环网柜控制系统及其工作方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010284125.7 (22)申请日 2020.04.13 (71)申请人 江苏洛云电力科技有限公司 地址 213000 江苏省常州市武进区洛阳镇 汤墅村71号 (72)发明人 闫涛 (74)专利代理机构 常州市权航专利代理有限公 司 32280 代理人 赵慧 (51)Int.Cl. G05B 19/042(2006.01) (54)发明名称 一种环网柜控制系统及其工作方法 (57)摘要 本发明涉及一种环网柜控制系统及其工作 方法， 其中环网柜控制系统， 包括： 控制模块。

2、、 信 号采集模块、 指示模块和通讯模块； 其中所述信 号采集模块适于采集电力设备的状态数据， 并将 状态数据发送至所述控制模块； 以及所述控制模 块适于控制所述指示模块指示状态数据； 本发明 的环网柜控制系统通过控制模块进行信号逻辑 判断， MOS管进行输出控制， 无需使用复杂二次接 线来实现逻辑互锁功能， 且本环网柜控制系统集 成了数据显示功能、 蜂鸣器功能、 分闸控制功能， 合闸控制功能， 储能控制功能、 电磁锁控制功能、 照明控制功能、 电流采集功能或电压采集功能于 一体， 避免了电器元件之间复杂的二次接线。 权利要求书1页 说明书4页 附图5页 CN 111736498 A 2020。

3、.10.02 CN 111736498 A 1.一种环网柜控制系统， 其特征在于， 包括： 控制模块、 信号采集模块和指示模块； 其中 所述信号采集模块适于采集电力设备的状态数据， 并将状态数据发送至所述控制模 块； 以及 所述控制模块适于控制所述指示模块指示状态数据。 2.根据权利要求1所述的环网柜控制系统， 其特征在于， 所述信号采集模块包括： 开关状态采样电路、 电压信号采集电路、 电流信号采集电路和 过流信号采集电路。 3.根据权利要求1所述的环网柜控制系统， 其特征在于， 所述指示模块包括： 显示子模块和蜂鸣器子模块； 所述显示子模块适于显示状态数据； 以及 当状态数据出现异常时， 。

4、所述控制模块适于控制所述蜂鸣器子模块发出蜂鸣， 以报警。 4.根据权利要求1所述的环网柜控制系统， 其特征在于， 所述环网柜控制系统还包括： 与所述控制模块相连的通讯模块； 所述控制模块适于通过所述通讯模块将电力设备的状态数据发送至一上位机。 5.根据权利要求4所述的环网柜控制系统， 其特征在于， 所述通讯模块包括： RS485通讯电路。 6.根据权利要求1所述的环网柜控制系统， 其特征在于， 所述环网柜控制系统还包括： 操作模块和输出控制模块； 所述操作模块适于发送操作指令信号至所述控制模块； 以及 所述控制模适于根据操作指令信号控制输出控制模块执行操作指令。 7.根据权利要求6所述的环网柜。

5、控制系统， 其特征在于， 所述操作模块包括： 本地按键信号采集电路和远方旋钮信号采集电路。 8.根据权利要求6所述的环网柜控制系统， 其特征在于， 所述输出控制模块包括： MOS管控制单向输出电路、 MOS管控制双向输出电路和继电器 信号输出电路。 9.根据权利要求6所述的环网柜控制系统， 其特征在于， 所述操作指令信号包括： 分闸信号、 合闸信号、 储能信号、 电磁锁信号和照明信号。 10.一种环网柜控制系统的工作方法， 其特征在于， 包括： 通过信号采集模块采集电力设备的状态数据， 并将状态数据发送至一控制模块； 以及 通过所述控制模块控制指示模块指示状态数据。 权利要求书 1/1 页 2。

6、 CN 111736498 A 2 一种环网柜控制系统及其工作方法 技术领域 0001 本发明涉及环网柜监控技术领域， 具体涉及一种环网柜控制系统及其工作方法。 背景技术 0002 12千伏环网柜是电网的重要组成部分， 对环网柜的控制和监测是行业内的重点执 行项目。 传统的环网柜控制和状态指示是通过复杂的二次接线与多种电器元件来实现机械 机构的控制和对机械机构工作状态的监测； 现有的技术方案是使用线路多次连接转换开 关、 位置开关、 辅助开关、 辅助继电器、 执行元件、 指示元件使其完成逻辑功能。 传统二次接 线需要专业的技术人员来进行逻辑设计， 针对不同的设备和应用需求来满足特定的逻辑功 能。

7、； 需要技术人员使用线路连接多种元器件来实现逻辑控制功能， 工作量大， 过程复杂， 容 易出错， 线路检修困难， 逻辑与数据参数变更麻烦。 不具备对设备的监控分析和保护功能。 发明内容 0003 本发明的目的是提供一种环网柜控制系统及其工作方法。 0004 为了解决上述技术问题， 本发明提供了一种环网柜控制系统， 包括： 控制模块、 信 号采集模块和指示模块； 其中所述信号采集模块适于采集电力设备的状态数据， 并将状态 数据发送至所述控制模块； 以及所述控制模块适于控制所述指示模块指示状态数据。 0005 进一步， 所述信号采集模块包括： 开关状态采样电路、 电压信号采集电路、 电流信 号采集。

8、电路和过流信号采集电路。 0006 进一步， 所述指示模块包括： 显示子模块和蜂鸣器子模块； 所述显示子模块适于显 示状态数据； 以及当状态数据出现异常时， 所述控制模块适于控制所述蜂鸣器子模块发出 蜂鸣， 以报警。 0007 进一步， 所述环网柜控制系统还包括： 与所述控制模块相连的通讯模块； 所述控制 模块适于通过所述通讯模块将电力设备的状态数据发送至一上位机。 0008 进一步， 所述通讯模块包括： RS485通讯电路。 0009 进一步， 所述环网柜控制系统还包括： 操作模块和输出控制模块； 所述操作模块适 于发送操作指令信号至所述控制模块； 以及所述控制模适于根据操作指令信号控制输出。

9、控 制模块执行操作指令。 0010 进一步， 所述操作模块包括： 本地按键信号采集电路和远方旋钮信号采集电路。 0011 进一步， 所述输出控制模块包括： MOS管控制单向输出电路、 MOS管控制双向输出电 路和继电器信号输出电路。 0012 进一步， 所述操作指令信号包括： 分闸信号、 合闸信号、 储能信号、 电磁锁信号和照 明信号。 0013 又一方面， 本发明还提供了一种环网柜控制系统的工作方法， 包括： 通过信号采集 模块采集电力设备的状态数据， 并将状态数据发送至一控制模块； 以及通过所述控制模块 控制指示模块指示状态数据。 说明书 1/4 页 3 CN 111736498 A 3 。

10、0014 本发明的有益效果是， 本发明的环网柜控制系统通过控制模块进行信号逻辑判 断， MOS管进行输出控制， 无需使用复杂二次接线来实现逻辑互锁功能， 且本环网柜控制系 统集成了数据显示功能、 蜂鸣器功能、 分闸控制功能， 合闸控制功能， 储能控制功能、 电磁锁 控制功能、 照明控制功能、 电流采集功能或电压采集功能于一体， 避免了电器元件之间复杂 的二次接线； 进一步， 本环网柜控制系统具有RS485通讯功能， 能够将电力设备的状态信息 远程发送出去， 实现远程监控； 另外， 本环网柜控制系统还具有电机堵转保护功能， 设备发 生故障时， 会停止工作并上报告警信息。 附图说明 0015 下面。

11、结合附图和实施例对本发明进一步说明。 0016 图1为本发明的环网柜控制系统的原理框图； 图2为本发明的环网柜控制系统的开关状态采样电路图； 图3为本发明的环网柜控制系统的电压信号采集电路图； 图4为本发明的环网柜控制系统的电流信号采集电路图； 图5为本发明的环网柜控制系统的过流信号采集电路图； 图6为本发明的环网柜控制系统的面板显示电路图； 图7为本发明的环网柜控制系统的蜂鸣器电路图； 图8为本发明的环网柜控制系统的RS485通讯电路图； 图9为本发明的环网柜控制系统的本地按键信号采集电路图； 图10为本发明的环网柜控制系统的远方旋钮信号采集电路图； 图11为本发明的环网柜控制系统的MOS管。

12、控制单向输出电路图； 图12为本发明的环网柜控制系统的MOS管控制双向输出电路图； 图13为本发明的环网柜控制系统的继电器信号输出电路图。 具体实施方式 0017 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将对本发明的技术方 案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实 施例。 基于本发明中的实施例， 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， 都属于本发明保护的范围。 0018 实施例1 如图1所示， 本实施例1提供了一种环网柜控制系统， 包括： 控制模块、 信号采集模块和 指示模块； 其中所述信号采集模块。

13、适于采集电力设备的状态数据， 并将状态数据发送至所 述控制模块； 以及所述控制模块适于控制所述指示模块指示状态数据。 0019 具体的， 所述控制模块例如但不限于采用STM32F103RCT6型单片机。 0020 所述信号采集模块包括： 开关状态采样电路、 电压信号采集电路、 电流信号采集电 路和过流信号采集电路。 0021 具体的， 如图2所示， 所述开关状态采样电路适于采集电力设备的开关状态， 其包 括： PC357型光电耦合器D3； 如图3所示， 所述电压信号采集电路包括： TV31D型电压互感器和 LM358ADR型运放U6A； 如图4所示， 所述电流信号采集电路包括： TA2321型。

14、电流互感器和 说明书 2/4 页 4 CN 111736498 A 4 LM358ADR型运放U6A； 如图5所示， 所述过流信号采集电路包括： LM358ADR型运放U6A、 LM358ADR型运放U6B、 LM321型运放U1、 PC357型光电耦合器D12和PC357型光电耦合器D13。 0022 所述指示模块包括： 显示子模块和蜂鸣器子模块； 所述显示子模块适于显示状态 数据， 以便于远程监控电力设备的运行状态； 以及当状态数据出现异常时， 所述控制模块适 于控制所述蜂鸣器子模块发出蜂鸣， 以报警， 使相关人员及时知晓异常， 避免造成不必要的 损失。 0023 具体的， 如图6所示， 。

15、所述显示子模块包括面板显示电路， 所述面板显示电路包括 TM1640型LED驱动控制专用芯片、 SMG3数码管芯片、 PC357型光电耦合器D3和MOS管Q4； 如图7 所示， 所述蜂鸣器子模块包括蜂鸣器电路， 所述蜂鸣器电路包括三极管Q1和蜂鸣器U2。 0024 所述环网柜控制系统还包括： 与所述控制模块相连的通讯模块； 所述控制模块适 于通过所述通讯模块将电力设备的状态数据发送至一上位机。 0025 具体的， 上位机可以是监控端， 通过通讯模块能够将电力设备的状态数据远程发 送至监控端， 从而实现对电力设备的监控。 0026 所述通讯模块包括： RS485通讯电路。 0027 具体的， 如。

16、图8所示， RS485通讯电路包括： IS181GB型光电耦合器D1、 IS181GB型光 电耦合器D2、 IS181GB型光电耦合器D3和SN75176BD通讯芯片U3。 0028 所述环网柜控制系统还包括： 操作模块和输出控制模块； 所述操作模块适于发送 操作指令信号至所述控制模块； 以及所述控制模适于根据操作指令信号控制输出控制模块 执行操作指令。 0029 在本实施例中， 所述操作指令信号包括： 分闸信号、 合闸信号、 储能信号、 电磁锁信 号和照明信号。 0030 所述操作模块包括： 本地按键信号采集电路和远方旋钮信号采集电路。 0031 在本实施例中， 操作人员可以通过人机交互模块。

17、操作本地按键， 从而发送操作指 令信号至所述控制模块， 如图9所示， 所述本地按键信号采集电路包括SN74HC245PWR型收发 器U4； 操作人员也可以通过操作远方旋钮， 继而可发送操作指令信号至所述控制模块， 如图 10所示， 远方旋钮信号采集电路也包括： SN74HC245PWR型收发器U4。 0032 所述输出控制模块包括： MOS管控制单向输出电路、 MOS管控制双向输出电路和继 电器信号输出电路。 0033 具体的， 如图11所示， MOS管控制单向输出电路包括： SN74HC00PWR型收发器U2、 PC357型光电耦合器D6和MOS管Q2， 通过MOS管控制单向输出电路输出储能。

18、控制信号CNDJ_A、 电磁锁控制信号DCS_A和照明控制信号DOLIGHTEN； 如图12所示， MOS管控制双向输出电路包 括： PC357型光电耦合器D10、 PC357型光电耦合器D11、 SN74HC00PWR型收发器U10、 MOS管Q7、 MOS管Q8、 MOS管Q9、 MOS管Q10、 三极管Q4和三极管Q5， 通过MOS管控制双向输出电路输出分闸 控制信号FZ和合闸控制信号HZ； 如图13所示， 继电器信号输出电路包括： 继电器HDF23和三 极管Q1， 通过继电器信号输出电路输出远方旋钮的转换信号。 0034 实施例2 在实施例1的基础上， 本实施例2提供了一种环网柜控制系。

19、统的工作方法， 包括： 通过信 号采集模块采集电力设备的状态数据， 并将状态数据发送至一控制模块； 以及通过所述控 制模块控制指示模块指示状态数据。 说明书 3/4 页 5 CN 111736498 A 5 0035 具体的， 信号采集模块、 通讯模块、 控制模块和指示模块的具体工作原理及电路结 构参见实施例1的描述， 此处不作赘述。 0036 综上所述， 本环网柜控制系统通过控制模块进行信号逻辑判断， MOS管进行输出控 制， 无需使用复杂二次接线来实现逻辑互锁功能， 且本环网柜控制系统集成了数据显示功 能、 蜂鸣器功能、 分闸控制功能， 合闸控制功能， 储能控制功能、 电磁锁控制功能、 照。

20、明控制 功能、 电流采集功能或电压采集功能于一体， 避免了电器元件之间复杂的二次接线； 进一 步， 本环网柜控制系统具有RS485通讯功能， 能够将电力设备的状态信息远程发送出去， 实 现远程监控； 另外， 本环网柜控制系统还具有电机堵转保护功能， 设备发生故障时， 会停止 工作并上报告警信息。 0037 以上述依据本发明的理想实施例为启示， 通过上述的说明内容， 相关工作人员完 全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内， 进行多样的变更以及修改。 本项发明的技术 性范围并不局限于说明书上的内容， 必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。 说明书 4/4 页 6 CN 111736498 A 6 图1 图2 图3 说明书附图 1/5 页 7 CN 111736498 A 7 图4 图5 图6 说明书附图 2/5 页 8 CN 111736498 A 8 图7 图8 图9 说明书附图 3/5 页 9 CN 111736498 A 9 图10 图11 说明书附图 4/5 页 10 CN 111736498 A 10 图12 图13 说明书附图 5/5 页 11 CN 111736498 A 11 。