CN2570945Y

CN2570945Y - 开关状态显示器

Info

Publication number: CN2570945Y
Application number: CN 02262181
Authority: CN
Inventors: 王君贤
Original assignee: YUANZHENG SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd XI'AN CITY
Current assignee: YUANZHENG SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd XI'AN CITY
Priority date: 2002-09-09
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2003-09-03
Anticipated expiration: 2012-09-09

Abstract

本实用新型涉及一种开关状态显示器，其大大简化了开关柜的面板结构设计，而且完善了开关状态的指示功能，使回路状态一目了然，使用方便，可靠性提高，并集成了一次回路模拟图、断路器位置、开关状态、接地闸刀位置、弹簧儲能状态、高压带电指示、高压带电闭锁、温湿度控制、加热器断线报警等多功能于一体，所有指示功能可分可合，用户选用时只要提供一次方案图即可。本实用新型包括控制单元，所述控制单元上连有开关电源，控制单元上并分别连有高压带电指示及带电闭锁指示电路、温湿度控制电路、状态开入量、串行通讯接口、状态显示单元。

Description

开关状态显示器

一、技术领域：

本实用新型涉及一种用于电力中压系统开关柜上的多功能、模拟动态指示以及智能化控制的装置，尤其是涉及一种开关状态显示器。

二、背景技术：

现有的开关柜面板结构复杂，布局不合理，一次回路模拟指示牌、电磁式开关状态指示器、接地指示器等多种控制、指示装置单独设置，使用不方便且可靠性较差。

三、实用新型内容：

本实用新型为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种开关状态显示器，其大大简化了开关柜的面板结构设计，而且完善了开关状态的指示功能，使回路状态一目了然，使用方便，可靠性提高。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种开关状态显示器，其特殊之处在于：包括控制单元，所述控制单元上连有开关电源，控制单元上并分别连有高压带电指示及带电闭锁指示电路、温湿度控制电路、状态开入量、串行通讯接口、状态显示单元。

上述控制单元可以是CHMOS单片机ATMEL89C52。

上述控制单元可以是模拟数字电路综合智能处理电路

上述开关电源可以是TOP200系列单片开关电源。

上述状态显示单元包括状态显示灯，状态显示灯可以是十字型状态显示灯。

上述串行通讯接口可以是RS485/RS422通讯方式。

上述串行通讯接口可以是GSM模块无线组网通讯方式。

上述状态显示单元包括断路器分/合等的状态指示。

上述状态显示单元包括温、湿度以及电力线路中的电量参数的数字化显示。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和效果如下：

1、本实用新型开关电源部分电路简单，稳压性能好，成本低廉。TOPSWITCH-II配精密并联稳压器和线性光耦合器构成的带外部误差放大器的光耦反馈电路，构成精密开关电源。

2、本实用新型集一次回路模拟图、断路器位置、开关状态、接地闸刀位置、弹簧储能状态、高压带电指示、高压带电闭锁、环境温湿度控制、加热器断线报警等多功能于一体，大大简化了开关柜的面板结构设计，美化了开关柜的面板布局，而且完善了开关状态的指示功能。

3、本实用新型采用了除RS485/RS422总线方式之外的GSM无线组网技术和多站管理技术，利用中国电信GSM网络进行远程通信管理，可以到达任意地点，保密性强。

4、本实用新型针对变电站工作环境较为复杂的情况，将防凝露保护综合集成到本装置，降低了变电站故障率，提高了供电可靠性

四、附图说明：

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的精密开关电源原理图

图3为本实用新型的通信接口的电路原理图；

图4为本实用新型的高压带电指示一相的电路原理图。

五、具体实施方式：

本实用新型集成了一次回路模拟图、断路器位置、开关状态、接地闸刀位置、弹簧儲能状态、高压带电指示、高压带电闭锁、温湿度控制、加热器断线报警等多功能于一体，所有指示功能可分可合，用户选用时只要提供一次方案图即可。根据用户的要求可以增加电力线路的电量参数、温湿度的数字显示及RS485/RS422串行通讯功能。本产品不但大大简化了开关柜的面板结构设计，美化了开关柜的面板布局，而且完善了开关状态的指示功能，使回路状态一目了然，改进并优化设计了插拨式带电指示部分，具有显示清晰、寿命长等特性。它将取代现有的一次回路模拟指示牌、电磁式开关状态指示器、接地指示器、温度控制器、湿度控制器等多种控制指示装置，还可以通过RS485与计算机组网，实现遥测、遥信数据。本实用新型主要分为开关电源、单片机或模拟数字电路综合智能处理电路(包括断路器分/合等的状态指示、温湿度的控制)及串行通讯接口三个部分：

1、开关电源部分：它属于单端反激式开关电源，85～265VAC宽范围交流电源经过整流滤波后产生120～375V直流高压，给高频变压器的初级线圈供电，初级线圈的另一端由U01的功率开关管来驱动。次级线圈电压经过整流滤波，获得12V输出电压，反馈线圈电压经过整流滤波后，供给U01所需的偏置电压。输出电压经过分压后获得的取样电压与精密并联稳压器内部的基准电压比较后，输出误差电压，通过线性光耦调节控制端电流，改变输出占空比来实现稳压。

2、断路器分/合等的状态指示：开关柜中断路器等工作状态相应的开关量可直接接入开关状态显示器，经过系列电路处理后，直接在开关状态显示器前面板上指示出来。

3、温湿度控制部分：可同时对两路湿度信号和一路温度信号进行监测。关于温度监测单元，当温度低于温度下限值时，启动加热；大于温度上限值时，停止加热；湿度监测单元可监测环境中凝露的产生，并做相应的加热器控制输出。仪表还具有加热器断线报警功能，动作指示通过一付常开触点输出。除此之外，还可以根据要求实现温湿度控制智能化，数字化。

4、串行通讯接口部分：本实用新型通过通信接口监听到上位及通信呼唤时，根据通讯协议将上位机所需的数据通过RS485或RS422总线方式或GSM无线通讯方式传递给上位机，也可以接收上位机下发的数据指令。

参见图1，精密电源部分采用的是单片开关电源技术的设计思想，具体采用的是TOPSWITCH-II系列产品；传感器分为温、湿度传感器及高压带电指示传感器，例如数字温度传感器采用的是DS18B20；开入量信号均是来自于开关柜断路器的辅助接点；考虑可靠性及参数和数据掉电保存问题，电路使用了集电源监视和看门狗电路为一体的非易失性集成芯片，例如X25045、X25645等等，解决了电源保护和死机问题；电路使用串行口芯片，解决了历史数据存贮和参数、数据的掉电存贮，同时简化了电路，提高了系统的可靠性。本产品的核心可以采用单片机技术或模拟数字电路综合智能处理电路，单片机采用的是8位高性能的CHMOS单片机ATMEL89C52，它内部包含了多种传统的外部设备电路，如时钟发生器、I/O口、串行口、定时/计数器、布尔处理器等，适合于数据的实时采集、处理、存贮和传送收发的控制系统。本产品面板上的状态指示部分运用的是本公司独家设计思想，并开模加工的“十字形”(竖红横绿)指示灯，其指示状态定义与自于开关柜断路器的辅助接点定义一一对应。

参见图2，85～265VAC的交流电源经过BR和C1整流滤波后产生120～375V直流高压UI，给高频变压器的初级线圈供电，VD1和VD2组成钳位保护电路，可以抑止高频变压器T漏感产生的尖峰电压及漏极上出现的振铃电压，初级线圈的另一端由U01的功率开关管来驱动。反馈线圈电压经过VD4和C4整流滤波后，供给U01所需的偏置电压。输出电压经过R04、R05分压后获得的取样电压与U03内部的基准电压比较后，输出误差电压，通过线性光耦U02调节控制端电流，改变输出占空比来实现稳压。次级线圈电压经过VD3、C2、LS2、C3、C10进行整流滤波，并获得了12V精密电压输出，其中LC滤波器包括LS2和C3，可以滤掉高频纹波电压。其中C7保护电容可以滤掉由初、次级耦合电容引起的干扰；C5不仅可以滤除加在控制端上的尖峰电流，而且决定着自启动频率；控制环路的频率响应由C5、R3和U01控制端的动态阻抗所决定。

参见图3，本实用新型通信接口采用的方式是三种方式选择之一，即RS-485半双工总线方式、RS422全双工总线方式和GSM模块无线组网方式。总线方式简单方便，采用多总线挂接方式实现多点总线结构。通过外扩通讯模块，可与EtherNet、CAN等各种通讯网络连接；GSM模块无线组网方式利用中国电信GSM网络进行远程通信，遵守GSM7.05短信协议，数据可以传递至任何地点，同时提高了数据的保密性。为了减少线路干扰，每一种通讯方式均采用高速光隔芯片6N137进行隔离。总线方式采用MAXIAM公司的全双工RS485驱动接收器模块，驱动能力强，通讯距离可达1200米，最多可255台装置组网，与上位机串行通信，实现遥测、遥信、遥调、遥控功能；无线组网方式采用西门子公司的GSM模块内置方式，不受距离、数量的限制，与上位机无线通信，实现遥测、遥信、遥调、遥控功能。

参见图4，实用新型的高压带电指示的一相电路：高压带电指示的输入端接入高压信号Uin，在有高电压实验时，带电指示灯LED4亮，闭锁有效同时其指示灯LED3灭；当高压断开后，带电指示灯LED4灭，闭锁解除，LED3亮，相应接点JD3输出。

Claims

1、一种开关状态显示器，其特征在于：包括控制单元，所述控制单元上连有开关电源，控制单元上并分别连有高压带电指示及带电闭锁指示电路、温湿度控制电路、状态开入量、串行通讯接口、状态显示单元。

2、根据权利要求1所述的开关状态显示器，其特征在于：所述控制单元为CHMOS单片机ATMEL89C52。

3、根据权利要求1所述的开关状态显示器，其特征在于：所述控制单元为模拟数字电路综合智能处理电路。

4、根据权利要求1、2或3所述的开关状态显示器，其特征在于：所述开关电源为TOP200系列单片开关电源。

5、根据权利要求4所述开关状态显示器，其特征在于：所述状态显示单元包括状态显示灯，状态显示灯为十字型状态显示灯。

6、根据权利要求5所述的开关状态显示器，其特征在于：所述串行通讯接口为RS485/RS422通讯方式。

7、根据权利要求5所述的开关状态显示器，其特征在于：所述串行通讯接口为GSM模块无线组网通讯方式。

8、根据权利要求5所述的开关状态显示器，其特征在于：所述状态显示单元包括断路器分/合等的状态指示。

9、根据权利要求5所述的开关状态显示器，其特征在于：所述状态显示单元包括温、湿度以及电力线路中的电量参数的数字化显示。