一种智能变电站智能开关设备控制器的制作方法

1.本技术涉及智能变电站与智能开关领域，具体涉及一种智能变电站智能开关设备控制器。


背景技术：

2.目前我国正在大力发展智能电网技术,其中智能变电站的建设是智能电网建设不可缺少的重要环节。为了实现变电站的智能化首先必须要实现开关设备控制器的智能化。然而现有智能断路器技术尚不成熟,例如国内南瑞继保pcs
‑
9821智能控制装置，不具备断路器操作箱的功能,在闭锁告警、自诊断、对时间方面也与标准存在差异。国电南自psiu600系列智能单元具有内嵌scl解析器实现iec61850建模,可以对断路器分相或三相控制操作,但是也不具备断路器操作箱功能。虽然国外几大公司相关产品在技术和功能上比较先进,但都以成套设备出现的,而与智能开关设备控制器相关的功能大多集成在了保护和监控装置中。智能开关设备控制器在智能变电站的接入以及实现方式有很大的不同,并且国外的产品制造与我国最新制定的的相关规范不一致，例如2004年西门子的变电站监控系统，2006年阿海珐的数字变电站解决方案等。所以开关设备控制器还有待优化，基于此现状，设计了一种智能变电站智能开关设备控制器。
3.如图1所示，为现有技术的电源供电电路，采用正电稳压涉及，电能输出稳定性高，但其控制端反应速率慢，效率低。
4.如图2所示，为现有技术的上电复位电路，结构简洁，元器件简单，成本低，但其抗干扰能力弱，同时也不适合远距离控制信号。


技术实现要素：

5.（一）技术问题1. 现有技术的开关控制器，控制速率慢，效率低。
6.2. 现有技术的开关控制器，抗干扰能力弱，传输距离短。
7.（二）技术方案针对上述技术问题，本技术提出的一种智能变电站智能开关设备控制器，包括依次连接的供电电路、复位电路、输出电路。
8.供电电路：经过多个电源转化通路，保证了不同数字电压下供电的稳定性，信号通过滑动变阻器r5将输入信号流入，对输入电平进行转换调整，保证传感器中输出的模拟信号量转换为采集电路可处理的电压信号，通过电容c4耦合信号，经过电容c7、电阻r6、电阻r11构成一阶rc低通滤波电路，起到过滤掉耦合高频杂波信号的作用，信号输入放大器u1的反相端，通过电阻r8和电容c9以及电阻r9为放大器u1的同相端提供电压，并且将信号反馈至同相端，最后通过电容c5耦合输出，保证电路处理不同电压信号对系统供电的稳定性。
9.复位电路：对电压进行监测，在调试或异常时控制整体电路进行复位，信号流入放大器 u2、放大器u3组成的信号处理电路对前级的信号进行处理，首先通过电容c11耦合将
信号输入至放大器u2的同相端，然后将输出信号输出至放大器u3的同相端，通过电容c14电容振荡，提供振荡信号，并将信号反馈调节，通过u3将信号输出至电容c12，信号通过二极管d9、二极管d10，当电压过低时将输出系统复位电平，通过电阻r15和电容c13，阻容完成电路复位。
10.输出电路：对信号进行处理，正确的驱动继电器进行动作，从而保证正确控制开关设备的各个操作，信号通过二极管d3、二极管d4、二极管d5、二极管d6进行钳位输入，信号流入三极管q2和三极管q1放大电路，保证输出信号功率，通过电容c6和电阻r4减小系统信号传输误差，信号通过二极管d2的电阻r1、电容c3构成的电平转换电路保证输出电平，传递给外围控制电路，保证稳定准确的执行开关设备动作。
11.信号通过供电电路、复位电路、输出电路的处理，实现了智能变电站智能开关设备控制器的开关状态实时采集，断路器、隔离开关等模块的实时控制，保证了开关设备电路能正常稳定可靠的运行。
12.（三）有益效果一种智能变电站智能开关设备控制器，第一，选用高速率sram，当程序中有大量的数据需要短暂存储时，节省片内flash空间，同时通过查看sram读写是否可正确判断cpu板的数据和地址总线的正确性，作为排查板卡焊接错误之用。第二，选用sp3485e收发芯片，数据传输的速率可达10mbps（带负载），采用阻抗匹配、低衰减的专用电缆通信距离最大无中继传输距离达1800m，具有较强的抗干扰能力，传输距离远。
附图说明
13.图1为现有技术的电源供电电路。
14.图2为现有技术的上电复位电路。
15.图3为本技术的供电电路原理图。
16.图4为本技术的复位电路原理图。
17.图5为本技术的输出电路原理图。
18.附图标记。
具体实施方式
19.下面结合实施例对本发明做进一步说明。
20.如图3、图4、图5所示，为本技术提出的一种智能变电站智能开关设备控制器，包括依次连接的供电电路、复位电路、输出电路。
21.供电电路：经过多个电源转化通路，保证了不同数字电压下供电的稳定性，信号通过滑动变阻器r5将输入信号流入，对输入电平进行转换调整，保证传感器中输出的模拟信号量转换为采集电路可处理的电压信号，通过电容c4耦合信号，经过电容c7、电阻r6、电阻r11构成一阶rc低通滤波电路，起到过滤掉耦合高频杂波信号的作用，信号输入放大器u1的反相端，通过电阻r8和电容c9以及电阻r9为放大器u1的同相端提供电压，并且将信号反馈至同相端，最后通过电容c5耦合输出，保证电路处理不同电压信号对系统供电的稳定性。
22.具体而言，所述供电电路包括输入端口vin，滑动变阻器r5，4个电容c1、c2、c4、c7，3个电阻r2、r6、r11，所述供电电路。输入端口与滑动变阻器r5电阻的一端连接，滑动变阻器
r5电阻的另一端分别与电容c7的负极、地线连接，滑动变阻器r5的滑片端与电容c4的负极连接，电容c4的正极与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端分别与电容c7的正极、电阻r2的一端、电阻r11的一端连接，电阻r2的另一端与高电平vcc连接，电阻r11的另一端接地，电容c1的正极与高电平vcc连接，负极接地，电容c2的一端与高电平vcc连接，另一端接地。所述供电电路包括输出端口va，放大器u1，2个二极管d1、d8，3个电阻r7、r8、r9，4个电容c4、c5、c8、c9，所述供电电路中电容c4的正极与放大器u1的2号接口连接，电阻r8的一端与放大器u1的1号接口连接，另一端分别与电容c9的正极、电阻r9的一端连接，电容c9的负极接地，电阻r9的另一端分别与放大器u1的4号接口、二极管d8的负极、电阻r7的一端、电容c5的正极、二极管d1的正极连接，电阻r7的另一端与电容c8的一端连接，电容c8的另一端接地，二极管d8的正极接地，二极管d1的负极与高电平vcc连接，电容c5的负极与输出端口va连接，放大器u1的5号接口接地，放大器u1的3号接口与高电平vcc连接。
23.复位电路：对电压进行监测，在调试或异常时控制整体电路进行复位，信号流入放大器 u2、放大器u3组成的信号处理电路对前级的信号进行处理，首先通过电容c11耦合将信号输入至放大器u2的同相端，然后将输出信号输出至放大器u3的同相端，通过电容c14电容振荡，提供振荡信号，并将信号反馈调节，通过u3将信号输出至电容c12，信号通过二极管d9、二极管d10，当电压过低时将输出系统复位电平，通过电阻r15和电容c13，阻容完成电路复位。
24.具体而言，所述复位电路包括输入端口va，放大器u2，2个电容c11、c14，4个电阻r14、r17、r18、r20，所述复位电路中输入端口va与电容c11的一端连接，电容c11的另一端分别与电阻r14的一端、电阻r17的一端、放大器u2的1号接口连接，电阻r14的另一端与高电平vcc连接，电阻r17的另一端接地，电阻r20的一端分别与放大器u2的2号接口、电阻r18的一端连接，电阻r18的另一端与放大器u2的4号接口连接，放大器u2的3号接口接地。所述复位电路包括输出端口vb，2个二极管d9、d10，2个放大器u2、u3，4个电阻r15、r16、r19、r21，3个电容c12、c13、c15，所述复位电路中放大器u2的5号接口与放大器u3的5号接口连接，放大器u2的4号接口与放大器u3的1号接口连接，放大器u3的2号接口分别与电阻r21的一端、电阻r19的一端连接，电阻r21的另一端与电容c15的一端连接，电容c15的另一端接地，电阻r19的另一端分别与放大器u3的4号接口、电容c12的一端、二极管d9的正极、二极管d10的负极连接，二极管d9的负极与高电平vcc连接，二极管d10的正极接地，电容c12的另一端分别与电阻r15的一端、电阻r16的一端，输出端口vb连接，电阻r16的另一端接地，电阻r15的另一端与电容c13的一端连接，电容c13的另一端接地，放大器u3的3号接口接地。
25.输出电路：对信号进行处理，正确的驱动继电器进行动作，从而保证正确控制开关设备的各个操作，信号通过二极管d3、二极管d4、二极管d5、二极管d6进行钳位输入，信号流入三极管q2和三极管q1放大电路，保证输出信号功率，通过电容c6和电阻r4减小系统信号传输误差，信号通过二极管d2的电阻r1、电容c3构成的电平转换电路保证输出电平，传递给外围控制电路，保证稳定准确的执行开关设备动作。
26.具体而言，所述输出电路包括输入端口vb，三极管q2，电阻r3，4个二极管d3、d4、d5、d6，所述输出电路中输入端口vb分别与三极管q2的基极、二极管d3的正极、二极管d5的负极连接，二极管d3的负极与高电平vcc连接，二极管d5的正极接地，二极管d4的负极与高电平vcc连接，二极管d4的正极与二极管d6的负极连接，二极管d6的正极接地，电阻r3的一
端与高电平vcc连接，另一端分别与二极管d4的正极、三极管q2的集电极连接，三极管q2的发射极接地。所述输出电路包括输出端口vout，2个三极管q1、q2，肖特基二极管d7，二极管d2，5个电阻r1、r4、r10、r12、r13，3个电容c3、c6、c10，所述输出电路中三极管q2的集电极分别与电容c6的一端、三极管q1的基极连接，电容c6的另一端与电阻r4的一端连接，电阻r4的另一端分别与三极管q1的集电极、二极管d2是正极、输出端口vout连接，三极管q1的发射极分别与电阻r10的一端、电阻r12的一端、肖特基二极管d7的正极连接，电阻r10的另一端接地，电阻r12的另一端接地，肖特基二极管d7的负极分别与电阻r13的一端、电容c10的正极连接，电阻r13的另一端接地，电容c10的负极接地，二极管d2的负极分别与电阻r1的一端、电容c3的一端连接，电阻r1的另一端与高电平vcc连接，电容c3的另一端与高电平vcc连接。
27.信号通过供电电路、复位电路、输出电路的处理，实现了智能变电站智能开关设备控制器的开关状态实时采集，断路器、隔离开关等模块的实时控制，保证了开关设备电路能正常稳定可靠的运行。
28.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。