CN204989822U - 一种直控式开关装置远程监控终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种直控式开关装置远程监控终端，该终端包括：遥控单元、遥信单元、交流单元、整流单元、第一跳线和第二跳线；根据开关装置的操作机构对应电机类型，调整第一跳线，选择交流单元和整流单元二者择其一进入工作状态，通过第二跳线调整，遥控单元与遥信单元是处于同一线路与开关装置的操作机构相连，还是分割开来，各自独立、同开关装置的操作机构进行连接，在此基础上，对遥控单元通过电路改进，将针对不同电机类型的开关装置操作机构的电气回路进行整合和再创造，本终端同时适用于操作机构的电机类型为直流电机、3柱式单相交流电机、4柱式单相交流电机。

Description

一种直控式开关装置远程监控终端

技术领域

本实用新型涉及自动化控制技术领域，特别涉及一种直控式开关装置远程监控终端。

背景技术

当下，开关装置的远程自动监控中，普遍采用RTU装置来实现。而传统的RTU装置控制逻辑简单，控制输出仅为干接点，需要通过复杂的***辅助继电回路来转换为对开关装置操作机构的动力控制输出。

如图1所示，为传统开关装置远程监控终端对直流电机操作机构的接线原理图；

如图2所示，为传统开关装置远程监控终端对3柱式交流电机操作机构的接线原理图；

如图3所示，为传统开关装置远程监控终端对4柱式交流电机操作机构的接线原理图。

通过上示原理图不难发现，传统开关装置远程监控终端实现对不同操作机构的控制需要在操作机构内至少配置2组限位开关、2组接触器和4～10个接触器辅助触点，以及复杂的***回路(直流电机还需1组单相整流桥)。当然上述为实现开关装置监控的最简化电路，在某些场合可能还会用到带灯按钮、转换开关、中间继电器等其他辅助元器件，在此不做过多描述。

传统的开关装置远程监控终端控制命令输出仅为干接点，虽然可通过不同的***回路适用各种类型电机操作机构，但是同时在某些特定场合，同样伴随着诸多不可避免的局限性，主要体现在以下几个方面：

1)***元器件繁多，布线复杂，故障率偏高；

2)繁多的元器件和复杂的***回路布置于开光装置操作机构内，而在某些恶劣运行环境，操作机构内部的元器件和继电回路需长期承受恶劣环境的影响及干扰，其出现故障的可能性大大增加；

3)由于操作机构直接带电，电机的启动仅依靠遥控接点信号的变位，这在强电磁干扰的情况下，极易造成遥控回路误启动，造成开关的误分、误合，酿成事故；

4)回路复杂，运维人员检修难度大。

上述问题已经给现场运行人员造成了诸多的困扰，尤其在运行环境恶劣的户外隔离开关的监控领域，其问题严重性已经引起业内的普遍重视。

实用新型内容

为解决现有技术的问题，本实用新型提出一种直控式开关装置远程监控终端，本技术方案通过改进电路，将针对不同电机类型的开关装置操作机构的电气回路进行整合和再创造，提出了一种匹配多种类型电机的方案。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种直控式开关装置远程监控终端，该终端包括：遥控单元、遥信单元、交流单元、整流单元、第一跳线和第二跳线；

所述开关装置远程监控终端对应的操作机构是直流式电机操作机构，通过第一跳线调整让所述整流单元处于工作状态，且所述交流单元不处于工作状态；所述开关装置远程监控终端对应的操作机构是三柱式单相交流电机操作机构或四柱式单相交流电机操作机构，通过第一跳线调整让所述交流单元处于工作状态，且所述整流单元不处于工作状态；

通过第二跳线调整，所述遥控单元与所述遥信单元通过同一线路与开关装置的操作机构相连；当无遥控操作时，所述遥信单元处于工作状态，所述遥控单元处于非工作状态，所述遥信单元通过所述同一线路采集开关装置的遥信信号；当且仅当执行遥控操作时，所述遥信单元退出工作状态，所述遥控单元投入工作状态，所述遥控单元接收来自所述交流单元或整流单元输出的电流，所述遥控单元利用电流产生带有时限的控制电流，所述控制电流通过所述同一线路传送至开关装置操作机构，当遥控操作执行完毕后，所述遥控单元即刻退出工作状态，所述遥信单元恢复工作状态，直至执行下一次遥控操作；

通过第二跳线调整，所述遥控单元与所述遥信单元通过不同线路与开关装置的操作机构相连；所述遥信单元采集遥信信号，根据所述遥信信号判断所述开关装置的状态；所述遥控单元接收来自所述交流单元或整流单元输出的电流，所述遥控单元利用电流产生控制信号，通过另一线路将控制信号传输至所述操作机构，控制开关装置进行分/合闸；

所述遥控单元包括第一控制开关和第二控制开关；其中，

所述第一控制开关的第一触点的一端与所述远程监控终端的第一接入端子相连，所述第一控制开关的第一触点的另一端与交流单元的对应接口或整流单元的对应接口相连；所述第一控制开关的第二触点的一端同时与所述第二控制开关的第二触点的一端、所述远程监控终端的第三接入端子相连，所述第一控制开关的第二触点的另一端与交流单元的对应接口或整流单元的对应接口相连；所述第一控制开关的第三触点的一端与所述远程监控终端的第四接入端子、第二控制开关的第三触点的一端相连，所述第一控制开关的第三触点的另一端与所述第二控制开关的第三触点的另一端、第一控制开关的第一触点的另一端、交流单元的对应接口或整流单元的对应接口相连；所述第一控制开关的第四触点的一端与所述第二控制开关的第四触点的一端、所述远程监控终端的第五接入端子相连，所述第一控制开关的第四触点的另一端与所述第二控制开关的第四触点的另一端、第一控制开关的第二触点的另一端、交流单元的对应接口或整流单元的对应接口相连；

所述第二控制开关的第一触点的一端与所述远程监控终端的第二接入端子相连，所述第二控制开关的第一触点的另一端与交流单元的对应接口或整流单元的对应接口相连；所述第二控制开关的第二触点的另一端与交流单元的对应接口或整流单元的对应接口相连；

所述远程监控终端的第一接入端子通过第一线缆串接所述操作机构的第一限位开关，所述第一限位开关与电机的一端相连，所述远程监控终端的第三接入端子通过第三线缆与电机的另一端相连，所述第一控制开关、第一限位开关闭合，则所述远程监控终端输出遥控分闸信号；

所述远程监控终端的第二接入端子通过第二线缆串接所述操作机构的第二限位开关，所述第二限位开关与电机的一端相连，所述远程监控终端的第三接入端子通过第三线缆与电机的另一端相连，所述第二控制开关、第二限位开关闭合，则所述远程监控终端输出遥控合闸信号。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述遥控单元还包括：第四控制开关和第五控制开关；其中，

所述第四控制开关连接于所述远程监控终端第一接线端子和第二接线端子之间，所述第五控制开关连接于所述远程监控终端第二接线端子和第三接线端子之间，所述第四控制开关与所述第五控制开关同时闭合用于释放遥控分/合闸操作存在于线路的残留电压。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述遥信单元内部的直流电源的第一正极端与所述第三限位开关的一端相连；

所述遥信单元内部的直流电源的第二正极端与所述第四限位开关的一端相连；

所述遥信单元内部的直流电源的公共端同时与所述第三限位开关的另一端、所述第四限位开关的另一端相连。

所述遥信单元用于开关装置的分、合位遥信信号采集。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述遥信单元包括第三控制开关；其中，

所述第三控制开关的第一触点的一端与所述遥信单元内部的直流电源第一正极相连，所述第三控制开关的第一触点的另一端与所述远程监控终端的第一接入端子相连；

所述第三控制开关的第二触点一端与所述遥信单元内部的直流电源第二正极相连，所述第三控制开关的第二触点另一端与所述远程监控终端的第二接入端子相连；

所述第三控制开关的第三触点一端与所述遥信单元内部的直流电源负极相连，所述第三控制开关的第三触点另一端与所述远程监控终端的第三接入端子相连；

所述第三控制开关闭合用于开关装置的分、合位遥信信号采集。

本技术方案与传统型开关装置远程监控终端相比，克服了技术背景中所述的技术问题，具有显著的优势：

由于开关装置操作机构多布置于户外，本技术方案提出的开关装置远程监控终端的应用，省去了操作机构内的复杂***回路和电器元件，也就不存在恶劣气候和运行工况对继电回路的影响和干扰，提高了***稳定性和可靠性；

本技术方案省去了操作机构内部的供电电源，在没有遥控输出时，操作机构内没有电源，这在避免开关误动作方面有着明显的优势。即便外部干扰串入操作机构的控制回路，由于没有电源接入，操作机构也就不可能动作。因此，相对于传统开关装置远程监控终端仅输出干接点控制命令，而依靠单独接入操作机构内的电源驱动电机转动的方式，其遥控操作的可靠性大大提高；

精简了***元器件和电气回路，无论适用于何种电机，无需做***电气回路的更改设计。同时也使得现场运行维护人员的检修工作变得简便易行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统开关装置远程监控终端对直流电机操作机构的接线原理图；

图2为传统开关装置远程监控终端对3柱式交流电机操作机构的接线原理图；

图3为传统开关装置远程监控终端对4柱式交流电机操作机构的接线原理图；

图4为本实用新型提出的一种直控式开关装置远程监控终端的原理图；

图5为本实施例的开关装置远程监控终端的接线图之一；

图6为本实施例的开关装置远程监控终端的接线图之二；

图7为本实施例的开关装置远程监控终端的接线图之三。

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。

由于操作机构多种多样，其使用电机分为直流电机、3柱式单相交流电机、4柱式单相交流电机。本实用新型提出了一种新型的控制回路，做到了最大程度的通用性，可适用于以上三种类型操作机构，而无需开关装置远程监控终端外部的电气回路更改。

1)电源切换回路

本技术方案内置电源切换板卡，将整流回路和交流回路整合在一起，根据不同电机应用，通过跳线调整，将整流回路或者交流回路二者其一投入使用。如图4所示，当电源切换回路跳线位于J1时，即可实现将外部交流电源供电进行整流，并将直流电流通过整流单元的正极输出端输出，整流单元的负极输出端将直流电流的负极通输出。当电源切换回路跳线位于J2时，即可实现将外部交流电源直接分配至控制回路，交流电压L端输出至交流电压N端输出至

2)遥控回路

本技术方案内置遥控回路设4个接合点即与电源切换板卡搭接。通过图4所示不难发现，当电源切换回路跳线位置位于J1时，即开关装置远程监控终端对应的操作机构工作于直流电机适用模式时，遥控单元的端输入正极电流，端输入负极电流；当电源切换回路跳线位置位于J2时，即开关装置远程监控终端对应的操作机构工作于交流电机适用模式时，遥控单元的端为交流L端，遥控单元的 端为交流N端。

本技术方案内置遥控回路设置2组遥控开关，分闸开关K1和合闸开关K2。K1、K2均为4极开关，可同时分断或接通4个接点。本技术方案可将控制信号输出至 5个端子。当K1闭合时，带电，当K2闭合时带电。

当装置工作于直流电机操作机构适用模式时，即跳线位于J1时，遥控回路的工作模式如下：

K1闭合，将直流电正极加载于端子，将直流电负极加载于端子。

K2闭合，将直流电正极加载于端子，将直流电负极加载于端子。

当装置工作于交流电机操作机构适用模式时，即跳线位于J2时，遥控回路的工作模式如下：

K1闭合，将交流电L端加载于端子，将直流电N端加载于端子。

K2闭合，将交流电L端加载于端子，将直流电N端加载于端子。

3)遥信回路

本实用新型遥信回路可单独形成回路连接开关装置限位开关，也可同遥信回路共用，判定开关装置的分/合闸位置。当遥信回路跳线位于J3时，遥信回路将3条线缆分别连接至T1端子、T2端子、T3端子，通过限位开关实现开关装置分/合闸信号采集；当遥信回路跳线位于J4时，即相当于断开了遥控回路和遥信回路的联络，此时，遥信回路通过 端子连接至开关装置限位开关，采集开关装置的分/合位信息。

如图5所示，为本实施例的开关装置远程监控终端的接线图之一；如图6所示，为本实施例的开关装置远程监控终端的接线图之二；如图7所示，为本实施例的开关装置远程监控终端的接线图之三。

1)遥信采集

当没有分、合闸操作时，本开关装置远程监控终端的遥信回路处于持续工作状态，我们假设开关装置远程监控终端的遥信回路工作于遥控、遥信共用回路状态，即第二跳线位于J3。

当开关装置处于合位时，即限位开关SQ1闭合，限位开关SQ2断开时，开关K3闭合，遥信回路的24V直流电源的正极输出端输出的电流会经过开关K3，端子、限位开关SQ1、电机线圈，端子，返回至24V直流电源的公共端，此时RTU装置即可判定限位开关SQ1处于闭合，从而判定开光装置处于合位状态。当开光装置处于分位时，同理可推论，开关装置远程监控终端的遥信回路可在24V直流电源的正极输出端、端子、电机线圈、端子、24V直流电源的公共端之间形成导通回路，从而判定开关装置处于分位。

当现场应用无需遥控、遥信回路共用时，可将第二跳线调整到J4，此时遥信回路单独与开关装置限位开关形成回路。其原理同上，不在赘述。

2)遥控分、合闸操作

本实施例的遥控回路需要根据不同的开关装置操作机构(直流电机、3柱单相交流电机、4柱单相交流电机)而做出一定的跳线调整。下面将分别阐述本技术方案在不同应用下的工作原理。

[1]直流电机操作机构

在开关装置的操作机构采用直流电机的形式时，本开关装置远程监控终端需要将电源切换板卡上的第一跳线调整为J1，第二跳线调整为J3，此时，实际连接电路如图5所示。此时需使用端子、端子、端子，端子、端子悬空。

假设此时开关处于分闸位置(限位开关SQ1断开，限位开关SQ2闭合)，即将执行合闸操作。此时本开关装置远程监控终端内置遥控开关K2将闭合，整流回路的正极端输出的直流电流将通过K2、SQ2加载于直流电机正极端，整流回路负极端输出的直流电流将通过遥控开关K2、加载于直流电机的负极端，直流电机启动正转。当操作机构驱动开关动作变位成功后，此时限位开关SQ1断开，限位开关SQ2闭合，即切断了电机电源，电机停转，合闸操作停止。遥控开关K2的闭合是带时限的，其闭合时间稍长于合闸的操作时间(为了使得操作机构动作时间充足，防止某些特殊情况下，开关动作不到位)，假设在遥控开关K2闭合4.5S后开关装置合闸到位，电机停转，遥控开关K2会在闭合5S后自动断开。

经过以上描述，不难推演该RTU的分闸过程。即遥控开关K1闭合，将直流电源通过遥控开关K1、SQ1反向加载于直流电机线圈，驱动电机反转，即执行分闸操作。同上所述，遥控开关K1的闭合同样为带时限闭合。

为了释放电机线圈中可能存在的残余电压，本开关装置远程监控装置设置了短时放电开关K4、放电开关K5，当遥控输出停止后，短时闭合放电开关K4、放电开关K5，将电机线圈短接，达到释放电机残余电压的效果。放电开关K4的闭合同样是带时限的，时限为0.4S。

放电开关K4断开后，开关K3立即闭合，启动遥信回路。

[2]3柱式单相交流电机操作机构

在开关装置采用3柱式单相交流电机的***中，本终端需要将电源切换板卡上的跳线调整为J2。此时，实际连接电路如图6所示。此时需连接端子，端子悬空。

假设此时开关处于分闸位置(SQ1断开，SQ2闭合)，即将执行合闸操作。本开关装置远程监控终端内置遥控开关K2将闭合，交流回路输出的交流电源L端将通过K2、SQ2加载于交流电机正转绕组，交流回路输出的交流流电源N端将通过K2、加载于交流电机公共端。交流电机即启动正转。当操作机构驱动开关动作变位成功后，SQ1断开，SQ2闭合，此时即切断了电机电源，电机停转，合闸操作停止。K2在到达输出时限后，自动断开。

经过以上描述，不难推演该RTU的分闸过程。即K1闭合，将交流电源通过K1、 SQ1加载于交流电机反转端子，驱动电机反转，即执行分闸操作。同上所述，K1的闭合同样为带时限闭合。

当完成遥控操作后，K4、K5立即短暂闭合0.4S后断开，释放电机线圈残余电压。下面接着启动遥信回路。

[3]4柱式单相交流电机操作机构

在开关装置采用4柱式单相交流电机的***中，本实用新型RTU需要将电源切换板卡上的跳线调整为J2，此时，实际连接电路如图7所示。此时需连接 端子。

假设此时开关处于分闸位置(SQ1断开，SQ2闭合)，即将执行合闸操作。此时本终端内置遥控开关K2将闭合，交流回路输出的交流电源L端将经过K2、SQ2加载于主绕组上端，N端将经过K2、加载于主绕组下端(电容外侧)；交流电源L端同时经过K2、加载于副绕组上端，交流电源N端同时经过K2、加载于副绕组下端。由于主、副绕组加载电压的极性相同，此时电机正转，驱动开关装置合闸。

经过以上描述，不难推演该终端的分闸过程。即开关K1闭合，将交流电源通过K1、SQ1加载于电机主绕组，将交流电源通过K1、反向加载于电机副绕组。此时相当于将电机的主绕组L、N接线反置，由于电机主、副绕组极性不同，电机启动反转，执行分闸操作。

当完成遥控操作后，K4、K5立即短暂闭合0.4S后断开，释放电机线圈残余电压下面接着启动遥信回路。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种直控式开关装置远程监控终端，其特征在于，该终端包括：遥控单元、遥信单元、交流单元、整流单元、第一跳线和第二跳线；

所述开关装置远程监控终端对应的操作机构是直流式电机操作机构，通过第一跳线调整让所述整流单元处于工作状态，且所述交流单元不处于工作状态；所述开关装置远程监控终端对应的操作机构是三柱式单相交流电机操作机构或四柱式单相交流电机操作机构，通过第一跳线调整让所述交流单元处于工作状态，且所述整流单元不处于工作状态；

通过第二跳线调整，所述遥控单元与所述遥信单元通过同一线路与开关装置的操作机构相连；当无遥控操作时，所述遥信单元处于工作状态，所述遥控单元处于非工作状态，所述遥信单元通过所述同一线路采集开关装置的遥信信号；当且仅当执行遥控操作时，所述遥信单元退出工作状态，所述遥控单元投入工作状态，所述遥控单元接收来自所述交流单元或整流单元输出的电流，所述遥控单元利用电流产生带有时限的控制电流，所述控制电流通过所述同一线路传送至开关装置操作机构，当遥控操作执行完毕后，所述遥控单元即刻退出工作状态，所述遥信单元恢复工作状态，直至执行下一次遥控操作；

通过第二跳线调整，所述遥控单元与所述遥信单元通过不同线路与开关装置的操作机构相连；所述遥信单元采集遥信信号，根据所述遥信信号判断所述开关装置的状态；所述遥控单元接收来自所述交流单元或整流单元输出的电流，所述遥控单元利用电流产生控制信号，通过另一线路将控制信号传输至所述操作机构，控制开关装置进行分/合闸；

所述遥控单元包括第一控制开关(K1)和第二控制开关(K2)；其中，

所述第一控制开关(K1)的第一触点的一端与所述远程监控终端的第一接入端子(T1)相连，所述第一控制开关(K1)的第一触点的另一端与交流单元的对应接口或整流单元的对应接口相连；所述第一控制开关(K1)的第二触点的一端同时与所述第二控制开关(K2)的第二触点的一端、所述远程监控终端的第三接入端子(T3)相连，所述第一控制开关(K1)的第二触点的另一端与交流单元的对应接口或整流单元的对应接口相连；所述第一控制开关(K1)的第三触点的一端与所述远程监控终端的第四接入端子(T4)、第二控制开关(K2)的第三触点的一端相连，所述第一控制开关(K1)的第三触点的另一端与所述第二控制开关(K2)的第三触点的另一端、第一控制开关(K1)的第一触点的另一端、交流单元的对应接口或整流单元的对应接口相连；所述第一控制开关(K1)的第四触点的一端与所述第二控制开关(K2)的第四触点的一端、所述远程监控终端的第五接入端子(T5)相连，所述第一控制开关(K1)的第四触点的另一端与所述第二控制开关(K2)的第四触点的另一端、第一控制开关(K1)的第二触点的另一端、交流单元的对应接口或整流单元的对应接口相连；

所述第二控制开关(K2)的第一触点的一端与所述远程监控终端的第二接入端子(T2)相连，所述第二控制开关(K2)的第一触点的另一端与交流单元的对应接口或整流单元的对应接口相连；所述第二控制开关(K2)的第二触点的另一端与交流单元的对应接口或整流单元的对应接口相连；

所述远程监控终端的第一接入端子(T1)通过第一线缆(A)串接所述操作机构的第一限位开关(SQ1)，所述第一限位开关(SQ1)与电机的一端相连，所述远程监控终端的第三接入端子(T3)通过第三线缆(C)与电机的另一端相连，所述第一控制开关(K1)、第一限位开关(SQ1)闭合，则所述远程监控终端输出遥控分闸信号；

所述远程监控终端的第二接入端子(T2)通过第二线缆(B)串接所述操作机构的第二限位开关(SQ2)，所述第二限位开关(SQ2)与电机的一端相连，所述远程监控终端的第三接入端子(T3)通过第三线缆(C)与电机的另一端相连，所述第二控制开关(K2)、第二限位开关(SQ2)闭合，则所述远程监控终端输出遥控合闸信号。

2.如权利要求1所述的终端，其特征在于，所述遥控单元还包括：第四控制开关(K4)和第五控制开关(K5)；其中，

所述第四控制开关(K4)连接于所述远程监控终端第一接线端子(T1)和第二接线端子(T2)之间，所述第五控制开关(K5)连接于所述远程监控终端第二接线端子(T2)和第三接线端子(T3)之间，所述第四控制开关(K4)与所述第五控制开关(K5)同时闭合用于释放遥控分/合闸操作存在于线路的残留电压。

3.如权利要求1或2所述的终端，其特征在于，所述遥信单元内部的直流电源的第一正极端与第三限位开关(SQ3)的一端相连；

所述遥信单元内部的直流电源的第二正极端与第四限位开关(SQ4)的一端相连；

所述遥信单元内部的直流电源的公共端同时与所述第三限位开关(SQ3)的另一端、所述第四限位开关(SQ4)的另一端相连；

所述遥信单元用于开关装置的分、合位遥信信号采集。

4.如权利要求1或2所述的终端，其特征在于，所述遥信单元包括第三控制开关(K3)；其中，

所述第三控制开关(K3)的第一触点的一端与所述遥信单元内部的直流电源第一正极相连，所述第三控制开关(K3)的第一触点的另一端与所述远程监控终端的第一接入端子(T1)相连；

所述第三控制开关(K3)的第二触点一端与所述遥信单元内部的直流电源第二正极相连，所述第三控制开关(K3)的第二触点另一端与所述远程监控终端的第二接入端子(T2)相连；

所述第三控制开关(K3)的第三触点一端与所述遥信单元内部的直流电源负极相连，所述第三控制开关(K3)的第三触点另一端与所述远程监控终端的第三接入端子(T3)相连；

所述第三控制开关(K3)闭合用于开关装置的分、合位遥信信号采集。