一种交流系统开关测控装置和交流系统的制作方法

1.本实用新型涉及交流系统开关控制领域，更具体地说，涉及一种交流系统开关测控装置和交流系统。


背景技术：

2.在电力、通信等行业，根据二次设备的供电需求，需要配置交流系统和直流系统，保障二次设备正常运行。低压交流屏的作用是：集中有效的控制和监视低压交流电源对用电设备的伸展。对应小容量的供电系统，比如分散供电系统，通常交流配电、直流配电和整流、监控等组成一个完整、独立的供电系统，集成安装在一个机柜内。相对大容量的供电系统，一般单独设置交流配电屏，以满足各种负载供电的需要。
3.在交流系统中，根据系统的配置形式，分为双电源系统、两进线一线联系统、四进线一线联系统等；系统有都有多路电源输入接口，通过开关切换，选择合适的进线给交流母线供电；在系统应用中多路进线不能同时对其中一段母线供电，也不能出现母线断电情况，造成负载设备失电，因此，需要设置一种可满足要求的开关控制装置。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种交流系统开关测控装置和交流系统。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种交流系统开关测控装置，包括：
6.接收接入信号并对所述接入信号进行处理后输出检测信号的检测接口电路；
7.接收控制信号并对所述控制信号进行处理后输出的控制接口电路；
8.接收输入信号并对所述输入信号进行检测后输出采样信号的采样单元；
9.与所述检测接口电路、所述控制接口电路和所述采样单元连接的控制器，所述控制器接收所述检测信号和所述采样信号，并根据所述检测信号和所述采样信号输出所述控制信号至所述控制接口电路。
10.其中，所述检测接口电路包括：第一电阻、第一稳压管、第一电容、第二电阻、光电耦合器、以及第三电阻；
11.所述第一电阻的第一端连接检测接口，所述第一电阻的第二端连接所述第一稳压管的阴极、第一电容的第一端和第二电阻的第一端，所述第一稳压管的阳极和所述第一电容的第二端接地；所述第二电阻的第二端连接所述光电耦合器的第一端，所述光电耦合器的第二端接地，所述光电耦合器的第三端连接所述控制器，所述光电耦合器的第四端接地；所述第三电阻的第一端连接高电平，所述第三电阻的第二端连接所述光电耦合器的第三端。
12.其中，所述控制接口电路包括：第四电阻、第五电阻、第一三极管、第二稳压管和继电器；
13.所述第四电阻的第一端连接所述控制器，所述第四电阻的第二端连接所述第五电阻的第一端和所述第一三极管的基极，所述第五电阻的第二端和所述第一三极管的源极连接供电电压，所述第一三极管的集电极连接所述继电器的线圈的第一端和所述第二稳压管的阴极，所述第二稳压管的阳极和所述继电器的线圈的第二端接地，所述继电器的触头的被控制开关的输入触点。
14.其中，所述采样单元包括：电压采样电路和电流采样电路；
15.所述电压采样电路用于检测电压并输出电压采样信号至所述控制器；
16.所述电流采样电路用于检测电流并输出电流采样信号至所述控制器。
17.其中，所述电压采样电路为交流三相电压采样电路。
18.其中，所述电压采样电路包括：第六电阻、第一电压互感器、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二电容和第三电容；
19.所述第六电阻的第一端连接火线，所述第六电阻的第二端连接所述第一电压互感器的第一端，所述第一电压互感器的第二端连接零线，所述第一电压互感器的第三端连接所述第七电阻的第一端和所述第九电阻的第一端，所述第七电阻的第二端和所述第八电阻的第二端接地，所述第八电阻的第一端和所述第十电阻的第一端连接所述第一电压互感器的第四端；所述第九电阻的第二端连接所述第三电容的第一端并连接至所述控制器；所述第三电容的第二端和所述第二电容的第二端接地，所述第十电阻的第二端连接所述第二电容的第一端并连接至所述控制器。
20.其中，所述电流采样电路包括：第一电流互感器、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第四电容和第五电容；
21.所述第一电流互感器的第一端连接所述第十一电阻的第一端和所述第十三电阻的第一端；所述第十一电阻的第二端和所述第十二电阻的第二端接地，所述第十二电阻的第一端和所述第十四电阻的第一端连接所述第一电流互感器的第二端；所述第十三电阻的第二端连接所述第四电容的第一端并连接至所述控制器，所述第四电容的第二端和所述第五电容的第二端接地；所述第十四电阻的第二端连接所述第五电容的第一端并连接至所述控制器。
22.其中，还包括：与所述控制器连接、供所述控制器与外部设备进行通信的通信接口。
23.其中，还包括：与所述控制器连接、供所述控制器进行地址配置的配置接口。
24.本实用新型还提供一种交流系统，包括至少一个以上所述的交流系统开关测控装置。
25.实施本实用新型的交流系统开关测控装置和交流系统，具有以下有益效果：包括：接收接入信号并对接入信号进行处理后输出检测信号的检测接口电路；接收控制信号并对控制信号进行处理后输出的控制接口电路；接收输入信号并对输入信号进行检测后输出采样信号的采样单元；与检测接口电路、控制接口电路和采样单元连接的控制器，控制器接收检测信号和采样信号，并根据检测信号和采样信号输出控制信号至控制接口电路。本实用新型可防止交流系统出现异常断电现象，提高使用的安全性和可靠性，保证负载设备正常工作。
附图说明
26.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
27.图1是本实用新型实施例提供的交流系统开关测控装置的原理框图；
28.图2是本实用新型实施例提供的交流系统开关测控装置的结构示意图；
29.图3是本实用新型检测接口电路的电路图；
30.图4是本实用新型控制接口电路的电路图；
31.图5是本实用新型电压采样电路的电路图；
32.图6是本实用新型电流采样电路的电路图；
33.图7是本实用新型交流系统的示意图。
具体实施方式
34.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
35.参考图1，图1为本实用新型提供的交流系统开关测控装置的原理框图。
36.如图1所示，该交流系统开关测控装置可包括：接收接入信号并对接入信号进行处理后输出检测信号的检测接口电路102；接收控制信号并对控制信号进行处理后输出的控制接口电路103；接收输入信号并对输入信号进行检测后输出采样信号的采样单元106；与检测接口电路102、控制接口电路103和采样单元106连接的控制器101，控制器101接收检测信号和采样信号，并根据检测信号和采样信号输出控制信号至控制接口电路103。
37.一些实施例中，如图2所示，该交流系统开关测控装置可以设置多个检测接口，其中，每一个检测接口配置一个检测接口电路102。具体的，如图2所示，在一些实施例中，该交流系统开关测控制装置可以设置检测接口1、检测接口2、检测接口3、检测接口4和检测接口5，共5个检测接口，其中，检测接口1用于检测开关是否分合闸；检测接口2用于检测开关是否脱扣；检测接口3用于检测系统远方/就地状态；处于远方状态时，才允许进行自动分闸操作；检测接口4作进线开关测控装置使用时，检测母联开关是否分闸；做母联开关测控装置使用时，接收1#进线开关测控装置的控制接口输出的信号；检测接口5作进线开关测控装置使用时，接收母联开关测控装置的控制接口输出的信号。
38.一些实施例中，如图2所示，该交流系统开关测控装置可以设置多个控制接口。其中，每一个控制接口配置一个控制接口电路103。如图2所示，可以设置控制接口1、控制接口2、控制接口3，共3个控制接口。其中，控制接口1用于控制开关合闸，控制接口2用于控制开关分闸，控制接口3作进线开关测控装置使用时，给母联开关测控装置发送信号，表示进线开关已处理完毕，母联开关具备操作条件；做母联开关测控装置使用时，给1#和2#进线开关测控装置发送信号，表示母联开关已处理完毕，进线开关具备操作条件。
39.进一步地，如图2所示，一些实施例中，该交流系统开关测控装置还包括：与控制器101连接、供控制器101与外部设备进行通信的通信接口105。可选的，该通信接口105可以为rs485接口，其可供控制器101与后台服务器或者监控器进行通信。
40.进一步地，如图2所示，一些实施例中，该交流系统开关测控装置还包括：与控制器101连接、供控制器101进行地址配置的配置接口104。通过该配置接口104可以实现对设备地址的区分。
41.一些实施例中，如图3所示，检测接口电路102包括：第一电阻r1、第一稳压管zd1、第一电容c1、第二电阻r2、光电耦合器u7、以及第三电阻r3。
42.第一电阻r1的第一端连接检测接口，第一电阻r1的第二端连接第一稳压管zd1的阴极、第一电容c1的第一端和第二电阻r2的第一端，第一稳压管zd1的阳极和第一电容c1的第二端接地；第二电阻r2的第二端连接光电耦合器u7的第一端，光电耦合器u7的第二端接地，光电耦合器u7的第三端连接控制器101，光电耦合器u7的第四端接地；第三电阻r3的第一端连接高电平，第三电阻r3的第二端连接光电耦合器u7的第三端。
43.通过采用光耦隔离可以避免控制器101不受外界干扰，其中，图3中i1和24v是检测接口，d1接控制器101输入电平检测引脚。当24v和i1之间导通时，d1输出低电平，当24v和i1之间断开时，d1输出高电平。
44.如图4所示，一些实施例中，控制接口电路103包括：第四电阻r4、第五电阻r5、第一三极管q1、第二稳压管zd2和继电器k1。
45.第四电阻r4的第一端连接控制器101，第四电阻r4的第二端连接第五电阻r5的第一端和第一三极管q1的基极，第五电阻r5的第二端和第一三极管q1的源极连接供电电压，第一三极管q1的集电极连接继电器k1的线圈的第一端和第二稳压管zd2的阴极，第二稳压管zd2的阳极和继电器k1的线圈的第二端接地，继电器k1的触头的被控制开关的输入触点。
46.通过采用继电器k1可以实现电气隔离。如图4所示，o1接控制器101的输出引脚，继电器k1的触头k1 和k1-接被控制开关的输入触点。当o1输出高电平时，k1 与k1-断开，当o1输出低电平时，k1 与k1-导通。
47.一些实施例中，该采样单元106包括：电压采样电路1061和电流采样电路1062。其中，电压采样电路1061用于检测电压并输出电压采样信号至控制器101；电流采样电路1062用于检测电流并输出电流采样信号至控制器101。
48.可选的，该电压采样电路1061为交流三相电压采样电路1061。
49.如图5所示，一些实施例中，电压采样电路1061包括：第六电阻r6、第一电压互感器t1、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第二电容c2和第三电容c3。
50.第六电阻r6的第一端连接火线，第六电阻r6的第二端连接第一电压互感器t1的第一端，第一电压互感器t1的第二端连接零线，第一电压互感器t1的第三端连接第七电阻r7的第一端和第九电阻r9的第一端，第七电阻r7的第二端和第八电阻r8的第二端接地，第八电阻r8的第一端和第十电阻r10的第一端连接第一电压互感器t1的第四端；第九电阻r9的第二端连接第三电容c3的第一端并连接至控制器101；第三电容c3的第二端和第二电容c2的第二端接地，第十电阻r10的第二端连接第二电容c2的第一端并连接至控制器101。
51.如图5所示，u1是三相电中的其中一相的火线，n1为零线，第一电压互感器t1的次级线圈与第七电阻r7和第八电阻r8形成回路，将电流信号转换成电压信号，u1p、u1n为控制器101的电压采样输入引脚。
52.如图6所示，一些实施例中，电流采样电路1062包括：第一电流互感器l1、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第四电容c4和第五电容c5。
53.第一电流互感器l1的第一端连接第十一电阻r11的第一端和第十三电阻r13的第一端；第十一电阻r11的第二端和第十二电阻r12的第二端接地，第十二电阻r12的第一端和第十四电阻r14的第一端连接第一电流互感器l1的第二端；第十三电阻r13的第二端连接第
四电容c4的第一端并连接至控制器101，第四电容c4的第二端和第五电容c5的第二端接地；第十四电阻r14的第二端连接第五电容c5的第一端并连接至控制器101。
54.如图6所示，第一电流互感器l1与第十一电阻r11和第十二电阻r12形成回路，将电流信号转换成电压信号；a1p、a1n为控制器101电流采样输入引脚。
55.进一步地，本实用新型还提供一种交流系统，该交流系统可包括至少一个本实用新型实施例公开的交流系统开关测控装置。
56.参考图7，图7为本实用新型提供的一实施例交流系统的结构示意图。如图3所示，1#进线开关测控模块、2#进线开关测控模块的母联开关测控模块均为本实用新型实施例所公开的交流系统开关测控装置。
57.图7中，开入表示检测接口，开出表示控制接口。
58.其中，该实施例的交流系统的接线说明如下：
[0059][0060][0061][0062][0063]
如图7所示，当交流系统开关测控装置作进线开关使用时，开入1接该进线开关的分合闸辅助触点，开入2接该进线开关的脱扣状态辅助触点，开入3接交流系统的远方/就地
辅助触点，开入4接母联开关的分合闸辅助触点(母联开关的分合闸辅助触点通过中间继电器，将一个辅助触点信号分出3个辅助触点信号)，开入5接母联开关的开出3；开出1接该进线开关的合闸触点，开出2接该进线开关的分闸触点，开出3接到母联交流系统开关测控装置的开入5接口；
[0064]
当交流系统开关测控装置作母联开关使用时，开入1接该母联开关的分合闸辅助触点，开入2接该母联开关的脱扣状态辅助触点，开入3接交流系统的远方/就地辅助触点，开入4接1#进线交流系统开关测控装置的开出3，开入5接2#进线交流系统开关测控装置的开出3；开出1接该母联开关的合闸辅助触点，开出2接该母联开关的分闸辅助触点，开出3接到1#和2#进线交流系统开关测控装置的开入5。
[0065]
如图7所示，该交流系统为两进线一母联交流系统。其中，该两进线一线母联交流系统可以实现以下工作模式：
[0066]
就地工作模式：远方/就地装置输出为就地信号，在该工作模式下，监控器、开关测控模块不参与进线、母联开关的闭合断开操作；由人工进行机械操作来实现开关闭合与断开；
[0067]
远方手动工作模式：远方/就地装置输出为远方信号，监控器设置为手动工作，设置参数通过rs485传输给开关测控模块，此工作模式下，监控器可以发送开关闭合断开指令来控制开关测控模块，实现进线开关和母联开关闭合与断开；
[0068]
远方自动工作模式：远方/就地装置输出为远方信号，监控器设置为自动工作，该工作模式下，各开关测控模块的开出动作如下表所示：
[0069]
[0070][0071][0072]
本实用新型采用该交流系统开关测控装置，通过进线电压、进线开关和母线开关
状态实现系统自动完成“自投自复”功能，通过辅助触点实现开关之间相互闭锁功能，避免出现误操作；同时，还可以根据用户需求，将系统设置为就地工作模式、远方手动模式和远方自动模式。
[0073]
以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。