一种有载分接开关控制系统的制作方法

本实用新型属于电力控制系统技术领域，涉及一种有载分接开关控制系统。

背景技术：

有载分接开关，是一种为变压器在负载变化时提供恒定电压的开关装置。其基本原理就是在保证不中断负载电流的情况下，实现变压器绕组中分接头之间的切换，从而改变绕组的匝数，即变压器的电压比，最终实现调压的目的。

通常有载分接开关上安装气体继电器作为安全保护装置，用气体继电器作为保护装置，灵敏度高、可靠性好，但是目前市场上有载分接开关控制器并不能对气体继电器的状态进行控制、监控、报警及记录，需要人力操作放气，因此难以根据气体继电器的报警信息来对有载分接开关的运行状态做出准确判断，增加了有载分接开关的是否检修判断难度。

技术实现要素：

本实用新型提出一种有载分接开关控制系统，解决了现有技术中不能控制及监控有载分接开关上气体继电器工作的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种有载分接开关控制系统，包括：

主控芯片，所述主控芯片连接有信号输入模块、信号输出模块、液晶显示模块、存储模块、远程控制通信模块，

所述信号输入模块包括均与所述主控芯片连接的远程控制输入模块、电操信号输入模块、放气报警信号输入模块、档位信号输入模块、过流报警信号输入模块，

所述信号输出模块包括均与所述主控芯片连接的放气信号输出模块、报警输出模块、档位信号输出模块。

作为进一步的技术方案，所述主控芯片还连接有电源模块，所述电源模块包括电压输入模块及与所述电压输入模块连接的第一电压转换模块、第二电压转换模块，所述第二电压转换模块连接有第三电压转换模块，

所述第一电压转换模块与所述信号输入模块、所述信号输出模块均连接，

所述第二电压转换模块与所述液晶显示模块连接，

所述第三电压转换模块与所述主控芯片、所述存储模块均连接。

作为进一步的技术方案，所述远程控制通信模块包括与所述主控芯片连接的数据收发芯片，所述数据收发芯片与所述第三电压转换模块连接。

作为进一步的技术方案，所述液晶显示模块包括液晶显示屏、若干总线收发器，所述液晶显示屏通过所述总线收发器与所述主控芯片连接。

作为进一步的技术方案，所述信号输入模块通过第一光耦隔离电路与所述主控芯片连接，

所述信号输出模块通过第二光耦隔离电路与所述主控芯片连接。

作为进一步的技术方案，所述主控芯片还连接有运行状态监测模块、电机运行控制模块，

所述运行状态监测模块包括第一继电器，所述第一继电器依次通过第一三极管、所述第二光耦隔离电路与所述主控芯片连接，

所述电机运行控制模块包括两个第一触发器，两个所述第一触发器均与所述主控芯片连接，两个所述第一触发器还与电机连接。

作为进一步的技术方案，所述主控芯片还连接有电压采集电路，所述电压采集电路与所述电压输入模块连接。

作为进一步的技术方案，所述报警输出模块包括第二继电器，所述第二继电器依次通过第二三极管、所述第二光耦隔离电路与所述主控芯片连接。

作为进一步的技术方案，所述主控芯片还连接有按键模块、程序下载调试接口、看门狗电路、报警器、指示灯电路。

作为进一步的技术方案，所述主控芯片的具体型号为STM32F103VBT6，所述液晶显示屏的具体型号为GXM12864E-40，所述总线收发器的具体型号为 SN74LVC4245APW，所述数据收发芯片的具体型号为MAX3485，所述存储模块的具体型号为AT45DB32。

本实用新型使用原理及有益效果为：

1、本实用新型中的主控芯片可以完成整个系统的数据处理，主控芯片与信号输入模块连接，信号输入模块中对远程控制信号、电操信号、放气报警信号、档位信号、过流报警信号进行读取，再将输入信号传输至主控芯片进行处理。主控芯片会对放气信号、档位信号、报警信号进行输出控制。

放气报警信号输入模块会将有载分接开关气体继电器的报警信号接入至主控芯片，每次有放气报警产生，主控芯片可以将报警信息通过存储模块进行记录，包括报警的时间、报警的次数以及在本次报警产生的时候有载分接开关动作的次数，然后存储并通过液晶显示模块显示，同时主控芯片发出报警声音。

当有载分接开关气体继电器有放气报警产生后，主控芯片根据存储模块的工程经验值(包括放气报警的时间间隔以及相邻两次放气报警间隔内有载分接开关动作次数等)，控制放气接口继电器打开，气体继电器自动排气装置工作进行放气动作，放气完成后，报警结束，放气输出接口继电器闭合，放气结束；如主控芯片检测到气体继电器放气动作频繁，说明有载分接开关需要检修，主控芯片会有检修报警来提示工作人员，避免安全事故的发生。

2、本实用新型中的电源模块是整个系统的供电部分，将输入的220V电源通过第一电压转换模块、第二电压转换模块进行变压、整流、滤波、稳压分别输出12V、5V，第二电压转换模块中5V电压再经过第三电压转换模块输出3.3V 工作电压，来为各个模块进行供电。

3、本实用新型中的操作模式包括本地、电操、远控三种操作模式，远控模式通过RS485串行通信模块，实现远控档位升降及停止的操作。

4、本实用新型中的液晶显示模块可以显示时间、档位、动作次数、电机工作状态、故障名称、故障时间及工作模式的信息，选用型号为 SN74LVC4245APWR的总线收发器进行液晶显示屏的驱动，完成液晶显示、液晶对比度调整等功能。

本实用新型中的信号输入模块、信号输出模块均通过隔离电路与主控芯片连接，可以有效防止干扰信号的干扰，使输入信号及输出信号更加稳定，使系统运行更加可靠。

5、本实用新型中的运行状态监测模块可以监测到档位的升降，在升或降的过程中，第一继电器的常开触点闭合，在升或降结束后，该触点断开。

电机运行控制模块可以控制电机正转或反转，通过电机的正转或反转来控制有载分接开关分接位置的升降，从而改变变压器绕组的匝数，即变压器的电压比，最终实现调压的目的，保证变压器的输出电压稳定在所要求的精度范围内。

6、本实用新型中主控芯片还连接有电压采集电路，电压采集电路将电源入口的电压采集传输至主控芯片，作为基准的工作电压，当实际的电压低于采集到的工作电压的80％，将产生欠压报警，主控芯片通过报警器输出警报。

7、本实用新型中的按键模块可以用于实现参数设置、翻页、工作模式的切换的功能，还可以用于本地操作模式时档位的升降或停止的操作；报警器可以外放报警信号，指示灯电路中的指示灯可以指示系统的工作状态，程序下载调试接口可以对主控芯片烧写程序并进行在线系统调试，以保证系统可以可靠运行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型中控制器的电路原理图；

图3为本实用新型中液晶显示模块的电路原理图；

图4为本实用新型中远程控制通信模块的电路原理图；

图5为本实用新型中电源模块的电路原理图；

图6为本实用新型中档位信号输入模块的电路原理图；

图7为本实用新型中信号输出模块的电路原理图；

图8为本实用新型中放气信号输出模块的电路原理图；

图9为本实用新型中按键模块的电路原理图；

图中：1-主控芯片，2-信号输入模块，21-远程控制输入模块，22-电操信号输入模块，23-放气报警信号输入模块，24-档位信号输入模块，25-过流报警信号输入模块，3-信号输出模块，31-放气信号输出模块，32-报警输出模块，321- 第二继电器，322-第二三极管，33-档位信号输出模块，4-液晶显示模块，41-液晶显示屏，42-总线收发器，5-存储模块，6-远程控制通信模块，61-数据收发芯片，7-电源模块，71-电压输入模块，72-第一电压转换模块，73-第二电压转换模块，74-第三电压转换模块，8-运行状态监测模块，81-第一继电器，82-第一三极管，9-电机运行控制模块，91-第一触发器，10-电机，11-按键模块，12-程序下载调试接口，13-看门狗电路，14-报警器，15-指示灯电路，17-第一光耦隔离电路，18-第二光耦隔离电路，19-电压采集电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～图9所示，本实用新型提出的一种有载分接开关控制系统，包括：

主控芯片1，主控芯片1连接有信号输入模块2、信号输出模块3、液晶显示模块4、存储模块5、远程控制通信模块6，

信号输入模块2包括均与主控芯片1连接的远程控制输入模块21、电操信号输入模块22、放气报警信号输入模块23、档位信号输入模块24、过流报警信号输入模块25，

信号输出模块3包括均与主控芯片1连接的放气信号输出模块31、报警输出模块32、档位信号输出模块33。

本实用新型中的主控芯片1可以完成整个系统的数据处理，主控芯片1与信号输入模块2连接，信号输入模块2中对远程控制信号、电操信号、放气报警信号、档位信号、过流报警信号进行读取，再将输入信号传输至主控芯片1 进行处理。主控芯片1会对放气信号、档位信号、报警信号进行输出控制。

放气报警信号输入模块23会将有载分接开关气体继电器的报警信号接入至主控芯片1，每次有放气报警产生，主控芯片1将报警信息通过存储模块5进行记录，包括报警的时间、报警的次数以及在相邻两次报警间隔内有载分接开关动作的次数，然后存储并通过液晶显示模块4显示，同时主控芯片1发出报警声音。

当有载分接开关有放气报警产生后，主控芯片1根据存储模块的工程经验值(包括放气报警的时间间隔以及放气报警间隔内有载分接开关动作次数等)，控制放气接口继电器打开，气体继电器自动排气装置工作进行放气动作，放气完成后，报警结束，放气输出接口继电器闭合，放气结束；如主控芯片1检测到气体继电器放气动作频繁，说明有载分接开关需要检修，主控芯片1会有检修报警来提示工作人员，避免安全事故的发生。

进一步，主控芯片1还连接有电源模块7，电源模块7包括电压输入模块 71及与电压输入模块71连接的第一电压转换模块72、第二电压转换模块73，第二电压转换模块73连接有第三电压转换模块74，

第一电压转换模块72与信号输入模块2、信号输出模块3均连接，

第二电压转换模块73与液晶显示模块4连接，

第三电压转换模块74与主控芯片1、存储模块5均连接。

本实用新型中的电源模块7是整个系统的供电部分，将输入的220V电压输入模块71通过第一电压转换模块72、第二电压转换模块73进行变压、整流、滤波、稳压分别输出12V、5V，第二电压转换模块中5V电压再经过第三电压转换模块74输出3.3V工作电压，来为各个模块进行供电。

进一步，远程控制通信模块6包括与主控芯片1连接的数据收发芯片61，数据收发芯片61与第三电压转换模块74连接。

本实用新型中的操作模式包括本地、电操、远控三种操作模式，远控模式通过远程控制通信模块6，即为RS485串行通信模块，实现远控档位升降及停止的操作。

进一步，液晶显示模块4包括液晶显示屏41、若干总线收发器42，液晶显示屏41通过总线收发器42与主控芯片1连接。

进一步，信号输入模块2通过第一光耦隔离电路17与主控芯片1连接，

信号输出模块3通过第二光耦隔离电路18与主控芯片1连接。

本实用新型中的液晶显示模块4可以显示时间、档位、动作次数、电机工作状态、故障名称、故障时间及工作模式的信息，选用型号为 SN74LVC4245APWR的总线收发器42进行液晶显示屏的驱动，完成液晶显示、液晶对比度调整等功能。

本实用新型中的信号输入模块2、信号输出模块3均通过隔离电路与主控芯片1连接，可以有效防止干扰信号的干扰，使输入信号及输出信号更加稳定，使系统运行更加可靠。

进一步，主控芯片1还连接有运行状态监测模块8、电机运行控制模块9，运行状态监测模块8包括第一继电器81，第一继电器81依次通过第一三极管82、第二光耦隔离电路18与主控芯片1连接，

电机运行控制模块9包括两个第一触发器91，两个第一触发器91均与主控芯片1连接，两个第一触发器91还与电机10连接。

本实用新型中的运行状态监测模块8可以监测到档位的升降，在升或降的过程中，第一继电器81的常开触点闭合，在升或降结束后，该触点断开。

电机运行控制模块9可以控制电机10正转或反转，通过电机10的正转或反转来控制有载分接开关的分接位置升降，从而改变变压器绕组的匝数，即变压器的电压比，最终实现调压的目的，保证变压器的输出电压稳定在所要求的精度范围内。

进一步，主控芯片1还连接有电压采集电路19，电压采集电路19与电压输入模块71连接。

进一步，报警输出模块32包括第二继电器321，第二继电器321依次通过第二三极管322、第二光耦隔离电路18与主控芯片1连接。

本实用新型中主控芯片1还连接有电压采集电路19，电压采集电路19将变压器入口的电压采集传输至主控芯片1，作为基准的工作电压，当实际的电压低于采集到的工作电压的80％，将产生欠压报警，主控芯片1通过报警器14输出警报。

进一步，主控芯片1还连接有按键模块11、程序下载调试接口12、看门狗电路13、报警器14、指示灯电路15。

本实用新型中的按键模块11可以用于实现参数设置、翻页、工作模式的切换的功能，还可以用于本地操作模式时档位的升降或停止的操作；报警器14可以外放报警信号，指示灯电路15中的指示灯可以指示系统的工作状态，程序下载调试接口12可以对主控芯片1烧写程序并进行在线系统调试，以保证系统可以可靠运行。

进一步，主控芯片1的具体型号为STM32F103VBT6，液晶显示屏41的具体型号为GXM12864E-40，总线收发器的具体型号为42SN74LVC4245APW，数据收发芯片61的具体型号为MAX3485，存储模块5的具体型号为AT45DB32。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。