一种开关柜智能电动操控装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开的一种开关柜智能电动操控装置，包括Nuvoton?NUC100VD2AN单片机，Nuvoton?NUC100VD2AN单片机上分别连接有开关电源/辅助电源模块、人体距离感应模块、功能按键、声光提醒、状态显示模块、串口通讯电路、开关量接口电路、温湿度控制模块、电流处理及检测模块、电机故障处理模块及斩波及驱动控制模块，电流处理及检测模块、电机故障处理模块及斩波及驱动控制模块还分别与直流电机相连接。本实用新型专利技术开关柜智能电动操控装置，操控更人性化、智能化，显著提高了小车运行的稳定性、精确性与可靠性，通讯交互符合智能变电站的无人化值守、信息化监控的要求。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于输变电开关设备操控
，具体涉及一种开关柜智能电动操控装置。
技术介绍
小车式高压开关设备(简称中置柜)在电力系统中发挥着重要作用，承担着开断和关合电力线路、线路故障保护、监测运行电量数据等重要作用，在电力系统中获得了日益广泛的运用。目前在小车式高压开关柜中，开关小车在工作位置和试验位置间的切换是通过操作手柄来实现的，采用这种操作手柄来操作开关小车，使用不方便，安全隐患大。同时人工操作中的失误不可能完全避免。另一方面，现有的开关柜小车的电动操控装置对小车运行故障处理得不够精细合理，经常出现小车异常停出车状况；而且在装置面板上并没有安装开关柜状态指示条进行直观显示，这使得电动进出车操作也显得不够直观化、透明化。此 夕卜，相关操作及开关柜状态信息也不能与监控室及信息一体化平台进行符合IEC61850规约的互联通信，无法完全实现智能化变电站无人化值守与信息化监控的目标，无法很好地满足电力系统自动化的要求。从操作者的安全考虑，为避免对操作人造成人身伤害，减少操作人员的工作量，在现场无人的情况下，要求也能实现完整的停送电工作。从变电站的智能化角度考虑，要求全面实现对中压开关柜的智能化操作与后台式监控，并尽可能地减少开关柜及小车的运行维护成本。因此，研究开发一种新型高精度、高可靠性的、具有良好的信息交互能力的智能小车高压开关柜具有重大的意义。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种开关柜智能电动操控装置，解决了现有装置存在的电动操作不直观、不可靠、不精确的问题。本技术所采用的技术方案是，一种开关柜智能电动操控装置，包括NuvotonNUC100VD2AN单片机，Nuvoton NUC100VD2AN单片机上分别连接有开关电源/辅助电源模块、人体距离感应模块、功能按键、声光提醒、状态显示模块、串口通讯电路、开关量接口电路、温湿度控制模块、电流处理及检测模块、电机故障处理模块及斩波及驱动控制模块，电流处理及检测模块、电机故障处理模块及斩波及驱动控制模块还分别与直流电机相连接。本技术的有益效果是，(I)两种操作模式，灵活切换。既可以实现就地或远程小车电动进出控制以及接地闸刀电动分合控制，又能可靠地手动操作，而且两种操作方式能够方便切换，可靠联锁。(2)电机故障处理部分，依靠合理的硬件保护设计与软件设计，实现了电动机的过/欠压、过流、堵转、超时等保护功能，其中“自动重合闸”原理的应用使得电机故障处理更稳定、更可靠，可纠正电网电压扰动、开关分/合带来的强电磁干扰引起的电机保护误动作，提高小车运行的连续性与可靠性，使得小车维护次数大大减少，降低了运行成本，减少了巡行人员巡视小车的次数。(3)装置集成了温湿度控制功能，确保开关柜和电动执行单元有一个良好的运行环境；还集成了人体距离红外感应功能，确保了人员在靠近高压带电柜体的情况下有告警提醒。(4)装置面板上的高亮显示条直观清楚地指示着当前断路器的位置、小车的位置、接地闸刀的位置、储能机构的状态、母线带电的情况，使得现场电动进出车操作和接地闸刀操作变得更加直观、透明、可靠。(5)装置具备根据“五防”条件及邻柜条件进行语音提醒操作的功能，以及故障显示及故障告警功能，使操控更人性化、智能化。(6)装置的电动控制及执行部分依靠精简完善的程序算法设计，通过处理器产生的PWM波对小车电机的运动过程进行了控制，实现了电动机分时分段的变频调速及软启停、转向控制；这些都显著提高了小车运行的稳定性、精确性与可靠性。(7)装置的状态显示模块可以清晰地显示开关柜的各个状态，在显示部分主要包括液晶屏的显不，闻売指不条的显不以及指不灯的显不；闻売显不条主要是指不相关的开关柜状态，使此部分的状态显示更加直观、清楚；(8)通讯交互符合智能变电站的无人化值守、信息化监控的要求。可与上一级的开关柜IED通信，数据与指令经开关柜IED转换为符合IEC61850规约的信息量，与监控上位机交互，接受操控指令，直观显示小车的状态信息及完成进度；还可经开关柜IED与站内一体化信息平台进行符合IEC61850规约的远程通信，将开关柜的小车电动执行单元及开关柜的各种状态信息传至平台，达到信息共享；另一方面，一体化平台也能通过操控装置对电动执行单元进行指令控制，有利于实现变电站的无人化值守、信息化监控。附图说明图I是本技术开关柜智能电动操控装置的硬件结构图；图2是本技术开关柜智能电动操控装置的程序执行流程图；图3是本技术开关柜智能电动操控装置的电动操控部分流程图。图中，I. Nuvoton NUC100VD2AN单片机，2.开关电源/辅助电源模块，3.人体距离感应模块，4.功能按键，5.声光提醒、状态显示模块，6.串口通讯电路，7.开关量接口电路，8.温湿度控制模块，9.电流处理及检测模块，10.电机故障处理模块，11.斩波及驱动控制模块，12.直流电机。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术开关柜智能电动操控装置的结构，如图I所示，包括NuvotonNUC100VD2AN单片机l，Nuvoton NUC100VD2AN单片机I上分别连接有开关电源/辅助电源模块2、人体距离感应模块3、功能按键4、声光提醒、状态显示模块5、串口通讯电路6、开关量接口电路7、温湿度控制模块8、电流处理及检测模块9、电机故障处理模块10及斩波及驱动控制模块11，电流处理及检测模块9、电机故障处理模块10及斩波及驱动控制模块11还分别与直流电机12相连接。本技术的工作过程为根据“五防”条件及邻柜条件，Nuvoton NUC100VD2AN单片机I进行判断，若满足操控条件又接受到指令则发出操控直流电机的命令，再经过斩波及驱动控制模块11，启控直流电机12，并在直流电机的运行过程中根据时间及行程通过单片机的PWM变频控制功能，实现扭矩和转速的自动调整，达到软启动、软停止及中间的减速控制。直流电机绕组的电流信号由电流传感器取出，经电流处理及检测模块9处理成电压信号并送入比较器比较判断，其结果送入Nuvoton NUC100VD2AN单片机I, NuvotonNUC100VD2AN单片机I通过相关算法处理，进行一系列确认，若最终判断信号确是故障信号，且大于设定的阈值(可调)，即表明电机确有故障，则Nuvoton NUC100VD2AN单片机I立即驱动电机故障处理模块10，切断供电回路，保护电机。设计的声光提醒、状态显示模块5可在面板上直观清楚地显示开关柜各个状态，指导用户根据开关柜状态对开关柜进行正确合理的电动操作；设计的声光提醒、状态显示模块可对用户的误操作行为、温湿度故障、电机运行故障进行提醒；当开关柜高压带电时，若有人员靠近高压开关柜，则人体距离感应模 块3会检测到人体信号，并进行语音告警，避免安全事故。温湿度控制模块8可对开关柜内的运行环境进行监测，并可对温湿度故障启动加热排风功能，消除故障。Nuvoton NUC100VD2AN 单片机模块 I :如图2及图3所示，处理器对各个模块进行初始化，接收操控指令对其进行电动操作及过程控制，监测小车的位置，断路器位置及状态、接地闸刀位置、储能机构状态、直流电机的工作状态、母线带电状态、柜体内温湿度、人体距离感应，并进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关柜智能电动操控装置，其特征在于，包括Nuvoton？NUC100VD2AN单片机（1），Nuvoton？NUC100VD2AN单片机（1）上分别连接有开关电源/辅助电源模块（2）、人体距离感应模块（3）、功能按键（4）、声光提醒、状态显示模块（5）、串口通讯电路（6）、开关量接口电路（7）、温湿度控制模块（8）、电流处理及检测模块（9）、电机故障处理模块（10）及斩波及驱动控制模块（11），所述的电流处理及检测模块（9）、电机故障处理模块（10）及斩波及驱动控制模块（11）还分别与直流电机（12）相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄新波，王列华，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：实用新型
国别省市：