專利名稱：用于氣體絕緣金屬封閉開關(guān)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于氣體絕緣金屬封閉開關(guān)的控制裝置，可用于llOkV以上的高電壓領(lǐng)域，屬于控制裝置技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景GIS (Gas Insulated metal-enclosed Switchgear)氣體絕緣金屬封閉開關(guān) 以其體積小、占地面積少、不受外界環(huán)境影響、運(yùn)行安全可靠、維護(hù)簡(jiǎn)單和檢修 周期長(zhǎng)等絕對(duì)優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于UOkV以上的高電壓領(lǐng)域。二次控制系統(tǒng)是GIS 重要組成部分，它的可靠性對(duì)于GIS設(shè)備的安全運(yùn)行至關(guān)重要。GIS變電站的高壓電器及其控制保護(hù)設(shè)備被分離為兩個(gè)系統(tǒng) 一次高壓設(shè)備 和二次保護(hù)控制設(shè)備，系統(tǒng)之間的連接界面是GIS就地控制柜。在GIS就地控制 柜內(nèi)采用指示燈、模擬母線顯示開關(guān)位置狀態(tài)及一次主接線，使用轉(zhuǎn)換開關(guān)和操 作開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)就地、遠(yuǎn)方的轉(zhuǎn)換及分、合閘操作，而目前是通過繼電器控制 回路將所需開關(guān)量、信號(hào)量經(jīng)電纜傳送給二次保護(hù)控制設(shè)備。繼電器控制的缺點(diǎn)有1. 硬件控制、硬器件、硬觸點(diǎn)和硬線連接；2. 控制系統(tǒng)體積大；3. 機(jī)械式觸點(diǎn)，動(dòng)作慢；4. 控制功能改變，需拆線、接線乃至更換元器件，比較麻煩；5. 自檢和監(jiān)控功能弱；6. 聯(lián)鎖接線多，設(shè)計(jì)、施工與調(diào)試周期長(zhǎng)；7. 在線檢測(cè)少，無(wú)綜合自動(dòng)化能力，可靠性低。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種控制系統(tǒng)體積小、自檢和監(jiān)控功能強(qiáng)、可靠性 高的用于氣體絕緣金屬封閉開關(guān)的控制裝置。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種用于氣體絕緣金屬封閉
開關(guān)的控制裝置，其特征在于，由觸摸屏、可編程序邏輯控制器、擴(kuò)展模塊、通 訊模塊和在線檢測(cè)模塊組成，觸摸屏和可編程序邏輯控制器連接，可編程序邏輯 控制器分別與擴(kuò)展模塊、通訊模塊和在線檢測(cè)模塊連接，通訊模塊和在線檢測(cè)模 塊連接。用于氣體絕緣金屬封閉開關(guān)的控制裝置GIS是以可編程序邏輯控制器為主 要控制單元，通過軟件編程對(duì)GIS進(jìn)行控制及監(jiān)測(cè)，該系統(tǒng)不僅能完成對(duì)GIS 的控制、操作、顯示及各種故障的報(bào)警，還能完成對(duì)GIS局放的在線檢測(cè)以及斷 路器電壽命的在線監(jiān)測(cè)。本實(shí)用新型采用PLC (Programmable Logic Controller )可編程序邏輯控 制器是一種帶有指令存儲(chǔ)器和數(shù)字或模擬I/0接口，以位運(yùn)算為主，完成邏輯控 制、定時(shí)控制、計(jì)數(shù)控制、步進(jìn)控制、A/D、 D/A轉(zhuǎn)換、通信與聯(lián)網(wǎng)以及對(duì)控制 系統(tǒng)的監(jiān)控、用于控制機(jī)器或生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制裝置，可以取代繼電接觸控制。 尤其是對(duì)GIS各元件的操作控制及元件之間、間隔之間的聯(lián)鎖關(guān)系正是PLC處理 的強(qiáng)項(xiàng)，只需通過邏輯編程(梯形圖)就可實(shí)現(xiàn)，減少了外部配接線，且可靈活 改變。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是-1. 軟件控制、軟電器、軟接點(diǎn)和軟線連接；2. 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積??；3. "軟接點(diǎn)"，動(dòng)作快；4. 控制功能改變， 一般僅修改程序即可，非常方便；5. 自檢和監(jiān)控功能強(qiáng)；6. 聯(lián)鎖接線少，設(shè)計(jì)、施工與調(diào)試周期短；7. 只要傳感技術(shù)允許，任何檢測(cè)均可實(shí)現(xiàn)，并可按一定的模型曲線進(jìn)行分 析、預(yù)警，可組網(wǎng)、信息共享，可靠性高。


圖1為用于氣體絕緣金屬封閉開關(guān)的控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例
如圖1所示，為用于氣體絕緣金屬封閉開關(guān)的控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖，所述 的用于氣體絕緣金屬封閉開關(guān)的控制裝置由觸摸屏、可編程序邏輯控制器、擴(kuò)展 模塊、通訊模塊和在線檢測(cè)模塊組成，觸摸屏和可編程序邏輯控制器連接，可編 程序邏輯控制器分別與擴(kuò)展模塊、通訊模塊和在線檢測(cè)模塊連接。該裝置能可靠 操作GIS各元件，實(shí)現(xiàn)各元件間的電氣聯(lián)鎖；實(shí)時(shí)顯示各元件的位置信息，并可 實(shí)時(shí)監(jiān)視各氣室SF6壓力值，根據(jù)要求在報(bào)警值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，在閉鎖值時(shí)閉 鎖斷路器的操作。還可以根據(jù)斷路器的實(shí)際開斷電流，實(shí)時(shí)計(jì)算燃弧時(shí)間，給出 剩余電壽命。觸摸屏采用工業(yè)級(jí)5.7"彩色觸摸屏，全漢化人機(jī)界面，操作直觀簡(jiǎn)捷，與 PLC通過RS232交換數(shù)據(jù)，其功能如下 顯示一次主接線圖； 顯示GIS各開關(guān)位置狀態(tài)； 顯示負(fù)荷電流值； 表格化顯示在線監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)； 顯示和修改各種參數(shù)； 可編程序邏輯控制器采用日本三菱FX2n系列PLC，其性價(jià)比好，可靠性高， 它主要完成如下任務(wù) 開關(guān)量輸入； 開關(guān)量輸出； 邏輯順序控制和計(jì)算； 與觸摸屏RS232通訊，實(shí)現(xiàn)參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示； 與智能監(jiān)測(cè)單元RS232通訊，完成電壽命監(jiān)測(cè)； 與主控室上位機(jī)RS485通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳和控制。 擴(kuò)展模塊采用日本三菱產(chǎn)品，型號(hào)為FX0N-16EX,與PLC連接，完成對(duì)PLC 輸入點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展。通訊模塊釆用日本三菱產(chǎn)品，型號(hào)為FX2N-232IF，與PLC交換數(shù)據(jù)，完成 各種數(shù)據(jù)的顯示；與智能監(jiān)測(cè)模塊通訊，完成SFe密度的監(jiān)測(cè)及電壽命的檢測(cè)。 智能監(jiān)測(cè)模塊采用Intel 80C196十六單片機(jī)為CPU。完成如下智能在線監(jiān) 檢測(cè)負(fù)荷電流值 監(jiān)測(cè)記錄開斷電流，開斷時(shí)刻，開斷次數(shù)，特征分閘時(shí)間，燃弧時(shí)間等參數(shù)； 根據(jù)開斷電流，燃弧時(shí)間進(jìn)行結(jié)分計(jì)算，給出SIH: 根據(jù)開斷電流和N-1曲線，給出剩余電壽命。工作時(shí)，GIS的各種操作指令通過PLC的輸入模塊輸入PL(;，經(jīng)PLC邏輯 處理產(chǎn)生輸出指令，經(jīng)中間繼電器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)放大各元件合、分閘繼電器或線包。 輸入信號(hào)中包括壓力報(bào)警信號(hào)、各機(jī)構(gòu)位置信號(hào)、聯(lián)鎖信號(hào)、電流互感器模擬信號(hào)以及引至主控室的各信號(hào)，其功能為1. 通過可編程序邏輯控制器PLC完成氣體絕緣金屬封閉開關(guān)GIS各元件的 操作控制；2. 通過可編程序邏輯控制器PLC編程可靠實(shí)現(xiàn)氣體絕緣金屬封閉開關(guān)GIS 元件之間、間隔之間的邏輯聯(lián)鎖控制；3. 通過液晶觸摸屏模擬顯示一次主接線及氣體絕緣金屬封閉開關(guān)GIS各元件 位置狀態(tài)；4. 完成氣體絕緣金屬封閉開關(guān)GIS故障報(bào)警，其中包括斷路器SFe氣體壓力 降低的報(bào)警及閉鎖；斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)電機(jī)過流報(bào)警；斷路器彈簧未 儲(chǔ)能報(bào)警；二次回路失壓報(bào)警及氣體絕緣金屬封閉開關(guān)GIS各氣室SFe氣體壓力 降低的報(bào)警；5. 通過可編程序邏輯控制器PLC的編程控制斷路器的防跳；6. 完成一次主回路帶電顯示功能；7. 通過智能監(jiān)控模塊對(duì)斷路器觸頭電弧燒損量智能監(jiān)測(cè)，根據(jù)"電弧能量-燒損量曲線"及實(shí)際監(jiān)測(cè)到的開斷電流、燃弧時(shí)間進(jìn)行積分計(jì)算，最后給出電壽 命。8. SFe氣體密度檢測(cè)能夠顯示出各氣室的SFe氣體密度連續(xù)變化量，以反映 SFe氣體的實(shí)際密度。并且按照要求密度在報(bào)警值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，密度在閉鎖 值時(shí)閉鎖斷路器的操作。可編程序邏輯控制器PLC與觸摸屏、在線檢測(cè)模塊的通訊通過RS232接口來(lái)完成，與主控室的通訊通過RS485來(lái)完成。
權(quán)利要求1.一種用于氣體絕緣金屬封閉開關(guān)的控制裝置，其特征在于，由觸摸屏、可編程序邏輯控制器、擴(kuò)展模塊、通訊模塊和在線檢測(cè)模塊組成，觸摸屏和可編程序邏輯控制器連接，可編程序邏輯控制器分別與擴(kuò)展模塊、通訊模塊和在線檢測(cè)模塊連接，通訊模塊和在線檢測(cè)模塊連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣體絕緣金屬封閉開關(guān)的控制裝置，其特征在于， 所述的觸摸屏為工業(yè)級(jí)彩色觸摸屏。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣體絕緣金屬封閉開關(guān)的控制裝置，其特征在于， 所述的可編程序邏輯控制器為日本三菱FX2n系列PLC。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣體絕緣金屬封閉開關(guān)的控制裝置，其特征在于， 所述的擴(kuò)展模塊為日本三菱產(chǎn)品，型號(hào)為FX0N-16EX。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣體絕緣金屬封閉開關(guān)的控制裝置，其特征在于， 所述的通訊模塊為日本三菱產(chǎn)品，型號(hào)為FX2N-232IF。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣體絕緣金屬封閉開關(guān)的控制裝置，其特征在于， 所述的在線檢測(cè)模塊為Intel 80C196十六單片機(jī)為CPU。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于氣體絕緣金屬封閉開關(guān)的控制裝置，其特征在于，由觸摸屏、可編程序邏輯控制器、擴(kuò)展模塊、通訊模塊和在線檢測(cè)模塊組成，觸摸屏和可編程序邏輯控制器連接，可編程序邏輯控制器分別與擴(kuò)展模塊、通訊模塊和在線檢測(cè)模塊連接，通訊模塊和在線檢測(cè)模塊連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，控制功能改變，一般僅修改程序即可，非常方便，自檢和監(jiān)控功能強(qiáng)，聯(lián)鎖接線少，設(shè)計(jì)、施工與調(diào)試周期短，可靠性高。
文檔編號(hào)H02B13/065GK201018218SQ20072006698
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2007年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月2日
發(fā)明者侯平印, 劉全志, 劉全都, 京 蘇, 琴 黃 申請(qǐng)人:正泰電氣股份有限公司