一种高压隔离开关操动机构中智能测控装置及方法
专利名称：一种高压隔离开关操动机构中智能测控装置及方法
技术领域：
本发明涉及高压隔离开关操动机构中对电机的智能控制，特别是一种高压隔离开 关操动机构中智能测控装置及方法，实现高压隔离开关分合操控及状态监测智能化和网络 化。
背景技术：
高压隔离开关是智能高压设备的重要设备之一，在高压电网中完成设备与设备或 设高压备与电网间的隔离作用，其次，实现设备对地短路，保证维修人员和设备的安全。随着智能电网的迅猛发展，为满足智能电网倡导的高压设备测量数字化、控制网 络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化的技术准则，使高压隔离开关尽快应用于智能 电网，我们进行研发“高压隔离开关操动机构中智能测控装置”。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高压隔离开关操动机构中智能测控装置 及方法，以满足智能电网倡导的高压设备测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体 化、信息互动化的技术准则。为实现上述目的，本发明提供了一种高压隔离开关操动机构中智能测控装置，包 括ARM芯片、与ARM芯片相连的CPLD、分别与CPLD相连的固态继电器SSR、功率继电器BRK 和温湿度传感器，以及分别与ARM芯片相连的电流互感器、角传感器及键盘，所述ARM芯片 通过通信模块与远程计算机相连。根据上述高压隔离开关操动机构中智能测控装置，本发明还提供了一种高压隔离 开关操动机构中智能测控方法，当ARM芯片接到外部传来的分合指令后，先输出让功率继 电器BRK中的一台闭合的指令，约0. 5秒后ARM芯片向固态继电器SSR发出触发命令，使固 态继电器SSR闭合，电动机开始运动，当到达分合位置后，所述ARM芯片撤销固态继电器SSR 的触发信号，约0. 5秒后关断功率继电器BRK，此时，回路断开完成一次操作。当电机运转超时，ARM芯片强制撤销固态继电器SSR触发信号和关断功率继电器 BRK，切断电机电源；当ARM芯片检测到回路过流，则立刻发过流告警信息，强制发出分闸命令，切断电 源保护装置。本发明高压隔离开关操动机构中智能测控装置及方法至少具有以下优点本发明 装置实现对高压隔离开关的智能控制，克服了原有技术安装分散、接线多、参数不可见且不 便调控等缺点，适应了智能电网的需求。
图1是本发明高压隔离开关操动机构中智能测控装置的原理框图；图2是本发明高压隔离开关操动机构中智能测控装置的主电路图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明高压隔离开关操动机构中智能测控装置及方法进行详细 描述请参阅图1及图2所示，本发明高压隔离开关操动机构中智能测控装置包括ARM 芯片、与 ARM 芯片相连的 CPLD (Complex Programmable Logic Device)、分别与 CPLD 相连 的固态继电器SSR、功率继电器BRK和温湿度传感器，以及分别与ARM芯片相连的电流互感 器、角传感器及键盘，所述ARM芯片通过通信模块与远程计算机相连。所述ARM芯片为控制回路的核心部分，所述固态继电器用于实施分合操作，所述 两个功率继电器BRK用于实施方向控制；所述电流互感器用于检测回路电流对控制回路进 行过电流保护；所述角传感器用于测量旋转角度对分合操作进行精确控制。当ARM芯片接到按键或远端传来的分(合)指令后，先输出让功率继电器BRK中的 一台闭合的指令，约0. 5秒后ARM芯片向固态继电器SSR发出触发命令，使固态继电器SSR 闭合，电动机开始运动，当到达分(合)位置后，所述ARM芯片撤销固态继电器SSR的触发 信号，约0. 5秒后关断功率继电器BRK，此时，回路断开完成一次操作。若电机运转超时，则ARM芯片强制撤销固态继电器SSR触发信号和关断功率继电 器BRK，达到切断电机电源保护装置的目的。电流互感器实时检测电流，一旦ARM芯片检测到回路过流，则立刻发过流告警信 息，强制发出分闸命令，切断电源保护装置。与本发明装置连接的外围设备包括4个按键、4位数码管、12个状态显示灯、1个 RS485光纤通信接口、2路模拟输入、4路控制开出、8路状态开入。其功能描述如下①4个按键就地/远方、合闸、分闸、停止。②4位数码管用来显示转动角度和温度值。③12个LED灯用来显示运行状态和故障信息，其中，红色表示故障，绿色表示正 常或工作。④通信接口 可选则RS485或CAN总线，用来向远端传送信息，完成两地之间的通
fn °⑤2路模拟量角度传感器1路，温度传感器1路。经A/D转换实时显示。⑥4路控制开出2路固态继电器SSR，2路功率继电器BRK。⑦8路状态开入限位2路、联锁2路、门锁1路、手动1路和备用2路。本发明利用电力电子技术、嵌入式技术完成了对高压隔离开关的智能控制，克服 了原有技术安装分散、接线多、参数不可见且不便调控等缺点，适应了智能电网的需求。本发明利用电力电子技术构建主回路，利用电子技术完成对回路电流和状态的检 测、并产生控制信号对主回路进行控制，实现分合操作，利用嵌入式技术完成信息的上传和 对控制回路的远程控制。本发明对电机的控制回路得到了很大改进，将原来有多个继电器完成的逻辑控制 电路改成嵌入式智能控制，增加了测角信息和过载电流保护，减小了体积，适应了当前智能 电网的需求，用户既可以在现场模块面板上进行操作，也可以在进行远程控制。与现有技术相比，本发明的优点比较明显，主要有以下几个方面
①实现智能化，满足智能电网技术要求。利用嵌入式技术，实时采集位置信息、电 流信息和角度信息，并提供通信接口等实现了采集信息数字化和控制网络化；②减小体积。控制回路由固态继电器、辅助继电器、电流传感器、ARM+CPLD芯片及 其外围电路构成，这些电子器件比原来所用的继电器体积小的多，因此本发明能极大地降 低体积。③实现远程、就地双控制。用户可以在现场操作面板上进行操作，也可以通过计算 机进行远程监测与控制。以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通 技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明 的权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种高压隔离开关操动机构中智能测控装置，其特征在于包括ARM芯片、与ARM芯 片相连的CPLD、分别与CPLD相连的固态继电器(SSR)、功率继电器(BRK)和温湿度传感器， 以及分别与ARM芯片相连的电流互感器、角传感器及键盘，所述ARM芯片通过通信模块与远 程计算机相连。
2.根据权利要求1所述的高压隔离开关操动机构中智能测控装置的测控方法，其特征 在于当ARM芯片接到外部传来的分合指令后，先输出让功率继电器(BRK)中的一台闭合的 指令，约0.5秒后ARM芯片向固态继电器(SSR)发出触发命令，使固态继电器(SSR)闭合， 电动机开始运动，当到达分合位置后，所述ARM芯片撤销固态继电器(SSR)的触发信号，约 0. 5秒后关断功率继电器(BRK)，此时，回路断开完成一次操作。
3.如权利要求1所述的测控方法，其特征在于当电机运转超时，ARM芯片强制撤销固 态继电器(SSR)触发信号和关断功率继电器(BRK)，切断电机电源。
4.如权利要求1所述的测控方法，其特征在于当ARM芯片检测到回路过流，则立刻发 过流告警信息，强制发出分闸命令，切断电源保护装置。
全文摘要
本发明提供了一种高压隔离开关操动机构中智能测控装置及方法，装置包括ARM芯片、与ARM芯片相连的CPLD、分别与CPLD相连的固态继电器、功率继电器和温湿度传感器，以及分别与ARM芯片相连的电流互感器、角传感器及键盘，所述ARM芯片通过通信模块与远程计算机相连。ARM芯片接到分(合)指令后，先输出让功率继电器中的一台闭合的指令，约0.5秒后ARM芯片向固态继电器发出触发命令，使固态继电器闭合，电动机开始运动，当到达分(合)位置后，所述ARM芯片撤销固态继电器的触发信号，约0.5秒后关断功率继电器，此时，回路断开完成一次操作。本发明实现对高压隔离开关的智能控制，克服了原有技术安装分散、接线多、参数不可见且不便调控等缺点，适应了智能电网的需求。
文档编号H02P23/00GK102088206SQ20101059159
公开日2011年6月8日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者严结实, 张杭 申请人:中国西电电气股份有限公司
技术领域：
本发明涉及高压隔离开关操动机构中对电机的智能控制，特别是一种高压隔离开 关操动机构中智能测控装置及方法，实现高压隔离开关分合操控及状态监测智能化和网络 化。
背景技术：
高压隔离开关是智能高压设备的重要设备之一，在高压电网中完成设备与设备或 设高压备与电网间的隔离作用，其次，实现设备对地短路，保证维修人员和设备的安全。随着智能电网的迅猛发展，为满足智能电网倡导的高压设备测量数字化、控制网 络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化的技术准则，使高压隔离开关尽快应用于智能 电网，我们进行研发“高压隔离开关操动机构中智能测控装置”。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高压隔离开关操动机构中智能测控装置 及方法，以满足智能电网倡导的高压设备测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体 化、信息互动化的技术准则。为实现上述目的，本发明提供了一种高压隔离开关操动机构中智能测控装置，包 括ARM芯片、与ARM芯片相连的CPLD、分别与CPLD相连的固态继电器SSR、功率继电器BRK 和温湿度传感器，以及分别与ARM芯片相连的电流互感器、角传感器及键盘，所述ARM芯片 通过通信模块与远程计算机相连。根据上述高压隔离开关操动机构中智能测控装置，本发明还提供了一种高压隔离 开关操动机构中智能测控方法，当ARM芯片接到外部传来的分合指令后，先输出让功率继 电器BRK中的一台闭合的指令，约0. 5秒后ARM芯片向固态继电器SSR发出触发命令，使固 态继电器SSR闭合，电动机开始运动，当到达分合位置后，所述ARM芯片撤销固态继电器SSR 的触发信号，约0. 5秒后关断功率继电器BRK，此时，回路断开完成一次操作。当电机运转超时，ARM芯片强制撤销固态继电器SSR触发信号和关断功率继电器 BRK，切断电机电源；当ARM芯片检测到回路过流，则立刻发过流告警信息，强制发出分闸命令，切断电 源保护装置。本发明高压隔离开关操动机构中智能测控装置及方法至少具有以下优点本发明 装置实现对高压隔离开关的智能控制，克服了原有技术安装分散、接线多、参数不可见且不 便调控等缺点，适应了智能电网的需求。
图1是本发明高压隔离开关操动机构中智能测控装置的原理框图；图2是本发明高压隔离开关操动机构中智能测控装置的主电路图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明高压隔离开关操动机构中智能测控装置及方法进行详细 描述请参阅图1及图2所示，本发明高压隔离开关操动机构中智能测控装置包括ARM 芯片、与 ARM 芯片相连的 CPLD (Complex Programmable Logic Device)、分别与 CPLD 相连 的固态继电器SSR、功率继电器BRK和温湿度传感器，以及分别与ARM芯片相连的电流互感 器、角传感器及键盘，所述ARM芯片通过通信模块与远程计算机相连。所述ARM芯片为控制回路的核心部分，所述固态继电器用于实施分合操作，所述 两个功率继电器BRK用于实施方向控制；所述电流互感器用于检测回路电流对控制回路进 行过电流保护；所述角传感器用于测量旋转角度对分合操作进行精确控制。当ARM芯片接到按键或远端传来的分(合)指令后，先输出让功率继电器BRK中的 一台闭合的指令，约0. 5秒后ARM芯片向固态继电器SSR发出触发命令，使固态继电器SSR 闭合，电动机开始运动，当到达分(合)位置后，所述ARM芯片撤销固态继电器SSR的触发 信号，约0. 5秒后关断功率继电器BRK，此时，回路断开完成一次操作。若电机运转超时，则ARM芯片强制撤销固态继电器SSR触发信号和关断功率继电 器BRK，达到切断电机电源保护装置的目的。电流互感器实时检测电流，一旦ARM芯片检测到回路过流，则立刻发过流告警信 息，强制发出分闸命令，切断电源保护装置。与本发明装置连接的外围设备包括4个按键、4位数码管、12个状态显示灯、1个 RS485光纤通信接口、2路模拟输入、4路控制开出、8路状态开入。其功能描述如下①4个按键就地/远方、合闸、分闸、停止。②4位数码管用来显示转动角度和温度值。③12个LED灯用来显示运行状态和故障信息，其中，红色表示故障，绿色表示正 常或工作。④通信接口 可选则RS485或CAN总线，用来向远端传送信息，完成两地之间的通
fn °⑤2路模拟量角度传感器1路，温度传感器1路。经A/D转换实时显示。⑥4路控制开出2路固态继电器SSR，2路功率继电器BRK。⑦8路状态开入限位2路、联锁2路、门锁1路、手动1路和备用2路。本发明利用电力电子技术、嵌入式技术完成了对高压隔离开关的智能控制，克服 了原有技术安装分散、接线多、参数不可见且不便调控等缺点，适应了智能电网的需求。本发明利用电力电子技术构建主回路，利用电子技术完成对回路电流和状态的检 测、并产生控制信号对主回路进行控制，实现分合操作，利用嵌入式技术完成信息的上传和 对控制回路的远程控制。本发明对电机的控制回路得到了很大改进，将原来有多个继电器完成的逻辑控制 电路改成嵌入式智能控制，增加了测角信息和过载电流保护，减小了体积，适应了当前智能 电网的需求，用户既可以在现场模块面板上进行操作，也可以在进行远程控制。与现有技术相比，本发明的优点比较明显，主要有以下几个方面
①实现智能化，满足智能电网技术要求。利用嵌入式技术，实时采集位置信息、电 流信息和角度信息，并提供通信接口等实现了采集信息数字化和控制网络化；②减小体积。控制回路由固态继电器、辅助继电器、电流传感器、ARM+CPLD芯片及 其外围电路构成，这些电子器件比原来所用的继电器体积小的多，因此本发明能极大地降 低体积。③实现远程、就地双控制。用户可以在现场操作面板上进行操作，也可以通过计算 机进行远程监测与控制。以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通 技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明 的权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种高压隔离开关操动机构中智能测控装置，其特征在于包括ARM芯片、与ARM芯 片相连的CPLD、分别与CPLD相连的固态继电器(SSR)、功率继电器(BRK)和温湿度传感器， 以及分别与ARM芯片相连的电流互感器、角传感器及键盘，所述ARM芯片通过通信模块与远 程计算机相连。
2.根据权利要求1所述的高压隔离开关操动机构中智能测控装置的测控方法，其特征 在于当ARM芯片接到外部传来的分合指令后，先输出让功率继电器(BRK)中的一台闭合的 指令，约0.5秒后ARM芯片向固态继电器(SSR)发出触发命令，使固态继电器(SSR)闭合， 电动机开始运动，当到达分合位置后，所述ARM芯片撤销固态继电器(SSR)的触发信号，约 0. 5秒后关断功率继电器(BRK)，此时，回路断开完成一次操作。
3.如权利要求1所述的测控方法，其特征在于当电机运转超时，ARM芯片强制撤销固 态继电器(SSR)触发信号和关断功率继电器(BRK)，切断电机电源。
4.如权利要求1所述的测控方法，其特征在于当ARM芯片检测到回路过流，则立刻发 过流告警信息，强制发出分闸命令，切断电源保护装置。
全文摘要
本发明提供了一种高压隔离开关操动机构中智能测控装置及方法，装置包括ARM芯片、与ARM芯片相连的CPLD、分别与CPLD相连的固态继电器、功率继电器和温湿度传感器，以及分别与ARM芯片相连的电流互感器、角传感器及键盘，所述ARM芯片通过通信模块与远程计算机相连。ARM芯片接到分(合)指令后，先输出让功率继电器中的一台闭合的指令，约0.5秒后ARM芯片向固态继电器发出触发命令，使固态继电器闭合，电动机开始运动，当到达分(合)位置后，所述ARM芯片撤销固态继电器的触发信号，约0.5秒后关断功率继电器，此时，回路断开完成一次操作。本发明实现对高压隔离开关的智能控制，克服了原有技术安装分散、接线多、参数不可见且不便调控等缺点，适应了智能电网的需求。
文档编号H02P23/00GK102088206SQ20101059159
公开日2011年6月8日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者严结实, 张杭 申请人:中国西电电气股份有限公司
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