专利名称：用于气体绝缘金属封闭开关的控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于气体绝缘金属封闭开关的控制装置，可用于llOkV以上的高电压领域，属于控制装置技术领域。
技术背景GIS (Gas Insulated metal-enclosed Switchgear)气体绝缘金属封闭开关 以其体积小、占地面积少、不受外界环境影响、运行安全可靠、维护简单和检修 周期长等绝对优势被广泛应用于UOkV以上的高电压领域。二次控制系统是GIS 重要组成部分，它的可靠性对于GIS设备的安全运行至关重要。GIS变电站的高压电器及其控制保护设备被分离为两个系统 一次高压设备 和二次保护控制设备，系统之间的连接界面是GIS就地控制柜。在GIS就地控制 柜内采用指示灯、模拟母线显示开关位置状态及一次主接线，使用转换开关和操 作开关实现对开关就地、远方的转换及分、合闸操作，而目前是通过继电器控制 回路将所需开关量、信号量经电缆传送给二次保护控制设备。继电器控制的缺点有1. 硬件控制、硬器件、硬触点和硬线连接；2. 控制系统体积大；3. 机械式触点，动作慢；4. 控制功能改变，需拆线、接线乃至更换元器件，比较麻烦；5. 自检和监控功能弱；6. 联锁接线多，设计、施工与调试周期长；7. 在线检测少，无综合自动化能力，可靠性低。 发明内容本实用新型的目的是提供一种控制系统体积小、自检和监控功能强、可靠性 高的用于气体绝缘金属封闭开关的控制装置。为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种用于气体绝缘金属封闭
开关的控制装置，其特征在于，由触摸屏、可编程序逻辑控制器、扩展模块、通 讯模块和在线检测模块组成，触摸屏和可编程序逻辑控制器连接，可编程序逻辑 控制器分别与扩展模块、通讯模块和在线检测模块连接，通讯模块和在线检测模 块连接。用于气体绝缘金属封闭开关的控制装置GIS是以可编程序逻辑控制器为主 要控制单元，通过软件编程对GIS进行控制及监测，该系统不仅能完成对GIS 的控制、操作、显示及各种故障的报警，还能完成对GIS局放的在线检测以及断 路器电寿命的在线监测。本实用新型采用PLC (Programmable Logic Controller )可编程序逻辑控 制器是一种带有指令存储器和数字或模拟I/0接口，以位运算为主，完成逻辑控 制、定时控制、计数控制、步进控制、A/D、 D/A转换、通信与联网以及对控制 系统的监控、用于控制机器或生产过程的自动控制装置，可以取代继电接触控制。 尤其是对GIS各元件的操作控制及元件之间、间隔之间的联锁关系正是PLC处理 的强项，只需通过逻辑编程(梯形图)就可实现，减少了外部配接线，且可灵活 改变。本实用新型的优点是-1. 软件控制、软电器、软接点和软线连接；2. 控制系统结构紧凑，体积小；3. "软接点"，动作快；4. 控制功能改变， 一般仅修改程序即可，非常方便；5. 自检和监控功能强；6. 联锁接线少，设计、施工与调试周期短；7. 只要传感技术允许，任何检测均可实现，并可按一定的模型曲线进行分 析、预警，可组网、信息共享，可靠性高。
图1为用于气体绝缘金属封闭开关的控制装置结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。实施例
如图1所示，为用于气体绝缘金属封闭开关的控制装置结构示意图，所述 的用于气体绝缘金属封闭开关的控制装置由触摸屏、可编程序逻辑控制器、扩展 模块、通讯模块和在线检测模块组成，触摸屏和可编程序逻辑控制器连接，可编 程序逻辑控制器分别与扩展模块、通讯模块和在线检测模块连接。该装置能可靠 操作GIS各元件，实现各元件间的电气联锁；实时显示各元件的位置信息，并可 实时监视各气室SF6压力值，根据要求在报警值时发出报警信号，在闭锁值时闭 锁断路器的操作。还可以根据断路器的实际开断电流，实时计算燃弧时间，给出 剩余电寿命。触摸屏采用工业级5.7"彩色触摸屏，全汉化人机界面，操作直观简捷，与 PLC通过RS232交换数据，其功能如下 显示一次主接线图； 显示GIS各开关位置状态； 显示负荷电流值； 表格化显示在线监测的数据； 显示和修改各种参数； 可编程序逻辑控制器采用日本三菱FX2n系列PLC，其性价比好，可靠性高， 它主要完成如下任务 开关量输入； 开关量输出； 逻辑顺序控制和计算； 与触摸屏RS232通讯，实现参数的实时显示； 与智能监测单元RS232通讯，完成电寿命监测； 与主控室上位机RS485通讯，实现数据的远传和控制。 扩展模块采用日本三菱产品，型号为FX0N-16EX,与PLC连接，完成对PLC 输入点数的扩展。通讯模块釆用日本三菱产品，型号为FX2N-232IF，与PLC交换数据，完成 各种数据的显示；与智能监测模块通讯，完成SFe密度的监测及电寿命的检测。 智能监测模块采用Intel 80C196十六单片机为CPU。完成如下智能在线监 检测负荷电流值 监测记录开断电流，开断时刻，开断次数，特征分闸时间，燃弧时间等参数； 根据开断电流，燃弧时间进行结分计算，给出SIH: 根据开断电流和N-1曲线，给出剩余电寿命。工作时，GIS的各种操作指令通过PLC的输入模块输入PL(;，经PLC逻辑 处理产生输出指令，经中间继电器进行驱动放大各元件合、分闸继电器或线包。 输入信号中包括压力报警信号、各机构位置信号、联锁信号、电流互感器模拟信号以及引至主控室的各信号，其功能为1. 通过可编程序逻辑控制器PLC完成气体绝缘金属封闭开关GIS各元件的 操作控制；2. 通过可编程序逻辑控制器PLC编程可靠实现气体绝缘金属封闭开关GIS 元件之间、间隔之间的逻辑联锁控制；3. 通过液晶触摸屏模拟显示一次主接线及气体绝缘金属封闭开关GIS各元件 位置状态；4. 完成气体绝缘金属封闭开关GIS故障报警，其中包括断路器SFe气体压力 降低的报警及闭锁；断路器、隔离开关、接地开关电机过流报警；断路器弹簧未 储能报警；二次回路失压报警及气体绝缘金属封闭开关GIS各气室SFe气体压力 降低的报警；5. 通过可编程序逻辑控制器PLC的编程控制断路器的防跳；6. 完成一次主回路带电显示功能；7. 通过智能监控模块对断路器触头电弧烧损量智能监测，根据"电弧能量-烧损量曲线"及实际监测到的开断电流、燃弧时间进行积分计算，最后给出电寿 命。8. SFe气体密度检测能够显示出各气室的SFe气体密度连续变化量，以反映 SFe气体的实际密度。并且按照要求密度在报警值时发出报警信号，密度在闭锁 值时闭锁断路器的操作。可编程序逻辑控制器PLC与触摸屏、在线检测模块的通讯通过RS232接口来完成，与主控室的通讯通过RS485来完成。
权利要求1.一种用于气体绝缘金属封闭开关的控制装置，其特征在于，由触摸屏、可编程序逻辑控制器、扩展模块、通讯模块和在线检测模块组成，触摸屏和可编程序逻辑控制器连接，可编程序逻辑控制器分别与扩展模块、通讯模块和在线检测模块连接，通讯模块和在线检测模块连接。
2. 根据权利要求1所述的用于气体绝缘金属封闭开关的控制装置，其特征在于， 所述的触摸屏为工业级彩色触摸屏。
3. 根据权利要求1所述的用于气体绝缘金属封闭开关的控制装置，其特征在于， 所述的可编程序逻辑控制器为日本三菱FX2n系列PLC。
4. 根据权利要求1所述的用于气体绝缘金属封闭开关的控制装置，其特征在于， 所述的扩展模块为日本三菱产品，型号为FX0N-16EX。
5. 根据权利要求1所述的用于气体绝缘金属封闭开关的控制装置，其特征在于， 所述的通讯模块为日本三菱产品，型号为FX2N-232IF。
6. 根据权利要求1所述的用于气体绝缘金属封闭开关的控制装置，其特征在于， 所述的在线检测模块为Intel 80C196十六单片机为CPU。
专利摘要本实用新型涉及一种用于气体绝缘金属封闭开关的控制装置，其特征在于，由触摸屏、可编程序逻辑控制器、扩展模块、通讯模块和在线检测模块组成，触摸屏和可编程序逻辑控制器连接，可编程序逻辑控制器分别与扩展模块、通讯模块和在线检测模块连接，通讯模块和在线检测模块连接。本实用新型的优点是控制系统结构紧凑，体积小，控制功能改变，一般仅修改程序即可，非常方便，自检和监控功能强，联锁接线少，设计、施工与调试周期短，可靠性高。
文档编号H02B13/065GK201018218SQ20072006698
公开日2008年2月6日 申请日期2007年2月2日 优先权日2007年2月2日
发明者侯平印, 刘全志, 刘全都, 京 苏, 琴 黄 申请人:正泰电气股份有限公司