毕业答辩-中置柜互感器辅助拆装升降机的设计

东北电力大学毕业论文答辩中置柜互感器辅助拆装升降机的设计指导老师：报告人：目录CONTENTSPART

ONE选题背景01PART

TWO

研究内容与方法02PART

THREE

分析讨论03PART

FOUR

控制单元04PART

FIVE

主要结论05选题背景PART

ONE01PARTONE选题背景

中置柜中互感器的安装是一个耗时耗力的过程。安装电流互感器时，实际情况中中置柜空间较小，作业人员需要下蹲式作业，这样不仅耗时费力，而且安装效率低下，尤其对于作业人员而言，长时间疲劳作业，安全隐患增大；同时由于互感器体积大、重量重等因素的影响，整个过程一般需要2~3人相互配合完成，致使安装难度增大；另外，柜内人员由于长时间下蹲作业，易出现手麻脚酸现象，加上高压互感器自身外壳光滑，易导致互感器滑脱摔坏和掉落伤人的安全隐患。这就要求必须有一种能起到支撑作用的小车或者吊装架在较小空间中将电流互感器托起，帮助施工人员快速安全地进行拆装作业。PARTONE选题背景国外对于电子式互感器的研究已有30多年的历史，投入了较大的资金和人力，不断推进电子式互感器的发展，相关行业的一些大公司已迈向产品化、市场化的道路。其中，ABB、西门子、阿海珐（原阿尔斯通）、NxtPhase等公司生产的电子式互感器己有十几年的成功运行业绩，采用电子式互感器的数字化变电站在欧洲也已经投入运行。施奈德电气、美国的PhotonicPowerSystem公司、德国的RITZ公司等公司也在电子式互感器互感器方面进行了一系列的研究。三菱、东芝等公司都已开发或正在开发一系列的电子式互感器产品，并有现场挂网。国外发展现状研究内容与方法PART

TWO02PARTTWO研究内容

1）研究对中置柜互感器拆装升降机进行机构分析

2）设计和对传统的控制方式改进和分析

3）利用计算机语言制作界面并编写相关控制程序，实现中置柜互感器拆装升降机控制功能。PARTTWO研究方法

本方案采用活动平台、利用电动机实现互感器的垂直升降，其最大承载力可达120kg。其中活动平台装置结构简单，加工费用低；另外装置底座为万向底座，可以实现360度全方位水平移动，方便互感器安装时螺孔对正修正，且万向轮带有锁紧机构，一旦位置修正好可以将互感器现有位置锁定，给互感器安装拆卸工作带来便利。普通互感器安装模式，可以实现对1～2部互感器锁紧、升降功能，锁紧器夹持力最大可达680kg;中置柜互感器安装模式，针对安装环境紧凑场合，其夹紧器最大夹持力可达60kg。此外，该装置传动原理简单，制作加工方便，对于各联接处结构较为简单，且易于联接，经济实用。该中置柜内互感器拆装的升降装置总体分为以下五大部分，分别是:1－万向底座、2－升降单元、3-工作台部分、4－万能角铁和5－夹紧装置。分析讨论PART

THREE03PARTTHREE分析讨论Loremipsumdolorsitamet,consecteturadipiscingelit.Nuncbibendumeleifend.AddatitletextLoremipsumdolorsitamet,consecteturadipiscingelit.Nuncbibendumeleifend.Addatitletext具体方案的实施（1）升降单元的设计。中置柜内互感器拆装的升降装置的升降单元总体升降高度范围为:36cm～86cm，在此范围内工作台可在任意位置停止;其升降主体分为三节，每节节高为35cm;其有效载荷:升起时为50kg，下降时为100kg;升降速度约为:0.01m/s;额定电压为:220VAC单相;额定功率为:40W;寿命:升降次数＞50万次。电动升降装置采用电机以蜗轮丝杠来实现升降的方式。其中蜗轮蜗杆与丝杠连接的三维模型如下图所示。PARTTHREE分析讨论（2）夹紧装置设计。中置柜内互感器拆装的升降装置的夹紧部分主要由一款“F”型工具夹组成，其最大夹持力为680kg，行程为60mm;把手移动角度为180度。“F”型工具夹固定在互感器专用架子一侧，在不影响互感器放置的前提下，可以对互感器起到水平方向及垂直方向固定的作用。PARTTHREE分析讨论（3）万向底座设计。在中置柜内对互感器拆装的过程中，当互感器高度满足要求以后，大多时候需要对互感器在水平方向做适当调整，鉴于此，对该升降装置设计了万向底座部分，该部分由4套双倍刹车万向轮组成，其最大承重为500kg;尺寸为43cm～65cm;轮子类型为:4套双倍刹车万向轮。该万向轮结构可使中置柜内对互感器拆装装置实现水平方向360度任意位置调整。控制单元PART

FOUR04PARTFOUR控制单元THR

在本课题的设计中，需要采用无线遥控技术实现对升降机的升降方向控制，其组成主要包括STC89C52单片机和NRF905模块。如下图所示为STC89C52单片机和NRF905模块。

PARTFOUR控制单元THR

本系统控制原理框图如图所示。其中，电压转换模块与中央控制器供电电源的两极相连，并与12V输入电压相连，为单片机控制模块来供电；另一路与控制电机的2个继电器和4个常开触头相连，通过单片机控制继电器驱动电路通断。从原理框图中可以看出，电机驱动模块来控制升降机的升降位置，例如当升降机的位置与理想位置相比过高时，则连接在供电电源负极的常开触头在继电器的作用下闭合，从而使升降机的位置下降；当升降机的位置与理想位置相比过低时，则连接在供电电源的正极的常开触头在继电器的作用下闭合，从而使升降机上升。另外，升降机上升位置的准确性有检测模块来判断。由于，单片机工作时的电压与电机的工作电压有所不同，因此还需要电压转换模块来进行两者之间的电压转换。

PARTFOUR控制单元系统流程图

本系统主控芯片采用单片机系统主开关接通后，单片机开启，首先单片机执行初始化程序，定义各个端口及必要的功能，初始化完成后，完成指示灯亮起并检测系统为电流互感器，安装地点准确：如果不正确，立即改变升降机的位置和方向。然后检查电流互感器的安装情况以及当前工作状态，如果是work1状态即短信控制状态，则等待短信控制代码，收到短信代码后按照短信代码的命令上升/下降升降机，回复应答短信；如果不是work1状态则为手动控制状态work2，此时则等待按键按下，按照按键的指令上升和下降窗户，最后结束。系统软件流程如图所示。主要结论PART

FIVE05PARTFIVE主要结论实现效果通过设计和制造中置柜内电流互感器安装的升降机，并采用无线无线遥控技术来改变升降机的位置和方向，从而改变电流互感器的安装位置，既降低了作业人员的疲劳强度又提高了工作效率以及减少了人工成本，安全隐患也大大的降低，实现了文明生产，创造优质的经济效益。如图，为升降机的成品图。

PARTFIVE主要结论

构建专用的升降机来拆卸和安装中间机柜的互感器，节省安装时间，提高工作效率。在整个设计中用户通过为整个设计最主要的部分，也是设计中的一个难点。升降机的设计对于智能窗系统的顺利运行不可忽略，在实际拆装过程中，为了节约成本，同时也为了适应环境等因素的影响，本设计的主要结构也是式，但是与有很大的区别，其提高整个系统的可操作性能；由于升降机在电机的驱动下可实现上下运动，所以控制其行程也是很有必要的，可以根据具体的要求来实