一种基于伺服电机的高压系统隔离开关智能化控制系统的制作方法

本实用新型属于电力设备控制技术领域，特别涉及一种基于伺服电机的高压系统隔离开关智能化控制系统。

背景技术：

高压设备是高压电网系统的重要组成部分之一，在高压电网系统中，高压隔离开关起到隔离线路的作用，形成明显的断开点，建立可靠的绝缘间隙。高压隔离开关性能及其操动机构的性能直接影响电网的运行安全，是高压电网系统中最重要的设备之一。高压隔离开关没有灭弧室，所以不能开断负荷电流或短路电流，只能够通断一定的小电流，主要用来隔离高压电源，起到明显断开电源的作用，保证检修人员进行检修工作时的安全。高压隔离开关具有明显的分段间隙，通常与高压断路器配合使用。高压隔离开关在电网中使用量远大于高压断路器，成为电网中使用量最多的一次设备。

近年来，高压断路器智能控制发展较快并得到大量使用，高压隔离开关控制设备相对滞后且没有实现智能化控制，高压断路器的智能化控制要求高压隔离开关能够同时实现智能化控制。高压隔离开关的传动部分裸露在户外环境下，常年承受着外部环境的影响，容易导致传动系统的机械性故障而导致无法正常操作，甚至导致停电事故发生，设计可靠的户外高压隔离开关传动系统对保障电网完全运行是至关重要的大事。研究开发高压隔离开关智能化控制系统，使高压隔离开关具有智能监测、诊断和控制的能力，能够更好的配合智能化高压断路器工作，为智能高压电网的建设提供重要的保障。

技术实现要素：

本实用新型提供一种基于伺服电机的高压系统隔离开关智能化控制系统，能够更好的配合智能化高压断路器工作，为智能高压电网的建设提供重要的保障。

本实用新型具体为一种基于伺服电机的高压系统隔离开关智能化控制系统，所述隔离开关智能化控制系统包括主控制单元、驱动电机、隔离开关、驱动电机控制保护单元、驱动电机运行参数采集单元、角位移量采集单元、开关量信号采集单元、环境检测控制单元、时钟信号采集单元、存储单元、显示单元、按键输入单元、通信单元和报警单元，所述主控制单元、所述驱动电机控制保护单元、所述驱动电机和所述隔离开关顺序连接，所述驱动电机运行参数采集单元采集所述驱动电机的运行参数输入所述主控制单元，所述角位移量采集单元采集所述隔离开关的角位移量输入所述主控制单元，所述开关量信号采集单元采集所述隔离开关开关量信息输入所述主控制单元，所述主控制单元还分别与所述环境检测控制单元、所述时钟信号采集单元、所述存储单元、所述显示单元、所述按键输入单元、所述通信单元和所述报警单元相连接；所述主控制单元控制所述驱动电机运行参数采集单元、所述角位移量采集单元、所述开关量信号采集单元、所述环境检测控制单元和所述时钟信号采集单元进行信息采集，获取所述驱动电机的运行参数、所述隔离开关的角位移量、开关量信息和环境信息，再进行控制计算，实现对所述隔离开关进行断开、闭合或停止的安全智能控制，并对动作时间、运行信息进行存储显示。

所述主控制单元能够进行数据采集和控制运算，根据操作指令对所述隔离开关进行断开、闭合或停止控制；通过所述按键输入单元、所述存储单元和所述显示单元对运行环境参考值、保护定值进行设定，对所述隔离开关的运行参数、操作信息进行存储显示，若有异常通过所述报警模块及时发出报警信号。

所述驱动电机控制保护单元能够对所述驱动电机进行正转和反转的状态控制，进而实现对所述隔离开关分、合闸的控制；所述驱动电机控制保护单元对所述驱动电机采取过流保护：通过电流互感器采集所述驱动电机电流值，与预先设置的保护定值相比较，当电流值达到所述保护定值时，保护继电器动作，切断供电回电源。

所述驱动电机采用220V伺服电机，驱动部分采用电磁继电器的控制方式，通过实时改变PWM的占空比对所述驱动电机转速进行控制，进而实现对所述隔离开关的分、合闸速度进行控制：所述隔离开关合闸时前期速度快，后期速度慢，减少动触头和静触头的碰撞，消除弹跳；所述隔离开关分闸时，刚分开时动静触头以较慢的速度运动，保存能量，之后再以较快的速度分开。

所述角位移量采集单元包括旋转编码器，所述旋转编码器安装在所述隔离开关的传动装置上，对所述隔离开关的角位移量进行实时采集并将信息上传给所述主控制单元，通过角度分析，确定所述隔离开关当前所在的位置，确定所述隔离开关是否准确完成分合闸操作。

所述环境检测控制单元包括温度检测模块、湿度检测模块和加热通风控制模块，所述温度检测模块采用温度传感器进行温度采集，检测所述隔离开关工作环境温度并传输至所述主控制单元；所述湿度检测模块采用湿度传感器进行湿度采集，检测所述隔离开关工作环境湿度并传输至所述主控制单元；所述主控制单元将输入的温度信息和湿度信息与预先设置的参考值进行比较，当温湿度超过或者低于所述参考值时，所述主控制单元控制所述加热通风控制模块进行加热和通风工作，改善所述隔离开关的工作环境。

所述时钟信号采集单元采集开关柜IED下发的同步时钟信号，对所述智能化控制系统进行时钟校对，并依据所述同步时钟信号记录所述隔离开关操作动作时刻，实现信号的同步采集。

附图说明

图1为本实用新型一种基于伺服电机的高压系统隔离开关智能化控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型一种基于伺服电机的高压系统隔离开关智能化控制系统的具体实施方式做详细阐述。

如图1所示，本实用新型的隔离开关智能化控制系统包括主控制单元、驱动电机、隔离开关、驱动电机控制保护单元、驱动电机运行参数采集单元、角位移量采集单元、开关量信号采集单元、环境检测控制单元、时钟信号采集单元、存储单元、显示单元、按键输入单元、通信单元和报警单元，所述主控制单元、所述驱动电机控制保护单元、所述驱动电机和所述隔离开关顺序连接，所述驱动电机运行参数采集单元采集所述驱动电机的运行参数输入所述主控制单元，所述角位移量采集单元采集所述隔离开关的角位移量输入所述主控制单元，所述开关量信号采集单元采集所述隔离开关开关量信息输入所述主控制单元，所述主控制单元还分别与所述环境检测控制单元、所述时钟信号采集单元、所述存储单元、所述显示单元、所述按键输入单元、所述通信单元和所述报警单元相连接；所述主控制单元控制所述驱动电机运行参数采集单元、所述角位移量采集单元、所述开关量信号采集单元、所述环境检测控制单元和所述时钟信号采集单元进行信息采集，获取所述驱动电机的运行参数、所述隔离开关的角位移量、开关量信息和环境信息，再进行控制计算，实现对所述隔离开关进行断开、闭合或停止的安全智能控制，并对动作时间、运行信息进行存储显示。

所述主控制单元能够进行数据采集和控制运算，根据操作指令对所述隔离开关进行断开、闭合或停止控制；通过所述按键输入单元、所述存储单元和所述显示单元对运行环境参考值、保护定值进行设定，对所述隔离开关的运行参数、操作信息进行存储显示，若有异常通过所述报警模块及时发出报警信号。

所述驱动电机控制保护单元能够对所述驱动电机进行正转和反转的状态控制，进而实现对所述隔离开关分、合闸的控制；所述驱动电机控制保护单元对所述驱动电机采取过流保护：通过电流互感器采集所述驱动电机电流值，与预先设置的保护定值相比较，当电流值达到所述保护定值时，保护继电器动作，切断供电回电源。

所述驱动电机采用220V伺服电机，驱动部分采用电磁继电器的控制方式，通过实时改变PWM的占空比对所述驱动电机转速进行控制，进而实现对所述隔离开关的分、合闸速度进行控制：所述隔离开关合闸时前期速度快，后期速度慢，减少动触头和静触头的碰撞，消除弹跳；所述隔离开关分闸时，刚分开时动静触头以较慢的速度运动，保存能量，之后再以较快的速度分开。

所述角位移量采集单元包括旋转编码器，所述旋转编码器安装在所述隔离开关的传动装置上，对所述隔离开关的角位移量进行实时采集并将信息上传给所述主控制单元，通过角度分析，确定所述隔离开关当前所在的位置，确定所述隔离开关是否准确完成分合闸操作。

所述环境检测控制单元包括温度检测模块、湿度检测模块和加热通风控制模块，所述温度检测模块采用温度传感器进行温度采集，检测所述隔离开关工作环境温度并传输至所述主控制单元；所述湿度检测模块采用湿度传感器进行湿度采集，检测所述隔离开关工作环境湿度并传输至所述主控制单元；所述主控制单元将输入的温度信息和湿度信息与预先设置的参考值进行比较，当温湿度超过或者低于所述参考值时，所述主控制单元控制所述加热通风控制模块进行加热和通风工作，改善所述隔离开关的工作环境。

所述时钟信号采集单元采集开关柜IED下发的同步时钟信号，对所述智能化控制系统进行时钟校对，并依据所述同步时钟信号记录所述隔离开关操作动作时刻，实现信号的同步采集。

最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本实用新型的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。