一种三工位隔离开关监控系统的制作方法

本实用新型涉及一种三工位隔离开关监控系统，属于三工位隔离开关的监控领域。

背景技术：

随着开关技术的不断发展，小型化、免维护、智能化的中压充气柜(简称C-GIS)产品越来越受用户青睐，市场需求量逐年增长。隔离开关，尤其是三工位隔离开关，作为C-GIS中重要元器件之一，其控制的可靠性以及自动化对充气柜的长期稳定运行具有至关重要的意义。传统的三工位隔离开关控制模式元件多，布线复杂，故障不利于排查，同时占用空间大，不利于小型化的要求。并且，现有的三工位隔离开关的控制系统无法实现同时对多个三工位隔离开关进行监控。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种三工位隔离开关监控系统，用以解决现有的三工位隔离开关的控制系统无法实现同时对多个三工位隔离开关进行监控的问题。

为实现上述目的，本实用新型的方案包括一种三工位隔离开关监控系统，包括主机和至少两个从机，所述主机与各从机通讯连接；所述主机包括中央处理模块和报警模块，所述中央处理模块控制连接所述报警模块，所述从机包括控制模块和用于检测对应三工位隔离开关的位置状态信息的位置状态检测模块，所述控制模块采样连接所述位置状态检测模块。

所述主机还包括主人机交互模块，所述中央处理模块连接所述主人机交互模块。

所述从机还包括从人机交互模块，各从机中的控制模块连接对应的从人机交互模块。

所述从机还包括用于对输入给控制模块的信号和/或控制模块输出的信号进行信号隔离的信号隔离模块。

所述监控系统还包括交换机，所述主机通过交换机与各从机通讯连接。

所述从机中设置有用于为从机中相关器件供电的电源模块。

所述从机中还设置有用于相关程序下载和调试的网络通讯接口。

所述中央处理模块为西门子S7-1500处理器。

所述控制模块为西门子S7-1200处理器。

所述位置状态检测模块为行程开关。

本实用新型提供的三工位隔离开关监控系统包括主机和至少两个从机，每个从机用于监控一个三工位隔离开关，各从机检测对应的三工位隔离开关的相关运行状态，并将数据信息传输给主站，主站监控所有从站，对各从站对应的三工位隔离开关进行远程控制和调度，实现一个主站对多个三工位隔离开关进行控制和调度，并且通过主机能够实时查询各从机对应的三工位隔离开关的工作状态。而且，当有三工位隔离开关出现故障时，主站就控制报警模块发出报警信息，以提醒工作人员有三工位隔离开关出现了故障，进而及时去现场排查和维修，保证了电力系统的可靠运行。

附图说明

图1是三工位隔离开关监控系统的整体结构示意图；

图2是主站的结构原理示意图；

图3是从站的结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

本实用新型提供的三工位隔离开关监控系统包括两大部分，主机和从机，其中，从机的个数是至少两个，如图1所示，具体的个数根据三工位隔离开关的个数决定。主机与各从机通讯连接，本实施例中，主机通过工业以太网交换机与各从机通讯。

主机包括中央处理模块和报警模块，其中，本实施例中，中央处理模块为西门子S7-1500处理器，也称为西门子S7-1500中央处理单元，报警模块为声光报警装置，如图2所示，西门子S7-1500中央处理单元控制连接声光报警装置，用于根据各从机传输来的相关信息控制声光报警装置进行报警。

当然，为了实现人机交互，以及实时显示各从机的工作状况，主机中还设置有人机交互模块，称为主人机交互模块，西门子S7-1500中央处理单元通过人机操作接口与该主人机交互模块连接。而且，主机中还可以包括上位机调度系统，西门子S7-1500中央处理单元连接该调度系统，实现调度功能；当然，如果西门子S7-1500中央处理单元具备调度功能，上位机调度系统还可以不设置。

本实施例中，主机安装在监控室内部，各从机安装在对应的充气柜内。每个从机用于监控对应充气柜中的三工位隔离开关，因此，主机能够同时实现对多个三工位隔离开关进行监控。对于任意一个从机，结构如下所述：

从机包括控制模块和位置状态检测模块，其中，本实施例中，控制模块为西门子S7-1200处理器，也称为西门子S7-1200PLC。主机中的西门子S7-1500中央处理单元与各从机中的西门子S7-1200PLC通讯连接。如图3所示，西门子S7-1200PLC采样连接位置状态检测模块，位置状态检测模块用于检测三工位隔离开关的位置状态信息，并输出给西门子S7-1200PLC。本实施例中，位置状态检测模块为常用的行程开关，当然，作为其他的实施方式，还可以采用其他的现有设备来检测三工位隔离开关的位置状态信息。

对于任意一个三工位隔离开关，只有当断路器处于分闸状态时，三工位隔离开关才能动作。

三工位隔离开关的4个电气位置处分别设置有相应的行程开关，即由4个行程开关检测一个三工位隔离开关的位置状态信息。

三工位隔离开关由专门的电机控制动作，该电机的操作电源由对应的从机提供，并且，电机的操作电源分别由4个不同的回路提供。

以下对三工位隔离开关的位置状态切换进行说明。

只有当三工位隔离开关处于“隔离刀合”位置时，其电动操作才能选择“隔离刀合→隔离刀分”，处于其他位置时选择该操作无效；从机给电机提供正向电源，电机正转，开关从“隔离刀合”位置操作到“隔离刀分”位置。当开关处于“隔离刀合”位置时，选择其他操作无效。

当开关处于“隔离刀分”位置时，其电动操作有“隔离刀分→接地刀合”和“隔离刀分→隔离刀合”两种选择，选择除以上两种操作外的其他操作无效，处于其他位置时选择这两种操作无效；根据实际需要选择操作，从机给电机提供正向(或反向)电源，开关按照要求操作至规定工作位置。

只有当开关处于“接地刀合”位置时，其电动操作才能选择“接地刀合→接地刀分”，处于其他位置时选择该操作无效；从机给电机提供反向电源，电机反转，开关从“接地刀合”位置操作到“接地刀分”位置。当开关处于“接地刀合”位置时，选择其他操作无效。

当开关处于“接地刀分”位置时，其电动操作有“接地刀分→接地刀合”和“接地刀分→隔离刀合”两种选择，选择除以上两种操作外的其他操作无效，处于其他位置时选择这两种操作无效；根据实际需要选择操作，从机给电机提供正向(或反向)电源，开关按照要求操作至规定工作位置。

因此，各行程开关检测三工位隔离开关的位置状态，当到达上述四个电气位置时，行程开关将位置状态信息输出给西门子S7-1200PLC，当西门子S7-1200PLC接收到位置状态信息后，立即给电机输出相应的动作命令，控制电机断电，使其停止动作。若西门子S7-1200PLC在规定时间内未接收到位置状态信息(例如：行程开关故障)，则延时一定时间后自动发出动作命令，使电机断电。

当然，作为其他的实施方式，由于通常情况下接地刀合和隔离刀分可以当作一个位置，那么，只需要三个行程开关即可实现位置检测。

从机中还可以设置有人机交互模块，称为从人机交互模块，西门子S7-1200PLC连接从人机交互模块，利用从人机交互模块可以显示对应三工位隔离开关的位置状态，以及其他的相关信息。

西门子S7-1200PLC还可以向其他相关设备(比如其他保护测控装置)输出三工位隔离开关的接通、隔离和接地等各个位置状态信息。并且，为了实现输入输出信号的隔离，增强系统的抗干扰能力，从机中还设置有信号隔离模块，可以只对输入信息进行隔离处理，可以只对输出信息进行隔离处理，也可以对输入信息和输出信息均进行隔离处理。当向西门子S7-1200PLC输入信息时，输入信息经过信号隔离模块的处理之后传输给西门子S7-1200PLC；当西门子S7-1200PLC向外输出信息时，输出信息经过信号隔离模块的处理之后再输出。

另外，从机中还设置有网络通讯接口，能够实现远程通讯和程序的下载与调试。为了保证从机中各器件的可靠供电，从机中还设置有电源模块，提供纹波系数小于5％的稳定直流电源。

西门子S7-1200PLC可以根据外部动作命令产生相应的动作命令信号来控制三工位隔离开关和断路器进行相应动作，或者，开关量输入信号(比如隔离开关位置状态信号)经过信号隔离后传输给西门子S7-1200PLC，西门子S7-1200PLC对数据进行处理之后产生相应的动作命令信号，经过信号隔离后输出，来控制三工位隔离开关和断路器进行相应动作。

西门子S7-1200PLC对三工位隔离开关的位置状态信息进行分析后通过网络输出给主站，主站接收各个从站发来的三工位隔离开关的位置状态信息，当有三工位隔离开关出现故障时，主站中的声光报警装置进行报警，以提醒工作人员，便于及时进行排查和维修。并且，进一步可以通过主人机交互单元显示具体是哪一个从站中的三工位隔离开关出现故障，便于故障定位，实现有针对性地维修，节约时间。

所以，主站具有以下功能：(1)集中监控各个充气柜中的三工位隔离开关；(2)根据历史数据和调度计划对充气柜集群中数量众多的三工位隔离开关进行统一规划和调度；(3)远程实时显示各个三工位隔离开关的工作状态；(4)将各个三工位隔离开关运行的历史数据进行集中存储；(5)自动分析各个三工位隔离开关的性能和联锁情况，对各种误动作进行分级报警。即主机能够实现对各个从机的管理，包括远程数据采集、集中数据分析和调度、故障预警和事故严重性分级报告。

因此，本实施例提供的三工位隔离开关监控系统在内部软件程序的作用下可以有以下技术效果：(1)采用主从结构，主机能够通过网络查询各个从机的工作状态并对各个从机进行远程控制和调度；(2)能够对整个系统的运行进行深度优化，既提高了系统工作的稳定又能够对危险操作进行分级报警；(3)能够进行历史数据的保存和重现；(4)对于有效的操作指令，三工位隔离开关能够准确无误的执行；对于无效的操作指令，三工位智能操作装置拒动；(5)具有操作时限保护，一个操作执行超时，三工位隔离开关停止执行当前动作并报警；(6)能够与断路器实现电气闭锁；(7)可以进行手动和自动工作模式切换；(8)能够进行网络通讯，实现程序的远程下载和系统调试。

以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述监控系统的硬件结构，对于其中的控制策略并不做限定性要求。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。