一種開關(guān)柜電動驅(qū)動器智能控制裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動控制技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種開關(guān)柜電動驅(qū)動器智能控 制裝置及方法，特別適用于中壓開關(guān)設(shè)備的多工位電動驅(qū)動器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國家電網(wǎng)公司新一輪農(nóng)網(wǎng)改造和高鐵行業(yè)的迅猛發(fā)展，有力的推動了配網(wǎng)開 關(guān)的發(fā)展。電纜化供電已成為城鄉(xiāng)配電網(wǎng)主要形式，為了提高供電可靠性和經(jīng)濟性，將供電 網(wǎng)連接成環(huán)形的環(huán)網(wǎng)供電成為配電網(wǎng)絡(luò)電纜化的首選方式。開關(guān)柜作為換網(wǎng)供電的主設(shè) 備，因其體積小巧、性能穩(wěn)定、免維護等特點，而被城市配網(wǎng)和高鐵配電廣泛采用，受到用戶 高度重視。因此，與開關(guān)柜配套的控制裝置也漸漸受到重視。
[0003] 現(xiàn)有的開關(guān)柜對于隔離和接地驅(qū)動器關(guān)注度不高，使得其控制回路功能比較單 一，僅控制電動驅(qū)動器內(nèi)部的電機啟停，完成開關(guān)的合/分閩操作，開關(guān)柜內(nèi)部的好多電氣 控制元器件的運行狀況監(jiān)測不到，同一站內(nèi)不同柜子之間的控制也是相對獨立的，監(jiān)測不 到彼此信息，不利于五防聯(lián)鎖要求，不夠智能化，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作繁瑣，可靠性低，不利 于智能配網(wǎng)升級改造，不利于推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種開關(guān)柜電動驅(qū)動器智能控制裝置及方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中 開關(guān)柜控制裝置功能單一、不夠智能化的問題。 陽〇化]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的開關(guān)柜電動驅(qū)動器智能控制裝置包括中央處理單 元、電機控制單元和開關(guān)量控制單元，所述電機控制單元包括電機控制模塊和保護模塊，電 機控制模塊和保護模塊分別與中央處理單元連接，所述開關(guān)量控制單元包括開關(guān)量輸入模 塊，所述開關(guān)量輸入模塊經(jīng)光電禪合器后與中央處理單元連接。
[0006] 所述開關(guān)量控制單元還包括告警輸出模塊，所述告警輸出模塊經(jīng)光電禪合器連接 到告警指示回路。
[0007] 該裝置還包括通信單元，通過所述通信單元實現(xiàn)對配電單元的遙調(diào)、遙控、遙測和 遙信，并實現(xiàn)與上位機之間的通信。
[0008] 該裝置還包括電源單元，所述電源單元包括整流模塊和檢測模塊，用于為整個裝 置供電及對裝置工作中的電流、電壓進行檢測。 陽009] 本發(fā)明的開關(guān)柜電動驅(qū)動器智能控制方法包括：電機控制模塊根據(jù)控制指令控制 電動驅(qū)動器進行相應(yīng)操作，同時保護模塊實時監(jiān)測操作電流與操作時間并反饋給中央處理 單元，當操作電流最大值大于預(yù)設(shè)堵轉(zhuǎn)電流或操作時間大于預(yù)設(shè)操作時間后，閉鎖電機并 進行報警，若電機運行正常，記錄實際操作電流最大值、時間及電壓，通過邏輯運算，對預(yù)設(shè) 堵轉(zhuǎn)電流和預(yù)設(shè)操作時間進行自適應(yīng)調(diào)整。
[0010] 所述自適應(yīng)調(diào)整的過程為：存儲的每組操作電流最大值、時間及電壓對應(yīng)設(shè)置有 參考權(quán)重，將每組操作電流最大值乘W各自權(quán)重相加后求取的平均值作為自適應(yīng)調(diào)整堵轉(zhuǎn) 電流值，將每組操作時間乘W各自權(quán)重相加后求取的平均值作為自適應(yīng)調(diào)整操作時間。
[0011] 控制電動驅(qū)動器進行相應(yīng)操作時，將自適應(yīng)調(diào)整堵轉(zhuǎn)電流值與預(yù)設(shè)堵轉(zhuǎn)電流進行 比較，且將自適應(yīng)調(diào)整操作時間與預(yù)設(shè)操作時間進行比較，若自適應(yīng)調(diào)整堵轉(zhuǎn)電流或自適 應(yīng)調(diào)整操作時間超過各自的允許范圍后，進行告警并閉鎖裝置。
[0012] 在電機驅(qū)動器實際操作過程中，操作電壓突然變化時，按照設(shè)定規(guī)則修改預(yù)設(shè)操 作時間或/和預(yù)設(shè)堵轉(zhuǎn)電流。
[0013] 設(shè)定規(guī)則為電壓波動超過IOV時，每升高5V電壓超時預(yù)設(shè)操作時間縮短350ms，電 壓每降低5V預(yù)設(shè)操作時間增加500ms，電壓穩(wěn)定后，按照實際操作時間作為預(yù)設(shè)操作時間。
[0014] 設(shè)定規(guī)則為當電壓波動超過IOV時，電壓每升高5V，預(yù)設(shè)堵轉(zhuǎn)電流增加0. 001A， 預(yù)設(shè)操作時間縮短0.0 lS ;電壓每降低5V，預(yù)設(shè)堵轉(zhuǎn)電流減少0. 001A，預(yù)設(shè)操作時間增加 0. 01S，電壓穩(wěn)定后，按照實際操作電流最大值的1. 05倍為預(yù)設(shè)堵轉(zhuǎn)電流，實際操作電流最 大值持續(xù)時間為預(yù)設(shè)操作時間。
[0015] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的控制裝置和方法將電動操作的控制、指示、W及監(jiān)視 和閉鎖線路進行數(shù)字化集成，解決控制回路的功能單一，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低等問題，該發(fā) 明功能高度集中，除了控制驅(qū)動器完成隔離開關(guān)合/分閩和接地開關(guān)合/分閩操作外，還具 備監(jiān)測隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電動驅(qū)動器和其他電氣控制元器件的運行的功能，具有堵轉(zhuǎn)過 流/超時保護功能；異常狀態(tài)出現(xiàn)時，能夠進行閉鎖和告警；具有四遙通訊功能；智能化程 度高。
[0016] 功能多樣智能化，集操控、指示、保護、監(jiān)測、通信、事件記錄等多種功能集成于一 體，充分利用電子技術(shù)穩(wěn)定可靠和高集成度優(yōu)點，進行了小型化模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，便 于維修升級，解決了配線繁瑣、時間長、錯誤率高、檢修難等問題；裝置設(shè)計簡單、功能可靠， 維護方便、整體工藝美觀性強，環(huán)境適應(yīng)性強。
【附圖說明】
[0017] 圖1為基于配電開關(guān)的多工位智能驅(qū)動器控制裝置結(jié)構(gòu)框圖； 陽01引圖2為合閩控制邏輯時序圖；
[0019] 圖3為基于配電開關(guān)的多工位智能驅(qū)動器控制裝置合閩操作流程圖；
[0020] 圖4為自適應(yīng)調(diào)整值與設(shè)定值比較圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細介紹。
[0022] 開關(guān)柜電動驅(qū)動器智能控制裝置實施例。
[0023] 如圖1所示，本實施例的控制裝置包括中央處理單元、電機控制單元和開關(guān)量控 制單元，所述電機控制單元包括電機控制模塊和保護模塊，電機控制模塊和保護模塊分別 于中央處理單元連接，所述開關(guān)量控制單元包括開關(guān)量輸入模塊，所述開關(guān)量輸入模塊經(jīng) 光電禪合后與中央處理單元連接。
[0024] 中央處理單元包括MCU、存儲器、復(fù)位忍片和驅(qū)動元器件等，主要完成對外圍電路 模塊的采集、分析、處理和控制。
[00巧]所述的電機控制單元包括電機的控制模塊和保護模塊兩部分，兩部分分別與中央 處理單元相連接，保護模塊監(jiān)測控制模塊的工作情況并將信息反饋給中央處理單元。
[00%] 整個控制裝置由電源單元進行供電，所述的電源單元包括整流模塊和檢測模塊兩 部分，整流模塊將電源穩(wěn)壓整流后，變?yōu)閮煞N電壓的電源，一種為中央處理單元供電，一種 為驅(qū)動器電機和驅(qū)動器狀態(tài)指示燈供電。而檢測模塊則在裝置整個工作過程中對電流、電 壓進行檢測。
[0027] 所述的開關(guān)量控制單元有兩部分組成，分別為開關(guān)量輸入模塊和告警輸出模塊， 所述的開關(guān)量輸入模塊經(jīng)光電禪合接入中央處理單元；所述的告警輸出模塊由GPIO 口經(jīng) 光電禪合器連接到繼電器輸出。
[0028] 所述的通信回路，可通過其對配電單元進行遙調(diào)、遙控、遙測、遙信，也可W與上位 機相連對裝置整定和進行廠內(nèi)配電單元調(diào)試。
[0029] 開關(guān)柜電動驅(qū)動器智能控制方法實施例。
[0030] 結(jié)合附圖2和圖3對本實施例開關(guān)柜電動驅(qū)動器智能控制方法作進一步說明如 下：
[0031] 本實施例的控制方法為：通過開關(guān)量控制回路對與配電開關(guān)的隔離和接地驅(qū)動器 相關(guān)的開關(guān)量信息進行采集和監(jiān)測，并將所采集的信息進行處理并傳送至中央處理單元， 中央處理單元對所收集的信息進行邏輯判斷后，反饋給電機控制和保護回路或開關(guān)量控制 回路進行相應(yīng)操作，并在操作過程中檢測工作情況。同時中央處理單元會對驅(qū)動器相關(guān)參 數(shù)建立專家數(shù)據(jù)庫W實現(xiàn)自適應(yīng)和自檢測。
[0032] 中央處理單元是整個控制裝置的核屯、和大腦，它通過收集開關(guān)量控制回路中開關(guān) 量輸入模塊采集的信息和/或通信回路的信息，并對施加的指令進行邏輯運算，如符合條 件則發(fā)送信息至電機控制回路進行相應(yīng)的操作，與此同時電機控制回路也實時進行檢測， 并將信息反饋至中央處理單元，若運行正確中央處理單元接收到開關(guān)量輸入模塊采集的信 息后發(fā)出中止指令至電機控制回路，完成操作；若電機控制回路反饋運行狀態(tài)錯誤，則中央 處理單元發(fā)出中止指令至電機控制回路立即停止電機運行，并發(fā)送信息至開關(guān)量控制回路 的告警輸出模塊進行告警。同時中央處理單元會對驅(qū)動器的操作運行時間、運行電流等建 立數(shù)據(jù)庫，通過邏輯運算實現(xiàn)正常范圍下的自適應(yīng)，并對長時間的運行參數(shù)異常進行提示 告警。
[0033] W控制裝置控制多工位驅(qū)動器隔離合閩為例，如圖2和圖3所示，控制裝置接收到 合閩信號后，首先進行聯(lián)鎖檢查、控制裝置狀態(tài)檢查W及驅(qū)動器及電機狀態(tài)判斷，在所有信 息都符合條件后，進行合閩操作，直至收到合閩到位信號，停止電機運轉(zhuǎn)；在此過程中，若發(fā) 現(xiàn)有堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象和超時，則立即停止電機動作并進行告警。
[0034] 在控制裝置執(zhí)行相應(yīng)操作指令時，保護模塊會實時監(jiān)測操作的電流與操作的時 間，當操作電流大于設(shè)置的