一种通用型柱上开关控制器制造技术

本实用新型专利技术公开一种通用型柱上开关控制器，包括CPU核心模块及分别与之连接的模拟量输入通道、开关量输入输出模块、人机接口、通信模块和电源模块，其中，模拟量输入通道的输入端采集柱上开关的电流或电压信息，并送入CPU核心模块；所述开关量输入输出模块读取控制器的内部开关量和外部开关量并送入CPU核心模块；所述电源模块为CPU核心模块供电，并通过CPU核心模块为其它组件提供工作电源。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。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电气领域，特别涉及一种具有通用性的柱上开关控制器结构。
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，从而需要不同种类的控制器。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，既增加了成本，又增加了设备管理的复杂度，有待改进。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进行研宄改进，本案由此产生。
技术实现思路
本技术的目的，在于提供一种通用型柱上开关控制器，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，本技术的解决方案是:一种通用型柱上开关控制器，包括CPU核心模块及分别与之连接的模拟量输入通道、开关量输入输出模块、人机接口、通信模块和电源模块，其中，模拟量输入通道的输入端采集柱上开关的电流或电压信息，并送入CPU核心模块；所述开关量输入输出模块读取控制器的内部开关量和外部开关量并送入CPU核心模块；所述电源模块为CPU核心模块供电，并通过CPU核心模块为其它组件提供工作电源。所述控制器所应用的柱上开关装设有电压互感器、相电流互感器和零序电流互感器的组合，所述模拟量输入通道中包含4个电压采样通道，每个电压采样通道均能够独立开启或关闭，并在开启时与I个电压互感器的二次绕组连接；所述模拟量输入通道还包含7个电流采样通道，其中3个是保护级电流采样通道，3个是测量级电流采样通道，I个是零序电流采样通道，每个电流采样通道均能够独立开启或关闭，且在开启时，保护级电流采样通道与相电流互感器的保护级二次绕组一一对应连接，测量级电流采样通道与相电流互感器的测量级二次绕组一一对应连接，零序电流采样通道与零序电流互感器的二次绕组对应连接。所述人机接口包括分别与CPU核心模块连接的按键、指示灯和液晶显示器，其中，液晶显示器和指示灯在CPU核心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。所述通信模块包含分别与CPU核心模块连接的RS232模块、以太网模块、SM卡模块和100BaseFX模块。采用上述方案后，本技术具有以下有益效果:(I)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；(2)用户对开关本体和控制器的采购可以分别独立进行，有利于市场竞争和降低成本；(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，可降低设备升级和更换成本以及工作难度，加速工作过程。【附图说明】图1是本技术的整体架构图。【具体实施方式】以下将结合附图，对本技术的技术方案及有益效果进行详细说明。如图1所示，本技术提供一种通用型柱上开关控制器，包括CPU核心模块、模拟量输入通道、开关量输入输出模块、人机接口、通信模块和电源模块，在具体实现时，可将CPU核心模块独立设计在一块电路板上，电源模块独立设计在一块电路板上，而其余组件共同设计在一块电路板上，下面分别介绍。CPU核心模块采用三星S3C2440处理器，以便植入嵌入式Linux操作系统来管理硬件资源，降低控制器成本。在本实施例中，所述模拟量输入通道设计为11个，包含4个电压采样通道和7个电流采样通道，分别与CPU核心模块连接，每个通道都可以独立开启或关闭，从而满足装设有I至4台电压互感器的电压型柱上开关、装设有I至4台电流互感器(含1-7个二次侧绕组)的电流型及复合型柱上开关的电气量检测需求。其中，电压采样通道采用复用方式，在控制功率单向流动的柱上开关时，4个电压采样通道分别可以根据电压互感器的装设方式用于测量柱上开关单侧的A、B、C三相相电压和零序电压，或者AB、BC、CA三个线电压和零序电压；在控制功率可能双向流动的柱上开关(即联络开关)时，4个电压采样通道分别用于可以测量柱上开关两侧的AB和BC线电压；所述7个电流采样通道分为测量相电流的通道6个(A、B、C相各2个)和测量零序电流的通道I个，其中测量每一相电流的2个通道又分为I个测量级通道和I个保护级通道，分别针对电流互感器配置为测量级和保护级的柱上开关，对于同时具有测量级和保护级电流互感器的柱上开关，所述控制器具有自动切换机制一一在测量级电流互感器进入饱和区前控制器从测量通道读取数据，而当测量级电流互感器进入饱和区后自动关闭测量通道转而从保护通道读取数据，从而保证测量的准确性，也保证测量通道电路不被过大的电流所损坏。开关量输入输出模块与CPU核心模块连接，其输入端用于读取控制器的内部开关量和外部开关量，并将前述内部开关量和外部开关量送入CPU核心模块，其中，内部开关量包括按键操作、指示灯的通断等，外部开关量包括开关本体操作机构的分闸线圈的通断、合闸线圈的通断、储能电机开关等，外部开关量的输入和输出都通过光耦器件进行电气隔离，对外部开关量的输出采用IGBT进行控制功率的放大，从而实现内部弱电信号对外部强电回路通断的控制。人机接口包括分别与CPU核心模块连接的按键、指示灯和液晶显示器，其中，液晶显示器采用3寸图形液晶作为主要的显示界面，实现设备状态、采样数据、参数设置、工作模式等信息的显示；指示灯用以直接反应开关本体的合分闸状态、储能状态、控制器工作模式、是否存在故障等信息；按键包括合分闸控制键、方向键、确认与返回键、设置键，用以操作人员直接对控制器进行操作。在本实施例中，所述通信模块包含4个实现通信功能的电路模块，可实现五种方式的通信，分别是RS232模块(串行通信)、以太网模块(TCP-1P通信)、SIM卡模块(GSM通信和GPRS通信)和100BaseFX模块(光纤通信)，分别连接于CPU核心模块，可在CPU核心模块的控制下控制各个通信模块的独立开启或关闭。所述电源模块与CPU核心模块连接，为CPU核心模块供电，并通过CPU核心模块，为与之连接的模拟量输入通道、开关量输入输出模块、人机接口和通信模块提供工作电源。综上所述，本技术一种通用型柱上开关控制器，通过采用嵌入式的统一硬件框架，采用可复用的多个电压采样通道，将电流采样通道分为测量通道和保护通道，从而实现在测量电流过大时能够自动切换，并设计多种通信功能电路，得到的控制器能够满足不同的开关本体(包含断路器和负荷开关)对控制器硬件的要求，能够满足不同的控制功能(继电保护、重合闸、配电自动化)对控制器硬件的要求，也能满足不同的应用条件(不同的电流互感器配置条件、不同的电压互感器配置条件)对控制器硬件的要求，具有较高的通用性。以上实施例仅为说明本技术的技术思想，不能以此限定本技术的保护范围，凡是按照本技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本技术保护范围之内。【主权项】1.一种通用型柱上开关控制器，其特征在于:包括CPU核心模块及分别与之连接的模拟量输入通道、开关量输入输出模块、人机接口、通信模块和电源模块，其中，模拟量输入通道的输入端采集柱上开关的电流或电压信息，并送入CPU本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通用型柱上开关控制器，其特征在于：包括CPU核心模块及分别与之连接的模拟量输入通道、开关量输入输出模块、人机接口、通信模块和电源模块，其中，模拟量输入通道的输入端采集柱上开关的电流或电压信息，并送入CPU核心模块；所述开关量输入输出模块读取控制器的内部开关量和外部开关量并送入CPU核心模块；所述电源模块为CPU核心模块供电，并通过CPU核心模块为其它组件提供工作电源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高新根，陈丽安，田洪，舒杨，王砼，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：新型
国别省市：福建;35