24kV高壓真空斷路器的無線遙控裝置的製作方法
2023-09-18 01:38:15
專利名稱：24kV高壓真空斷路器的無線遙控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及無線遙控器技術，具體為一種24kV高壓真空斷路器的無線遙控裝置。
背景技術：
隨著我國大中城市的用電負荷急劇增大，以及農村電網線路長、設備老、線損高的 問題日益突出，原有的10kV供電已經難以滿足供電要求，逐漸暴露出其供電距離過大、 線損率高、電壓質量難以合乎要求等弱點，而採用20kV電壓等級供電具有增加供電能 力、保證電壓質量、降低電網電能損耗、節省電網建設費用等一系列優勢。我國目前正 投以巨資對20kV電網進行建設，24kV真空斷路器是搭建20kV配電網的重要設備之一。 24kV真空斷路器大多數在戶外使用，安裝在20kV配電網的杆塔上，使用數量大，安 裝位置高，當需要人員的對其操作時，需通過絕緣拉杆對戶外柱上真空斷路器進行分合 閘，這種操作既不方便也不安全。因此，急需具有無線分組遠程控制功能的24kV斷路 器，但目前的無線開關電源使用的是變壓器電源，當電路參數確定後，輸出電壓是恆定 的，但輸出電流隨負載增減而變化，對無線開關工作的可靠性有所影響且每臺斷路器需 使用與之對應的無線遙控器，當檢修操作時需帶多個遙控器，使用時需一一對應比較繁 瑣。同時20kV輸電線路的高電壓強電流對無線開關裝置也提出苛刻的要求，使EMC 電磁兼容程度要求更嚴格，以往的無線開關並不能勝任高壓領域，容易發生誤動作，給 可靠性帶來挑戰。
因此，需要研究開發一種抗電磁幹擾能力強，在工作環境及其苛刻的情況下，可實 現遠程分組無線控制24kV斷路器可靠動作的控制器。
發明內容
本實用新型要解決的問題是24kV真空斷路器分合閘操作不方便，現有無線開關 的使用繁瑣，不能適用於高壓領域，需要一種抗電磁幹擾能力強，工作穩定、適於高壓 環境的真空斷路器無線遙控裝置。
本實用新型的技術方案為24kV高壓真空斷路器的無線遙控裝置，由電源單元、 無線發射單元、無線接收單元、執行單元組成，無線發射單元與無線接收單元對應，為無線通訊連接，無線接收單元連接執行單元，電源單元輸出電源至無線接收單元和執行 單元，其中電源單元包括整流電路和脈寬調製電路，所述整流電路將220V交流電整流 為220V直流電，脈寬調製電路將220V直流電變換為12V。
本實用新型無線發射單元包括PT2262晶片、38KHZ晶振和周邊電路，38KHZ晶 振並聯一 1.2MQ可調電阻再與PT2262晶片連接；無線接收單元包括PT2272晶片、 76KHZ晶振和周邊電路，76KHZ晶振並聯一 200KQ可調電阻再與PT2272晶片連接。 執行單元包括高速隔離光耦、直流12V繼電器和分合閘電容，直流12V繼電器常開， 無線接收單元經高速隔離光耦、直流12V繼電器連接分合閘電容，繼電器線圈兩端並 聯二極體。
本實用新型電源單元採用封閉模塊電源，由交流220V整流為220V直流，並經脈
寬調製PWM變換為直流12V，輸出電流恆定，省去以往無線接收器的電源電路，減小
了遙控裝置的體積，並節約成本，提高了裝置效率。電源模塊直流12V給執行單元的
繼電器供電，也作為給PT2272晶片電源，220V直流電給執行單元的分合閘電容充電。
由於是通過模塊電源供電，而非以往的直接使用變壓器電源，保證了電源的穩定性。 無線發射單元的PT2262晶片是一種遠程控制編碼器，與PT2272晶片進行配套，
採用CMOS技術。它將數據和地址編碼成一系列適合射頻和紅外模式的波形。PT2262
晶片最多有12位三態門地址針，可提供531441種代碼地址；因此，徹底地減少了代碼
衝突和掃描到未經授權代碼的可能性，解決了由一臺無線遙控器只對應一個無線開關的
問題。無線發射單元要求一個精密的震蕩頻率，因此將晶振並聯一個可調電阻，無線接
收單元的PT2272晶片晶振頻率必須是PT2262的2.5 8倍，才能確保正確接收無線發射
單元發射的數據，因此，為了確保無線編碼正確接收，無線發射單元的選用1.2MQ電
阻，無線接收單元選用200KQ電阻。
無線接收單元，由76KHZ晶振、設置地址編碼的撥碼開關、LED燈、PT2272晶片 組成。PT2272晶片對接收的無線編碼信號進行確認，判別是有用的無線編碼信號後進 行存儲，並與上次存儲的無線編碼進行比較，如一致則進行接收下一組無線編碼信號， 並確認是否與所設的編碼地址一致，如一致則對數據口 D0或D1置高電位；繼續接收 無線編碼並判別是否與預設編碼地址一致，如一致則保持輸出數據口的狀態，如不一致， 則釋放存儲編碼數據和數據口 DO和Dl 。
執行單元由高速隔離光耦、12V電源、直流12V繼電器、分合閘電容組成。無線接 收單元確認接收的無線編碼為正確時，在數據口輸出高電位驅動高速光耦導通，使直流 12V繼電器線圈得電，直流12V繼電器常開觸點吸合，使分合閘電容分閘或合閘控制迴路導通，實現分合閘操作。高速隔離光耦的使用確保繼電器免受幹擾誤動作，實現抗電 磁幹擾。
針對現有無線遙控存在的問題，本實用新型提供了抗幹擾能力強、無線接收可靠的 遙控裝置，可實現一臺遙控器對多個24kV斷路器獨立分合閘操作，極大的提高了操作 人員對斷路器的安全便捷可靠操作。本實用新型遙控裝置結構緊湊、容易操作、安全性 高、可靠性高、可對24kV高壓真空斷路器進行遠程無線分合閘操作。
圖1為本實用新型結構示意圖。 圖2為本實用新型無線發射單元電路圖。 圖3為本實用新型無線接收單元電路圖。 圖4為本實用新型無線發射單元流程圖。 圖5為本實用新型無線接收單元流程圖。 圖6為本實用新型的編碼晶振頻率圖。 圖7為本實用新型的解碼晶振頻率圖。
具體實施方式
如圖l，本實用新型由電源單元、無線發射單元、無線接收單元、執行單元組成， 無線發射單元與無線接收單元對應，為無線通訊連接，無線接收單元連接執行單元，電 源單元輸出電源至無線接收單元和執行單元，其中電源單元包括整流電路和脈寬調製電 路，所述整流電路將220V交流電整流為220V直流電，脈寬調製電路將220V直流電 變換為12V。
本實用新型無線發射單元包括PT2262晶片、38KHZ晶振和周邊電路，38KHZ晶 振並聯一 1.2MQ可調電阻再與PT2262晶片連接；無線接收單元包括PT2272晶片、 76KHZ晶振和周邊電路，76KHZ晶振並聯一 200KQ可調電阻再與PT2272晶片連接。 執行單元包括高速隔離光耦、直流12V繼電器和分合閘電容，直流12V繼電器常開， 無線接收單元經高速隔離光耦、直流12V繼電器連接分合閘電容，繼電器線圈兩端並 聯二極體。
電源單元將變壓器提供的交流220V，整流為直流220V，並經脈寬調製PWM變換 為直流12V。直流220V對20000uF電容充電，所述20000uF電容即為分合閘電容，由分合閘電容提供給斷路器分合閘電流。電源單元輸出電流恆定，不用變壓器來調整電壓， 減小了接收器的體積，並節約成本，提高了裝置效率。電源單元的直流12V給執行單 元的直流12V繼電器供電，也作為無線接收單元電源。
無線發射單元由4.5V電池對PT2262晶片供電，電路圖如圖2，對地址編碼進行初次 使用設置，可設置方式多達531441種，可有效防止無線編碼發生衝突事件的發生，確保 接收模塊執行動作的可靠性。具體流程如圖4所示，通電後，PT2262晶片進入準備模式， 按鈕觸發發射使能腳，如果發射引腳電平為高，則執行無線數據和地址編碼的發送，經 編碼後的數據和地址由發射腳DOUT連接的發射天線向外發生，發射後再次檢測發射使 能腳是否為高電平，如為高電平，則繼續發射無線編碼，如為低電平，則釋放發存儲區 編碼數據，返回準備模式，等待下次發射。
無線接收單元由76KHZ晶振、設置地址編碼的撥碼開關、LED燈、PT2272晶片等組 成，電路圖如圖3。其工作流程如圖5所示，對編碼地址進行初始化，通過撥碼開關對 PT2272晶片的A0 A9引腳進行初始化設置。通電後，PT2272晶片進入準備模式，等待 無線發射單元發射無線編碼，在接收範圍內有無線編碼，貝UPT2272晶片對接收的無線編 碼信號進行確認，判別是有用的無線編碼信號後進行存儲，並與上次存儲的無線編碼進 行比較，如一致則進行接收下一組無線編碼信號，並確認是否與所設的編碼地址一致， 如一致則對數據口D0或D1置高電位；繼續接收無線編碼，並判別是否與所設編碼地址 一致，如一致則保持輸出數據口狀態，如不一致，則釋放存儲編碼數據和數據口DO和 Dl。
無線接收單元的晶振頻率要求很嚴格，需要是無線發射單元品振頻率的2倍以上。 通過晶振管腳兩端的可調電阻進行頻率調整，無線發射單元的編碼晶振頻率和可調電阻 關係見圖6，無線接收單元的解碼晶振頻率和可調電阻關係見圖7。
本實用新型執行單元由高速隔離光耦、12V電源、直流12V繼電器、二極體、分合 閘電容組成。當PT2272晶片確認接收的無線編碼為正確時，在PT2272晶片的數據口輸 出高電位驅動高速隔離光耦導通，高速隔離光耦另一端連接直流12V電源。高速隔離光 耦導通使直流12V繼電器線圈得電，直流12V繼電器常開觸點吸合，使分合閘電容分閘 或合閘控制迴路導通，從而實現分合閘操作。直流12V繼電器線圈兩端並聯二極體，防 止反向電流損壞繼電器線圈；高速隔離光耦的使用確保繼電器免受幹擾誤動作。
本實用新型的操作步驟為 1.合上電源；2. 設置無線接收模塊編碼地址和無線發射模塊地址，可選擇多達531441種組合;
3. 設置24kV真空斷路器為可遙控的功能；
4. 由無線發射器發出無線編碼式的分合閘命令；
5. 安裝在24kV斷路器箱體上的無線接收單元接收到經調理電路後的無線編碼， 並進行存儲；
6. 無線接收單元對接收的無線編碼進行解碼，當連續接收到兩組編碼與所設編碼 地址一致時，將數據口 D0或D1輸出高電平，使高速隔離光耦導通，直流12V 繼電器觸點吸合，斷路器合閘或分閘控制迴路導通，實現斷路器合閘或分閘；
7. 繼續接收無線編碼並判斷是否與所設編碼一致， 一致則保持數據口輸出狀態， 不一致則釋放存儲單元編碼數據，並將數據口 D0和Dl狀態清除；
8. 返回到準備接收無線編碼的模式。
權利要求1、24kV高壓真空斷路器的無線遙控裝置，其特徵是由電源單元、無線發射單元、無線接收單元、執行單元組成，無線發射單元與無線接收單元對應，為無線通訊連接，無線接收單元連接執行單元，電源單元輸出電源至無線接收單元和執行單元，其中電源單元包括整流電路和脈寬調製電路，所述整流電路將220V交流電整流為220V直流電，脈寬調製電路將220V直流電變換為12V直流電。
2、 根據權利要求1所述的24kV高壓真空斷路器的無線遙控裝置，其特徵是無線發 射單元包括PT2262晶片、38KHZ晶振和周邊電路，38KHZ晶振並聯一 1.2MQ可調電 阻再與PT2262晶片連接；無線接收單元包括PT2272晶片、76KHZ晶振和周邊電路， 76KHZ晶振並聯一 200KQ可調電阻再與PT2272晶片連接。
3、 根據權利要求1或2所述的24kV高壓真空斷路器的無線遙控裝置，其特徵是執 行單元包括高速隔離光耦、直流12V繼電器和分合閘電容，直流12V繼電器常開，無 線接收單元經高速隔離光耦、直流12V繼電器連接分合閘電容，繼電器線圈兩端並聯二 極管。
專利摘要24kV高壓真空斷路器的無線遙控裝置，由電源單元、無線發射單元、無線接收單元、執行單元組成，無線發射單元與無線接收單元對應，為無線通訊連接，無線接收單元連接執行單元，電源單元輸出電源至無線接收單元和執行單元，其中電源單元包括整流電路和脈寬調製電路。針對現有無線遙控存在的問題，本實用新型提供了抗幹擾能力強、無線接收可靠的遙控裝置，可實現一臺遙控器對多個24kV斷路器獨立分合閘操作，極大的提高了操作人員對斷路器的安全便捷可靠操作。本實用新型遙控裝置結構緊湊、容易操作、安全性高、可靠性高、可對24kV高壓真空斷路器進行遠程無線分合閘操作。
文檔編號G08C17/02GK201345314SQ200820214510
公開日2009年11月11日 申請日期2008年12月19日 優先權日2008年12月19日
發明者軍 戴, 莘 林 申請人:南京因泰萊配電自動化設備有限公司