一种柱上开关智能控制器及智能控制方法技术

本发明专利技术公开一种柱上开关智能控制器，包括处理器核心电路模块及分别与之连接的电流电压采样通道电路模块、开关本体状态判断模块、开关本体控制模块、人机界面模块、通信模块和电源模块，电流电压采样通道电路模块采集柱上开关的电流或电压信息，并送入处理器核心电路模块；开关本体状态判断模块读取控制器的内部开关量和外部开关量；开关本体控制模块根据处理器核心电路模块发出的控制指令控制与之连接的开关本体的动作；电源模块为处理器核心电路模块供电。此种控制器具有较高的通用性，能够满足不同的开关本体、不同的控制功能、不同的应用条件对控制器硬件的要求。本发明专利技术还公开一种柱上开关智能控制方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电气领域，特别涉及一种具有通用性的柱上开关控制器结构，以及应用该结构的控制方法。
技术介绍
柱上开关是安装在户外架空线路上接通和开断送电支路（馈线）的电力设备，由开关本体和控制器构成。开关本体主要包括负荷开关和断路器,结构的区别，以及用途的区别，造成不同的柱上开关的控制功能有所不同，从而需要不同的控制器。目前市面上的柱上开关都是开关本体与控制器一一对应的模式，一种控制器只能用于同一个厂家的同一种设备，不具有通用性。这就造成用户为应对设备故障需要储备的备用控制器种类繁杂的局面，这既增加了成本，又增加了设备管理的复杂度。实现控制器的通用性，必须开发具有通用性的硬件平台，并且在硬件平台上建立不同的控制软件，并且这些软件要能够方便地进行更新、修改，从而方便地改变其控制功能，进而实现用同样的控制器硬件对不同的开关本体的控制。现有一些采用了嵌入式硬件系统的柱上开关控制器虽然可以通过专业人员用专用工具进行重新刷写程序的方式实现控制器软件的修改，但这样的方式操作复杂，对操作人员的专业要求高，是柱上开关的实际使用者很难做到的。基于目前柱上开关在使用中出现的问题，本专利技术人对柱上开关的控制器结构及控制方法进行研究改进，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供一种柱上开关智能控制器及智能控制方法，其具有较高的通用性，能够满足不同的开关本体、不同的控制功能、不同的应用条件对控制器硬件的要求。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种柱上开关智能控制器，包括处理器核心电路模块及分别与之连接的电流电压采样通道电路模块、开关本体状态判断模块、开关本体控制模块、人机界面模块、通信模块和电源模块，其中，电流电压采样通道电路模块采集柱上开关的电流或电压信息，并送入处理器核心电路模块；所述开关本体状态判断模块读取控制器的内部开关量和外部开关量并送入处理器核心电路模块；所述开关本体控制模块根据处理器核心电路模块发出的控制指令控制与之连接的开关本体的动作；所述电源模块为处理器核心电路模块供电，并通过处理器核心电路模块为其它组件提供工作电源。上述控制器用于电压型柱上开关时，该电压型柱上开关装设有1-4台电压互感器，所述电流电压采样通道电路模块采用电压采样通道，且电压采样通道的数量与前述电压互感器的数量相同并一一对应连接，所述电压采样通道用于测量相电压、线电压或零序电压。上述控制器用于电流型柱上开关时，该电流型柱上开关装设有1-3台相电流互感器，所述电流电压采样通道电路模块采用电流采样通道，每一相的相电流互感器都配有2个电流采样通道与之对应，其中一个电流采样通道的电路参数满足保护级电流互感器采样需求，另一个电流采样通道的电路参数满足测量级电流互感器采样需求。上述控制器用于电流型柱上开关且该电流型柱上开关还装设有1台零序电流互感器时，所述电流电压采样通道电路模块还另外包含有与该零序电流互感器对应的1个电流采样通道。上述控制器用于复合型柱上开关时，该复合型柱上开关装设有1-4台电压互感器和1-3台相电流互感器，所述电流电压采样通道电路模块包括电压采样通道和电流采样通道，其中，电压采样通道的数量与前述电压互感器的数量相同并一一对应连接，所述电压采样通道用于测量相电压、线电压或零序电压；每一相的相电流互感器都配有2个电流采样通道与之对应，其中一个电流采样通道的电路参数满足保护级电流互感器采样需求，另一个电流采样通道的电路参数满足测量级电流互感器采样需求。上述控制器用于复合型柱上开关且该复合型柱上开关还装设有1台零序电流互感器时，所述电流电压采样通道电路模块还另外包含有与该零序电流互感器对应的1个电流采样通道。上述人机界面模块包括分别与处理器核心电路模块连接的按键、指示灯和液晶显示器，其中，液晶显示器和指示灯在处理器核心电路模块的控制下进行显示，按键用以供操作人员直接对控制器进行操作。上述通信模块包含分别与处理器核心电路模块连接的RS232模块、以太网模块、SIM卡模块和100BaseFX模块。一种柱上开关智能控制方法，将嵌入式Linux操作系统植入控制器，在QT应用程序开发环境中，架构于嵌入式Linux操作系统之上，采用面向对象的程序开发方式，采用模块化程序设计，包括人机界面模块、参数设置模块、通信模块、共享数据模块和继电保护模块，其中，参数设置模块和共享数据模块用于存储控制器的数据，并提供其余模块读取；人机界面模块用于提供操作人员向参数设置模块写入设置参数，继电保护模块用于读取采样值及开关状态值并写入共享数据模块；通信模块用于从参数设置模块读入设置参数，或向参数设置模块写入远端设置的参数；共享数据模块的数据通过通信模块与集控中心进行交互。所述继电保护模块包括采样值计算模块和保护逻辑模块两部分，其中，采样值计算模块采用全波傅里叶算法，将采样得到的电流、电压量的瞬时值转化为保护逻辑模块需要使用的有效值；所述保护逻辑模块包含7种逻辑，分别是三段式相间电流保护逻辑、零序电流保护逻辑、自动重合闸逻辑、电压-时间型负荷开关配电自动化逻辑、电流-计数型负荷开关配电自动化逻辑、电流-电压型负荷开关配电自动化逻辑和联络开关逻辑，根据不同的需求，从其中选择一种或几种逻辑的组合，实现不同的控制功能。采用上述方案后，本专利技术具有以下有益效果：（1）利用嵌入式操作系统管理柱上开关智能控制器的各种硬件资源，降低柱上开关控制器的开发复杂程度和升级难度；（2）实现用统一的硬件控制不同结构和功能的开关本体，降低用户备用控制器的储备数量和种类；（3）开关本体需要升级或因故障需要更换时不再需要更换控制器，只需将实现新的控制功能的应用程序通过通信接口传输到控制器硬件中，控制器即可自动完成控制功能的修改，从而实现对新的开关本体的控制，降低了设备升级和更换成本以及工作难度，加速了工作过程；（4）新程序的输入通过串口或以太网口实现，不需要专用的烧写工具，降低了对维护人员的专业技术要求；（5）新程序的输入可以通过从集控中心远程下载的方式实现，从而不再需要维护人员到每一台柱上开关的安装处并攀登到电线杆上对控制器进行操作。附图说明图1是本专利技术控制器的整体架构图；图2是本专利技术控制方法的模块化设计原理图。具体实施方式以下将结合附图，对本专利技术的技术方案及有益效果进行详细说明。如图1所示，本专利技术提供一种柱上开关智能控制器，包括处理器核心电路模块、电流电压采样通道电路模块、开关本体状态判断模块、开关本体控制模块、人机界面模块、通信模块和电源模块，下面分别介绍。处理器核心电路模块采用ARM920T处理器，以便植入嵌入式Linux操作系统来管理硬件资源，并通过对软件程序结构的优化设计而非增加CPU等硬件方法来使其满足控制器运算速度的要求，降低控制器成本，在具体实现时，可将处理器核心电路模块独立设计在一块电路板上。在本实施例中，所述电流电压采样通道电路模块设计为11个，包含4个电压采样通道和7个电流采样通道，分别与处理器核心电路模块连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柱上开关智能控制器，其特征在于：包括处理器核心电路模块及分别与之连接的电流电压采样通道电路模块、开关本体状态判断模块、开关本体控制模块、人机界面模块、通信模块和电源模块，其中，电流电压采样通道电路模块采集柱上开关的电流或电压信息，并送入处理器核心电路模块；所述开关本体状态判断模块读取控制器的内部开关量和外部开关量并送入处理器核心电路模块；所述开关本体控制模块根据处理器核心电路模块发出的控制指令控制与之连接的开关本体的动作；所述电源模块为处理器核心电路模块供电，并通过处理器核心电路模块为其它组件提供工作电源。

【技术特征摘要】
1.一种柱上开关智能控制器，其特征在于：包括处理器核心电路模块及分别与之连接的电流电压采样通道电路模块、开关本体状态判断模块、开关本体控制模块、人机界面模块、通信模块和电源模块，其中，电流电压采样通道电路模块采集柱上开关的电流或电压信息，并送入处理器核心电路模块；所述开关本体状态判断模块读取控制器的内部开关量和外部开关量并送入处理器核心电路模块；所述开关本体控制模块根据处理器核心电路模块发出的控制指令控制与之连接的开关本体的动作；所述电源模块为处理器核心电路模块供电，并通过处理器核心电路模块为其它组件提供工作电源。
2.如权利要求1所述的一种柱上开关智能控制器，其特征在于：所述控制器用于电压型柱上开关时，该电压型柱上开关装设有1-4台电压互感器，所述电流电压采样通道电路模块采用电压采样通道，且电压采样通道的数量与前述电压互感器的数量相同并一一对应连接，所述电压采样通道用于测量相电压、线电压或零序电压。
3.如权利要求1所述的一种柱上开关智能控制器，其特征在于：所述控制器用于电流型柱上开关时，该电流型柱上开关装设有1-3台相电流互感器，所述电流电压采样通道电路模块采用电流采样通道，使得每一相的相电流互感器都配有2个电流采样通道与之对应，其中一个电流采样通道的电路参数满足保护级电流互感器采样需求，另一个电流采样通道的电路参数满足测量级电流互感器采样需求。
4.如权利要求3所述的一种柱上开关智能控制器，其特征在于：所述控制器用于电流型柱上开关且该电流型柱上开关还装设有1台零序电流互感器时，所述电流电压采样通道电路模块还另外包含有与该零序电流互感器对应的1个电流采样通道。
5.如权利要求1所述的一种柱上开关智能控制器，其特征在于：所述控制器用于复合型柱上开关时，该复合型柱上开关装设有1-4台电压互感器和1-3台相电流互感器，所述电流电压采样通道电路模块包括电压采样通道和电流采样通道，其中，电压采样通道的数量与前述电压互感器的数量相同并一一对应连接，所述电压采样通道用于测量相电压、线电压或零序电压；每一相的相电流互感器都配有2个电流采样通道与之对应，其中一个电流采样通道的电路参数满足保护级电流互感器采样需求，另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：田洪，陈丽安，高新根，谢文卉，左杨，林峰，潘可贤，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：福建;35