CN105098987A - 中压智能开关设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了中压智能开关设备，它包括在线监测装置、温度监测模块、接地刀控制模块、底盘车控制模块、诊断***、后台监测***和人机界面，在线监测装置通过RS485总线连接人机界面，温度监测模块、接地刀控制模块、底盘车控制模块分别通过RS485总线连接在线监测装置内的微控制单元MCU，诊断***和后台监测***也与人机界面连接。本发明中压智能开关设备是一种智能配电网中所用的核心部件，除具有传统开关柜的保护功能以外，还可以对开关柜运行状态实时在线监测，并通过人机界面友好显示；同时提供RS485通信接口和以太网接口，为实现后台通信提供了可能，进而提高电力***的安全稳定性。

Description

中压智能开关设备

技术领域

本发明涉及一种中压智能开关设备。

背景技术

在我国，智能电网的建设是一项紧急的任务。我国建设智能电网的目标是“坚强智能电网”，也就是将结构坚强的网架和智能化建设融合在一起，这个有机整体的主要组成部分为发电、输电、变电、配电、用电、自动化调度、通信等。建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网。

在坚强智能电网的配电自动化***中，智能配电设备是其中重要的组成部分，它的发展对我国坚强智能电网的发展起到直接推动作用。其中中压开关设备作为重要的一次配电设备，它的智能化发展和智能电网的发展密切相关。

传统开关柜主要是通过断路器、接触器、热继电器、熔断器、控制继电器、互感器及各种电工仪表（电流表、电压表、功率表、电能表等）组合成的开关控制柜来实现配电、控制、保护、监视等功能，它存在以下缺陷：

手车、接地开关等都无法实现远程逻辑控制；

断路器机械特性信息无法进行实时监测；

触臂、母线、柜内等关键部位温度信息无法进行实时监测；

绝缘件的泄漏电流无法实时监测；

无法将实时数据与阈值进行逻辑判断，及时发出预警信号；

无法提供RS485通信接口或以太网接口；

无法连接构成分布式在线监测保护***。

因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种中压智能开关设备。

为解决上述技术问题，本发明的中压智能开关设备，它包括在线监测装置、温度监测模块、接地刀控制模块、底盘车控制模块、诊断***、后台监测***和人机界面，所述在线监测装置通过RS485总线连接人机界面，所述温度监测模块、接地刀控制模块、底盘车控制模块分别通过RS485总线连接在线监测装置内的微控制单元MCU，所述诊断***和后台监测***也与人机界面连接。

所述在线监测装置包括微控制单元MCU、泄露电流监测单元、湿温度监测单元、霍尔传感器、采集单元和光电隔离器,所述泄露电流监测单元、湿温度监测单元、霍尔传感器、采集单元和光电隔离器均与微控制单元MCU连接。

所述温度监测模块包括天线发射模块、天线接收模块、温度监测处理单元和触臂温度传感器，所述触臂温度传感器与天线发射模块电连接，所述天线发射模块与天线接收模块电连接，所述天线接收模块与温度监测处理单元电连接。

所述接地刀控制模块包括接地开关控制单元和辅助开关，所述接地开关控制单元控制辅助开关位于合闸位置或工作位置，所述辅助开关再与泄漏电流监测单元连接。

所述底盘车控制模块包括底盘车控制单元和辅助开关，所述底盘车控制单元控制辅助开关位于试验位置或工作位置，所述辅助开关再与控制电机连接。

所述诊断***包括状态监测数据采集单元、设备信息库、嵌入式实时数据库、历史数据库，状态监测数据采集单元将采集的数据送至设备信息库，再对信号进行分析与征亮提取，将故障征亮提取后的结果，一方面送至历史数据库，另一方面送至模式识别，模式识别后送至嵌入式实时数据库，最后将结论与决策反馈给人机界面。

所述后台监测***包括基于Modbus通信协议的RS485通讯接口、收发器和光电隔离器，基于IEC61850通信协议的网络接口、网络变压器和网卡芯片。

本发明的有益效果：本发明中压智能开关设备是一种智能配电网中所用的核心部件，除具有传统开关柜的保护功能以外，还可以对开关柜运行状态实时在线监测，并通过人机界面友好显示；同时提供RS485通信接口和以太网接口，为实现后台通信提供了可能，进而提高电力***的安全稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中：1、在线监测装置，2、温度监测模块，3、接地刀控制模块，4、底盘车控制模块，5、诊断***，6、后台监测***，7、人机界面。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。

如图1所示，本发明的中压智能开关设备，它包括在线监测装置1、温度监测模块2、接地刀控制模块3、底盘车控制模块4、诊断***5、后台监测***6和人机界面7，在线监测装置1通过RS485总线连接人机界面7，温度监测模块2、接地刀控制模块3、底盘车控制模块4分别通过RS485总线连接在线监测装置1内的微控制单元MCU，诊断***5和后台监测***6也与人机界面7连接。

在线监测装置1包括微控制单元MCU、泄露电流监测单元、湿温度监测单元、霍尔传感器、采集单元和光电隔离器,泄露电流监测单元、湿温度监测单元、霍尔传感器、采集单元和光电隔离器均与微控制单元MCU连接，泄露电流传感器将检测到的信息传输至泄露电流监测单元，温湿度传感器将检测到的信息传输至湿温度监测单元，霍尔传感器检测储能电流和分合闸电流，带电显示信息和位移传感器检测的信息送至采集单元，开关量送至光电隔离器。在线监测装置1通过实时在线连续的监测，与***设定的阈值参数分析比较，进行智能诊断后给出各故障状态的报警，并将全部监测数据通过RS485上传至上位机进行可视化的人机界面显示，同时在该装置上预留了一对RS485和CAN通信的接口，方便与上位机进行通信。

在线监测功能：泄漏电流、母线温度、断路器机械特性、分合闸电流等。

温度监测模块2包括天线发射模块、天线接收模块、温度监测处理单元和触臂温度传感器，触臂温度传感器与天线发射模块电连接，天线发射模块与天线接收模块电连接，天线接收模块与温度监测处理单元电连接。

接地刀控制模块3包括接地开关控制单元和辅助开关，接地开关控制单元控制辅助开关位于合闸位置或工作位置，辅助开关再与泄漏电流监测单元连接。

底盘车控制模块4包括底盘车控制单元和辅助开关，底盘车控制单元控制辅助开关位于试验位置或工作位置，辅助开关再与控制电机连接。

诊断***5包括状态监测数据采集单元、设备信息库、嵌入式实时数据库、历史数据库，状态监测数据采集单元将采集的数据送至设备信息库，再对信号进行分析与征亮提取，将故障征亮提取后的结果，一方面送至历史数据库，另一方面送至模式识别，模式识别后送至嵌入式实时数据库，最后将结论与决策反馈给人机界面。

后台监测***6包括基于Modbus通信协议的RS485通讯接口、收发器和光电隔离器，基于IEC61850通信协议的网络接口、网络变压器和网卡芯片。

人机界面7还与触摸处理单元、一次回路状态显示单元、曲线数据显示存取单元、参数显示存取单元、时钟管理单元、***参数设置单元连接。

人机界面7采用工业屏，将相关的状态信号、电量信息、在线监测信息友好显示在工业屏上，把智能断路器和在线监测装置数据融合，在人机界面显示和控制，并可以通过人机界面和变电站管理***来轻松修改与配置的保护测控逻辑参数。

中压智能开关设备承担着电力线路的开断和关合、故障保护和***运行监测等重要任务，是电力***中的关键设备。

该产品有如下特点：

1.传统保护：CT断线告警、低电压闭锁过流一段保护、低电压闭锁过流二段保护、过流三段保护、后加速保护、过负荷保护、接地保护一段、接地保护二段、PT断线告警；

2.控制功能：断路器分合、手车摇进摇出、接地开关关合、加热、排风、照明等；

3.在线监测功能：泄漏电流、母线温度、断路器机械特性、分合闸电流等；

4.显示功能：将相关的状态信号、电量信息、在线监测信息友好显示在工业屏上；

5.通信功能：装置内部采用RS485通信，后台可以通过RS485或以太网通信；

6.储存功能：开关设备所用的运行状态通过记录模块进行储存；

7.预警功能：实时逻辑判断，及时发出预警信号。

中压智能开关设备可以实时监测柜内母线连接处的发热温度、绝缘件的泄漏电流、开关机械特性曲线参数、开关量、分合闸线圈电流等进行实时在线监测，并智能诊断，将监测数据实时上传，超过设定阈值时及时告警。此外，该装置还可以对开关柜进行远程操控（如手车电动推进退出，接地开关电动分合以及断路器的分合等），并且能够实现开关柜“状态维修”，并及时发出预警信号，这对电网的安全运行具有重要意义。

Claims (7)

1.中压智能开关设备，其特征在于：它包括在线监测装置、温度监测模块、接地刀控制模块、底盘车控制模块、诊断***、后台监测***和人机界面，所述在线监测装置通过RS485总线连接人机界面，所述温度监测模块、接地刀控制模块、底盘车控制模块分别通过RS485总线连接在线监测装置内的微控制单元MCU，所述诊断***和后台监测***也与人机界面连接。

2.根据权利要求1所述的中压智能开关设备，其特征在于：所述在线监测装置包括微控制单元MCU、泄露电流监测单元、湿温度监测单元、霍尔传感器、采集单元和光电隔离器,所述泄露电流监测单元、湿温度监测单元、霍尔传感器、采集单元和光电隔离器均与微控制单元MCU连接。

3.根据权利要求1所述的中压智能开关设备，其特征在于：所述温度监测模块包括天线发射模块、天线接收模块、温度监测处理单元和触臂温度传感器，所述触臂温度传感器与天线发射模块电连接，所述天线发射模块与天线接收模块电连接，所述天线接收模块与温度监测处理单元电连接。

4.根据权利要求1所述的中压智能开关设备，其特征在于：所述接地刀控制模块包括接地开关控制单元和辅助开关，所述接地开关控制单元控制辅助开关位于合闸位置或工作位置，所述辅助开关再与泄漏电流监测单元连接。

5.根据权利要求1所述的中压智能开关设备，其特征在于：所述底盘车控制模块包括底盘车控制单元和辅助开关，所述底盘车控制单元控制辅助开关位于试验位置或工作位置，所述辅助开关再与控制电机连接。

6.根据权利要求1所述的中压智能开关设备，其特征在于：所述诊断***包括状态监测数据采集单元、设备信息库、嵌入式实时数据库、历史数据库，状态监测数据采集单元将采集的数据送至设备信息库，再对信号进行分析与征亮提取，将故障征亮提取后的结果，一方面送至历史数据库，另一方面送至模式识别，模式识别后送至嵌入式实时数据库，最后将结论与决策反馈给人机界面。

7.根据权利要求1所述的中压智能开关设备，其特征在于：所述后台监测***包括基于Modbus通信协议的RS485通讯接口、收发器和光电隔离器，基于IEC61850通信协议的网络接口、网络变压器和网卡芯片。