时间: 2023-12-16 13:15:43 |   作者: 户内高压隔离开关

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  1、智能开关设备电动控制管理系统的设计与实现-电气论文 智能开关设备电动控制管理系统的设计与实现 徐恺1,胡蕊2,李峰3,黄新春4，朱亚锋1，沙小峰1 （1.常州森隆电力科技有限公司，江苏常州213014 ； 2.上海电力实业有 限公司，上海 200001 ； 3.国网上海市电力公司，上海 200122 ； 4.上海南华兰 陵实业有限公司，上海201111） 摘要：介绍一种智能开关设备电动系统的设计的具体方案，设计硬件采用严格 逻辑控制电路、电机正反转电路来对智能开关设备实现可靠的控制，采用校准过 流电压电路来适应不一样规格电机，采用 RS 485数字通信接口电路，通信协议符 合现场总线标准来实现系统组网构成分布

  2、式远程电动控制管理系统。软件采用冗余逻 辑分析处理算法实现控制逻辑，从而可靠的实现对智能开关设备的本地及远程控 制。在此分别从硬件和软件方面阐述了智能开关设备电动控制系统的设计的具体方案。 关键词：智能开关设备；电动控制管理系统；电动底盘控制；电动接地 刀控制 中图分类号：TN702?34 文献标识码：A文章编号：1004?373X（2015） 16?0156?04 收稿日期：2015?02?25 0引言 随着工业化、现代化及信息技术发展，更多的新兴技术被引入到中低压 开关设备中，为满足开关柜产品数字化、智能化、网络化需求，实现开关设备无 人化运行，更可靠的保护人身安全，中压移开式开关设备主开关手车及接地开

  3、关 电动操作系统得到了愈来愈普遍的应用1 智能开关设备电控控制管理系统在标准断路器手车和接地刀闸开关基础上 增加一套独立智能化操作机构，智能开关电动控制操作机构需要稳定可靠的硬件 软件控制管理系统支持以满足电力系统五防要求。 所谓电力系统“五防”是指： （1 ）防止误分、误合断路器； （2）防止带负荷拉合隔离开关； （3）防止带电挂接地线）防止带接地线）防止误入带电间隔。 电力系统“五防”装置中除了防止误分、误合断路器之外，其他“四 防”均要求强制闭锁2。因此智能开关设备电动控制管理系统也一定要符合电力系统 五防功能，从而防止误操作开关设备，确保开关设施安全可靠运行。

  4、为确保能准 确对开关设备做符合五防要求的可靠控制， 防止和杜绝电网事故的发生，研发 一种可靠的智能开关设备电动控制管理系统成为热门的研究课题。 智能开关设备电动控制管理系统作为开关设备控制的智能化，网络化是实现 电力系统中智能化必不可少的重要一部分，安全可靠性要求高，发展智能开关设 备电动控制管理系统有很重要的实际工程意义和巨大市场价值。 1控制管理系统总体设计 针对智能开关设备的电动控制管理系统主要为电动底盘车控制断路器进出 控制及电动接地刀控制接地刀闸分合控制， 以此来实现了智能开关设备的底盘车电 动控制及接地刀闸电动控制，电动控制管理系统具备完整的电气和机械闭锁的同时还 具有过载保护功能。电动控制管理系统带 M

  5、ODBUS通信接口支持远程控制功能, 可组网构成分布式控制系统。控制系统采用模块化的结构，分为智能开关设备电 动控制装置、电动底盘车控制单元模块、电动接地刀控制单元模块等，系统框图 如图1所示 R趣1 j iL Lf f I. 1S 1承吨惬玛 2硬件设计 为实现上述电动控制功能，控制模块硬件分为电源硬件电路、人机交 互硬件电路、RS 485通信接口电路、主 CPU控制电路、电动控制逻辑电路和 电机正反转电路等。本文主要以具体实现电动控制的硬件电路来阐述。 2.1主CPU控制电路 主CPU控制电路采取STC12C4052为主控制芯片，电路如图2所示， 其中EDO为停止位/分闸位限位行程开关输

  6、入，ED1为工作位/合闸位限位行程 开关输入，HAND为手动优先信号输入，LOCK为闭锁信号输入，Ml过载过 流信号输入，IO0为前进/合刀闸控制输出，IO1为后退/分刀闸控制输出，TXD， RXD，DE为RS 485控制收发及方向控制引脚。主控制器通过检验测试这些输入引 脚状态来得到当前底盘车/接地刀的位置状态，闭锁状态，过载过流状态，主控 制器接收本地按键或RS 485发过来的控制命令的同时结合这些状态量来驱动输 出引脚IO0和IO1实现对底盘车/接地刀的控制功能 I uHILil. 社PU杞射电晤因 十工1 1, f.4 , r 4 v-r J. 1 2 Mln vir 21i M JI J

  7、an I 二二 iRXtS1 II讥 I 2.2电动控制逻辑电路 电动控制逻辑电路是实现电动控制五防联锁的关键电路，如图3所示。 该电路原理主要是通过高速逻辑芯片 SN74HC04D （非门）及SN74HC08D （与 门）搭建的逻辑电路，通过主控制芯片输出的控制信号IO0及101结合Ml过 载过流信号，LOCK闭锁信号，HAND手动优先信号，EDO，ED1底盘车/接 地刀的位置信号的逻辑来实现可满足五防联锁功能的可靠的控制动作。该电路具 体实现的逻辑功能如图4所示。由逻辑电路可得 RRUN=!HAND !LOCK I01 !IO0 MI ED1，即在非手动优先状态下，满足闭锁条件同时无过载过流

  9、底盘车位置状态/接地刀闸位置状态、过载保护状态、闭锁状态结合接收到本 地或远程的控制命令来对底盘车实现进出控制，对接地刀闸实现分合闸控制功 3.1主程序设计 电动控制系统软件按图6所示流程进行，系统初始化，硬件资源初始化 后，主循环软件通过输入I/O 口线检测手动优先信号、闭锁信号、过载过流信号、 底盘车/接地刀的位置信号等结合本地按键操作或远程RS 485发来的控制命令 操作来实现对底盘车或接地刀电动控制操作。 3.2底盘车推进程序设计 底盘车推进软件采用冗余逻辑分析处理算法，软件流程如图7所示，软 件通过检验测试过载过流信号、闭锁信号、底盘车位置信号、电机当前状态来实现对 底盘车的推进控制一系

  10、列逻辑控制时序，首先启动电机进行推进过程直到底盘车 到工作位置后再进行电机解锁处理， 电机解锁完成后再进行电机停转处理， 通过 这一系列控制时序来完成电动控制底盘车推进电动操作。 其他电动控制操作如电 动控制底盘车退出操作、电动控制接地刀闸分闸操作、电动控制接地刀闸合闸操 作程序流程与底盘车推进程序流程一致 fl- 悴*1羯附LED也戸 K M*41 r? :h lVitlhiF A 叫JJ * HUJ 冋it4 朴JJ*血滋 4系统试验测试 4.1联锁及机械寿命试验 在正常条件和额定工作电压下，在配有电动控制装置的智能开关柜上进 行联锁及机械寿命试验。按设计的机械闭锁和电气联锁要求做联锁

  12、.t H工碣M也总i.n Y.AH * fcrff 沖唁i卜：、氏肚+ fill i iV - * rh KlWIiNIl -liPLW i EimiAhi M 电！Lk ir.Xf .=；r. 31 7 阪宣斗皿.：:：牯U W田 可佗i训社IT $ ：h r M- - _ 5结语 综上所述，本文分别从硬件及软件设计方面简述了智能开关设备电动控 制系统的设计方案，并且经过系统试验测试满足实际工程应用要求。智能开关设 备电动控制管理系统集成了底盘车本地/远程控制功能，接地刀闸本地/远程控制功 能，具备智能五防功能、完备电气和机械闭锁功能、过载保护功能，操作上可以 根据用户需求选择就地控制操作或远程

  13、控制操作。电动控制装置上还具备手动优 先开关，可以在电动不可靠的情况下选择手动优先控制底盘车及接地刀闸。该系 统抗干扰能力强，联锁可靠，可以显著提高电力控制管理系统的安全可靠性，降低电 力事故的可能性和人员财产损失，促进电力设备自动化水平提升。 参考文献 1 朱宏伟，许刚开关设备主开关手车及接地开关电动操作说明J中国 电业：技术版，2014 （6）： 49?52. 2 王列华，黄新波，陈小雄，等.智能高压开关柜综合操控装置的设计 与实现J.电气应用，2013，32（ 11）: 51?56. 3 张京，章国宝.智能开关柜底盘车/地刀控制器的设计与实现J.工业 控制计算机，2014，27（ 4）: 1

  14、8?22. 4 苗保红，于庆瑞，赵治平中压智能开关柜用电动操作控制装置的开 发J.电工电气，2011 （ 2）: 55?57. 5 刘伟.接地开关电动操作机构的研发及结构设计J.电气制造，2006 （7）: 34?35. 6 孟振宇.高压开关操动机构智能电子装置的设计与实现D.杭州：浙 江大学，2014. 7 孙兴丽，刘曙光一种开关柜智能操控装置的设计与实现J.高压电 器，2009，45（ 1）: 76?80. 8 孟艳清，赵宏伟，邹育霖基于ARM的开关柜智能监控装置研究J. 高压电器，2014，50（ 3）: 29?35. 作者简介：徐恺（1984 ）,男，江西抚州人，中级工程师，项目研发 主管。主要是做智能电力设备硬件软件研发及管理工作。 胡蕊（1969 ），女，湖北武汉人，经济师，办公室主任。主要是做电 力自动化与经济分析工作。 李峰（1963 ），男，浙江舟山定海人，高级工程师，基建部副主任。 主要是做电力系统工程建设工作。

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