯片的6脚；电源第六滤波电容C19的一端连接电源转换芯片的6脚，另一端接地并滤波；电源第一采样电阻R7的一端连接电源12V，另一端连接滤波的芯片的5脚；电源第二采样电阻R5的一端连接电源转换芯片的5脚，另一端接地；电源第一采样电阻和电源第二采样电阻用于采样；稳压芯片的3脚连接电源12V并取电，稳压芯片的1脚输出电源3.3V；稳压芯片的2脚接地；电源第七滤波电容C7的一端连接电源12V，另一端接地并滤波；电源第八滤波电容C17的一端连接电源12V，另一端接地并滤波；电源第九滤波电容C18的一端连接电源3.3V，另一端接地并滤波。

如图3为本实用新型的硬件装置的输入模块的电路示意图。输入模块包括若干开合控制电路和模式切换电路；在本实施例中开合控制电路包括复位控制电路、开启控制电路和关闭控制电路；模式切换电路用于切换本装置的手自动模式，当切换为自动模式时，采用控制模块进行数据处理，并通过电机驱动模块控制外界电机的开合，当切换为手动模式时，采用按键输出开合按键信号控制外界电机的开合；复位控制电路用于输出复位信号Reset_I_L到控制模块中，开启控制电路用于输出开启信号Open_I_L到控制模块中，关闭控制电路用于输出关闭信号Close_I_L到控制模块中；每一路开合控制电路包括开合按键开关、开合保护电阻和开合滤波电容；电源3.3V依次串接开合保护电阻和开合按键开关后接地；开合按键开关的一端输出开合按键信号，另一端接地；开合滤波电容的一端连接开合按键信号，另一端接地并滤波；电源3.3V依次串接模式第一保护电阻R1和模式第一滤波电容C5后接地；电源3.3V依次串接模式第二保护电阻R24和模式第二滤波电容C3后接地；模式第一滤波电容和模式第二滤波电容用于滤波；模式切换电路包括模式选择开关；模式选择开关为单刀双掷开关SW4，单刀双掷开关的不动端（2脚）接地；单刀双掷开关的动端的第一触点（3脚）连接模式第二保护电阻和模式第二滤波电容，并输出第一模式选择信号Mode1_I_L；单刀双掷开关的动端的第二触点（1脚）连接模式第一保护电阻和模式第一滤波电容，并输出第二模式选择信号Mode2_I_L。

如图4为本实用新型的硬件装置的电机驱动模块的电路示意图。电机驱动模块包括型号为L9170D的电机驱动芯片U2；电机驱动芯片的1脚串接通信第一滤波电容C25后接地；电机驱动第一滤波电容用于滤波；电机驱动芯片的4脚连接电源12V并取电；电机驱动芯片的2脚输入控制模块下发的电机驱动信号INB，电机驱动芯片的3脚输入控制模块下发的电机驱动信号INA，电机驱动信号INB和电机驱动信号INA用于控制外界电机；电机驱动稳压二极管D4的一端连接电源12V，另一端接地并稳压；电机驱动第二滤波电容C28的一端连接电源12V，另一端接地并滤波；电机驱动芯片的6脚和7脚接地；电机驱动第三滤波电容C27的一端连接收发器的5脚，另一端连接电机驱动芯片的8脚，并滤波；电机驱动芯片的5脚和8脚连接外界电机并驱动电机进行重合闸。

如图5为本实用新型的硬件装置的无线异常通讯模块的电路示意图。无线异常通讯模块包括型号为2150L的无线通讯芯片U1；无线通讯芯片的4脚和7脚连接电源3.3V并取电；无线通讯芯片的5脚和6脚接地；无线通讯芯片的8脚连接控制模块下发的复位信号433_RState；无线通讯芯片的9脚连接时钟信号433_SCLK，并与控制模块进行时钟通信；无线通讯芯片的10脚连接数据信号433_SDIO，并与处理模块进行通信；无线通讯芯片的11脚连接控制模块下发的控制信号433_CSB，无线通讯芯片的12脚连接控制模块下发的控制信号433_FCSB；无线通讯晶振器Y1的1脚连接无线通讯芯片的13脚，无线通讯晶振器的3脚连接无线通讯芯片的14脚，并输出晶振信号；无线通讯第一滤波电容C24的一端连接无线通讯芯片的13脚，另一端接地并滤波；无线通讯第二滤波电容C23的一端连接无线通讯芯片的14脚，另一端接地并滤波；无线通讯第三滤波电容C11的一端连接电源3.3V，另一端接地并滤波；无线通讯第四滤波电容C13的一端连接电源3.3V，另一端接地并滤波；无线通讯芯片的3脚依次串接无线通讯第五滤波电容C14、无线通讯第一滤波电感L3、无线通讯第二滤波电感L4、无线通讯第三滤波电感L5和无线通讯第四滤波电感L6后输入天线信号ANT；无线通讯芯片的3脚串接无线通讯第五滤波电感L2后连接电源3.3V并取电；无线通讯第五滤波电感L2、无线通讯第五滤波电容C14、无线通讯第一滤波电感L3、无线通讯第二滤波电感L4、无线通讯第三滤波电感L5和无线通讯第四滤波电感L6用于滤波；无线通讯第六滤波电容C16的一端连接无线通讯第一滤波电感和无线通讯第二滤波电感，另一端接地并滤波；无线通讯第七滤波电容C21的一端连接无线通讯第三滤波电感和无线通讯第四滤波电感，另一端接地并滤波；无线通讯第八滤波电容C15的一端连接无线通讯芯片的2脚，另一端接地并滤波；无线通讯第九滤波电容C22的一端连接无线通讯第二滤波电感和无线通讯第三滤波电感，另一端连接无线通讯芯片的1脚并滤波；无线通讯第六滤波电感L7的一端连接无线通讯第二滤波电感和无线通讯第五滤波电感，另一端连接无线通讯芯片的2脚并滤波；无线通讯第七滤波电感L8的一端连接无线通讯芯片的2脚，另一端连接无线通讯芯片的1脚并滤波；无线通讯第八滤波电感L9的一端连接无线通讯芯片的1脚，另一端接地并滤波。在本装置作为主机时，通过无线故障通讯模块获取外界从机的分合闸信息；在本装置作为从机时，通过无线故障通讯模块上传异常信息到外界主机中。

如图6为本实用新型的硬件装置的继电器模块的电路示意图。继电器模块包括继电器RL1和三极管Q1；继电器第一放大电阻R9的一端连接控制模块下发的异常检测信号RL_O_H，另一端连接三极管的基极；继电器第二放大电阻R23的一端连接三极管的基极，另一端接地；三极管的发射极接地；继电器稳压二极管D3的阴极连接电源12V并取电，继电器稳压三极管的阳极连接三极管的集电极；三极管、继电器第一放大电阻和继电器第二放大电阻用于放大异常检测信号RL_O_H，并传输到继电器中；继电器的线圈的一端（1脚）连接电源12V并取电，另一端（12脚）连接到三极管的集电极，并输入放大后的异常检测信号RL_O_H；继电器的常闭开关的两端分别连接到外界DTU，并输出信号；继电器终端电阻R22的一端连接继电器的常闭开关的一端（10脚），另一端连接继电器的常闭开关的另一端（9脚）；在本实施例中，在本装置作为主机时，同时本装置或外界从机出现异常，控制模块下发异常检测信号RL_O_H，异常检测信号通过三极管放大后输出到继电器的线圈中，控制继电器的线圈上电，从而继电器的常闭开关断开，使外界DTU获取异常信号。

如图7为本实用新型的硬件装置的控制模块的电路示意图。控制模块包括型号为MS16F003的单片机IC3；单片机的3脚输入复位控制电路输出的复位信号Reset_I_L；单片机的4脚串接控制上拉电阻R14后连接电源3.3V；控制第一滤波电容C26的一端连接单片机的4脚，另一端接地并滤波；控制第二滤波电容C30的一端连接单片机的9脚，另一端接地并滤波；控制第三滤波电容C29的一端连接单片机的9脚，另一端接地并滤波；单片机的5脚输入模式切换电路输出的第一模式选择信号Mode1_I_L；单片机的6脚输入开启控制电路输出的开启信号Open_I_L；单片机的7脚接地；单片机的9脚连接电源3.3V；单片机的10脚输入关闭控制信号输出的关闭信号Close_I_L；单片机的20脚连接电机驱动芯片U2的3脚，单片机的19脚连接电机驱动芯片U2的2脚，并下发电机驱动信号INB和电机驱动信号INA；单片机的17脚输入模式切换电路输出的第二模式选择信号Mode2_I_L；单片机的16脚连接继电器模块并下发异常检测信号RL_O_H，并控制继电器；单片机的15脚连接无线通讯芯片的12脚，并下发控制信号433_FCSB；单片机的14脚连接无线通讯芯片的11脚，并下发控制信号433_CSB；单片机的13脚连接无线通讯芯片的10脚，并进行通信；单片机的12脚连接无线通讯芯片的9脚，并进行时钟通信；单片机的11脚连接无线通讯模块的8脚并下发复位信号433_RState。

Claims

1.一种重合闸开关控制装置，其特征在于包括电源模块、控制模块、输入模块、电机驱动模块、无线异常通讯模块和继电器模块；电源模块为所述重合闸开关控制装置供电；控制模块分别连接输入模块、电机驱动模块、无线异常通讯模块和继电器模块；输入模块将按键信息输入到控制模块中；电机驱动模块用于驱动外界电机进行重合闸；控制模块进行数据处理；在本装置作为主机时，通过无线异常通讯模块获取外界从机的分合闸信息，继电器模块连接外界DTU，在本装置或外界从机出现异常时，控制模块控制继电器模块传输异常检测信号到外界DTU；在本装置作为从机时，通过无线异常通讯模块上传异常信息到外界主机中。

2.根据权利要求1所述的重合闸开关控制装置，其特征在于电源模块包括电源转换电路和稳压电路；电源转换电路用于将外界电源48V转换为电源12V；稳压电路用于将电源12V转换为电源3.3V；电源转换电路包括型号为SY8512的电源转换芯片；稳压电路包括型号为78L33的稳压芯片。

3.根据权利要求1所述的重合闸开关控制装置，其特征在于输入模块包括若干开合控制电路和模式切换电路；开合控制电路控制外界电机的开合；模式切换电路用于切换本装置的手自动模式，当切换为自动模式时，采用控制模块进行数据处理，并通过电机驱动模块控制外界电机的开合，当切换为手动模式时，采用按键输出开合按键信号控制外界电机的开合；每一路开合控制电路包括开合按键开关、开合保护电阻和开合滤波电容；电源模块依次串接开合保护电阻和开合按键开关后接地；开合按键开关的一端输出开合按键信号，另一端接地；开合滤波电容的一端连接开合按键信号，另一端接地并滤波；电源模块依次串接模式第一保护电阻和模式第一滤波电容后接地；电源模块依次串接模式第二保护电阻和模式第二滤波电容后接地；模式第一滤波电容和模式第二滤波电容用于滤波；模式切换电路包括模式选择开关；模式选择开关为单刀双掷开关，单刀双掷开关的不动端接地；单刀双掷开关的动端的第一触点连接模式第二保护电阻和模式第二滤波电容，并输出第一模式选择信号；单刀双掷开关的动端的第二触点连接模式第一保护电阻和模式第一滤波电容，并输出第二模式选择信号。

4.根据权利要求1所述的重合闸开关控制装置，其特征在于电机驱动模块包括型号为L9170D的电机驱动芯片。

5.根据权利要求1所述的重合闸开关控制装置，其特征在于无线异常通讯模块包括型号为2150L的无线通讯芯片。

6.根据权利要求1所述的重合闸开关控制装置，其特征在于继电器模块包括继电器和三极管；继电器第一放大电阻的一端连接控制模块下发的异常检测信号，另一端连接三极管的基极；继电器第二放大电阻的一端连接三极管的基极，另一端接地；三极管的发射极接地；继电器稳压二极管的阴极连接电源模块并取电，继电器稳压三极管的阳极连接三极管的集电极；三极管、继电器第一放大电阻和继电器第二放大电阻用于放大异常检测信号，并传输到继电器中；继电器的线圈的一端连接电源模块并取电，另一端连接到三极管的集电极，并输入放大后的异常检测信号；继电器的常闭开关的两端分别连接到外界DTU，并输出信号；继电器终端电阻的一端连接继电器的常闭开关的一端，另一端连接继电器的常闭开关的另一端；在本装置作为主机时，同时本装置或外界从机出现异常，控制模块下发异常检测信号，异常检测信号通过三极管放大后输出到继电器的线圈中，控制继电器的线圈上电，从而继电器的常闭开关断开，使外界DTU获取异常信号。

7.根据权利要求1所述的重合闸开关控制装置，其特征在于控制模块包括型号为MS16F003的单片机。