智能一體化開關(guān)柜操顯裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能一體化開關(guān)柜操顯裝置，裝置包括下列八大模塊：開關(guān)柜狀態(tài)指示模塊、溫濕度在線監(jiān)測模塊、智能操控模塊、弧光保護(hù)模塊、保護(hù)測控模塊、斷路器在線監(jiān)測模塊以及通信模塊、人機接口模塊。本實用新型通過上述模塊，集成解決變電站中開關(guān)柜的開關(guān)柜在線監(jiān)測、溫濕度自動監(jiān)控、電動手及車地刀自動控制、弧光保護(hù)、保護(hù)測控、五防聯(lián)閉鎖、真空度在線監(jiān)測功能，以滿足一次設(shè)備智能化、可視化的要求，有力的保證一次設(shè)備的安全運行和電網(wǎng)的安全運行，降低設(shè)備的維護(hù)費用，這對電網(wǎng)的運行和實現(xiàn)對設(shè)備的精益化管理都具有非常重要的意義。
【專利說明】智能一體化開關(guān)柜操顯裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種智能一體化開關(guān)柜操顯裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電力開關(guān)柜是電力領(lǐng)域最為常用的設(shè)備之一，其可靠性直接影響電力系統(tǒng)的安全運行和可靠性。但是也存在著操控上的一些問題和安全問題:開關(guān)柜在運行過程中柜門始終是封閉的，運行人員無法知道柜內(nèi)主接線，開關(guān)柜表面的一次主接線無法動態(tài)指示開關(guān)柜內(nèi)各種元器件的實際工作狀態(tài)；凝露問題在絕緣事故中占相當(dāng)大的比例，高壓開關(guān)柜內(nèi)的溫濕度控制也是不容忽略的；設(shè)備狀態(tài)及壽命無法及時準(zhǔn)確的了解，不得不需要電力管理者對現(xiàn)場進(jìn)行人工定時檢修，有些故障隱患還不能被及時發(fā)現(xiàn)，這也是多年來困擾電力安全生產(chǎn)的問題；在開關(guān)柜的設(shè)計上如有語音防誤將更方便運行人員的操作。
[0003]目前，傳統(tǒng)上為了滿足上述需求，配備了各種操作開關(guān)、溫濕度控制器、測量儀表、帶電顯示裝置、模擬牌等設(shè)備，不僅造價較高，而且設(shè)備接線復(fù)雜，資源配置重復(fù)，維護(hù)和檢修困難。因此，設(shè)計一種高度智能化、高度集成化的智能一體化開關(guān)柜操顯裝置，對提高電力系統(tǒng)的可靠性和安全性具有重大的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種智能一體化開關(guān)柜操顯裝置，集成開關(guān)柜在線監(jiān)測、溫濕度自動監(jiān)控、電動手車及接地刀自動控制、弧光保護(hù)、保護(hù)測控、五防聯(lián)閉鎖、真空度在線監(jiān)測功能，替代開關(guān)柜內(nèi)單獨配置的狀態(tài)指示單元、溫濕度控制單元、智能操控單元、保護(hù)測控裝置、計量單元、在線狀態(tài)監(jiān)測單元等設(shè)備。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為:
[0006]智能一體化開關(guān)柜操顯裝置，其分為八大模塊，分別為開關(guān)柜狀態(tài)指示模塊1、溫濕度在線監(jiān)測模塊2、智能操控模塊3、弧光保護(hù)模塊4、保護(hù)測控模塊5、斷路器在線監(jiān)測模塊6、通信模塊7以及人機接口模塊8。所有模塊集成在一臺裝置內(nèi)，集中實現(xiàn)開關(guān)柜在線監(jiān)測功能、溫濕度自動監(jiān)控功能、電動手車及接地刀自動控制功能、弧光保護(hù)功能、保護(hù)測控功能、五防聯(lián)閉鎖功能及真空度在線監(jiān)測功能，簡化了二次接線，使得運行檢修人員的操作更為簡單，降低了誤操作幾率，提高了系統(tǒng)可靠性，且節(jié)省了維護(hù)工作量和維護(hù)成本，這對電網(wǎng)運行和實現(xiàn)設(shè)備精細(xì)化管理都具有非常重要的意義?；」獗Ｗo(hù)模塊4與保護(hù)測控模塊5信息共享，提高了保護(hù)的可靠性和選擇性；智能操控模塊3具備對開關(guān)柜內(nèi)斷路器、電動手車及電動接地刀三種設(shè)備的智能控制和保護(hù)功能，且開關(guān)柜狀態(tài)指示模塊1、智能操控模塊3及斷路器在線監(jiān)測模塊6基于統(tǒng)一的信息平臺，共同全面監(jiān)控開關(guān)柜的狀態(tài)信息，從整體的角度實現(xiàn)開關(guān)柜操作控制功能，有效的實現(xiàn)開關(guān)柜的保護(hù)與控制綜合優(yōu)化決策，補充單一系統(tǒng)的不足，提升系統(tǒng)整體性能。
[0007]其中開關(guān)柜狀態(tài)指示模塊1，實時采集開關(guān)柜狀態(tài)信息，并以一次回路動態(tài)模擬指示牌形式模擬顯示開關(guān)分合閘指示、儲能指示、預(yù)分預(yù)合指示、手車狀態(tài)指示、地刀狀態(tài)指示，還通過高壓帶電監(jiān)視電路進(jìn)行高壓帶電監(jiān)視，并以LED指示高壓帶電，同時以紅外線感應(yīng)人體接近開關(guān)柜，并以語音示警。
[0008]溫濕度在線監(jiān)測模塊2，包括溫濕度傳感器、采集模塊、主控單元，通過接地安放溫濕度傳感器，探測環(huán)境溫濕度，并實時以無線通信傳送給采集模塊，再通過RS485傳送給主控單元；溫濕度在線監(jiān)測模塊還具備溫濕度自動調(diào)節(jié)功能，能提供越限報警功能，其溫濕度自動監(jiān)控操作原理如下:
[0009]I)將溫濕度的上下限值分別被設(shè)置為Al(溫度上限值)，A2(溫度下限值)；B1(濕度上限值)，B2(濕度回差)；
[0010]2)低溫低濕:當(dāng)濕度≤BI，且溫度≤A2時，啟動加熱控制輸出，溫升至A2+2時，停止加熱；
[0011]3)高溫低濕:當(dāng)濕度≤BI，且溫度≥Al時，啟動風(fēng)機控制輸出，溫降至A1-2時，停止加熱，關(guān)閉風(fēng)機；
[0012]4)高溫高濕:當(dāng)濕度≥BI，且溫度≥A2+0.75*(A1_A2)時，啟動風(fēng)機；如在此過程中溫度SA2+2，轉(zhuǎn)為啟動加熱，如此過程中溫度3A1-2，再次啟動風(fēng)機，反復(fù)執(zhí)行上述動作直到濕度≤B1-B2 ；
[0013]5)低溫高濕:當(dāng)濕度≥B1，且溫度< A2+0.75*(A1_A2)時，啟動加熱，如在此過程中溫度≥A1-2，啟動風(fēng)機；如在此過程中溫度≤A2+2，轉(zhuǎn)為啟動加熱，反復(fù)執(zhí)行上述動作直到濕度≤B1-B2。
[0014]智能操控模3，可實現(xiàn)對斷路器、電動手車及電動接地刀的分合操作，具有就地和遠(yuǎn)方兩種操作模式，并有防誤操作閉鎖功能，配置誤操作語音提示；智能操控模塊3在電動手車及接地刀驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)受阻達(dá)到保護(hù)條件時立即對電機制動，并逆向驅(qū)動電機解除悶車卡死狀態(tài)，達(dá)到保護(hù)設(shè)備的目的，其控制邏輯如下:
[0015]I)當(dāng)手車處于非工作位和非試驗位置時，電機只允許搖出動作；
[0016]2)當(dāng)所有的聯(lián)鎖信號都滿足，且控制器無故障時，控制器的就緒燈才會點亮，控制器才允許操作；
[0017]3)當(dāng)手車搖入過程發(fā)生堵轉(zhuǎn)時，停止當(dāng)前操作，并驅(qū)動電機返回試驗位，返回過程中再次發(fā)生堵轉(zhuǎn)，停止電機運行；
[0018]4)當(dāng)手車搖出過程發(fā)生堵轉(zhuǎn)時，停止當(dāng)前操作，并反向驅(qū)動電機運行200ms-400ms ；
[0019]5)當(dāng)手車發(fā)生超時未到達(dá)指定位置情況時，應(yīng)退回試驗位；
[0020]6)手車電機到達(dá)試驗位后延時300ms-500ms,再反向運行20ms-50ms ；
[0021]7)接地刀分合閘操作過程中，輸入分/合閘指令，控制器仍執(zhí)行原操作；
[0022]8)接地刀分合閘操作過程中，按下復(fù)位/急停按扭，或聯(lián)鎖信號無效，控制器將停止操作；
[0023]9)接地刀電動機構(gòu)操作到位后延時2s_3s，再反轉(zhuǎn)0.3s_0.5s,如果到位后控制器掉電未反轉(zhuǎn)，則重新上電后，需判斷地刀是否處于原來相應(yīng)的分合閘位置，若處于原來相應(yīng)的分合閘位置則需重新反轉(zhuǎn)；
[0024]10)接地刀堵轉(zhuǎn)保護(hù)條件滿足，控制器在停止機構(gòu)動作后將機構(gòu)反轉(zhuǎn)1.5s_2s。
[0025]弧光保護(hù)模塊4，通過在電纜室安裝弧光探頭監(jiān)視出線側(cè)弧光信息，以FT3格式向弧光保護(hù)模塊4發(fā)送弧光采樣信息，結(jié)合采樣電流，與保護(hù)測控模塊5配合實現(xiàn)弧光保護(hù)，并提供快速跳閘接點。
[0026]保護(hù)測控模塊5，通過集成配置的模擬量采集單元和開入單元采集所保護(hù)的一次設(shè)備的電壓、電流信息及開關(guān)量信息，實時計算電流、電壓、功率及電度，完成采樣值計算、故障錄波、遙測計算及電能計量功能，通過邏輯判斷程序?qū)崿F(xiàn)三段式方向復(fù)合過流保護(hù)、反時限過流保護(hù)、零序過流保護(hù)、零序過壓保護(hù)、低電壓保護(hù)、重合閘和后加速保護(hù)。
[0027]斷路器在線監(jiān)測模塊6，可實現(xiàn)真空度在線監(jiān)測、觸頭溫度在線監(jiān)測、斷路器在線監(jiān)測功能，真空度在線監(jiān)測是以非接觸方式在線定性監(jiān)測真空度，在真空度下降的情況下進(jìn)行閉鎖操作，發(fā)出告警信號；觸頭溫度在線監(jiān)測通過實時監(jiān)測手車動靜觸頭及電纜頭、母線頭溫度，來監(jiān)測觸頭之間的接觸電阻及觸頭氧化情況，避免觸頭氧化嚴(yán)重起弧燒損；斷路器在線監(jiān)測，通過實時監(jiān)測斷路器分合閘回路電壓及斷路器分閘時間、開斷時間、操作機構(gòu)動作時間、燃弧時間，來監(jiān)測斷路器的設(shè)備狀況，包括監(jiān)測主觸頭受損情況，監(jiān)測操作機構(gòu)是否存在分閘線圈工作異常、脫扣器卡澀、潤滑不良、元件的連接問題軸承磨損或滯塞、儲能系統(tǒng)泄壓等異常情況，監(jiān)測斷路器的熄弧能力及切除故障電流能力，從而達(dá)到斷路器的機械性能和滅弧性能在線監(jiān)測的目的，更好地實現(xiàn)狀態(tài)檢修。
[0028]通信模塊7及人機接口模塊8，負(fù)責(zé)組成人機交互界面，完成參數(shù)整定、信息顯示、調(diào)試試驗等人機交互功能。
[0029]有益效果:本實用新型所涉及的智能一體化開關(guān)柜操顯裝置，不僅能動態(tài)模擬開關(guān)分合閘指示、儲能指示、預(yù)分預(yù)合指示、手車狀態(tài)指示、地刀狀態(tài)指示，還具備顯示柜內(nèi)溫濕度及自動除濕和溫度控制、高壓帶電顯示及電磁閉鎖、人體接近語音提示功能，同時實現(xiàn)開關(guān)柜智能操控功能、保護(hù)測控功能和在線監(jiān)測功能，實現(xiàn)了一次設(shè)備的智能化和可視化，從而有力的保證了電氣設(shè)備的安全運行和電網(wǎng)安全運行。同時采用一體化的設(shè)備，簡化了二次接線，使得運行檢修人員的操作更為簡單，降低了誤操作幾率，提高了系統(tǒng)可靠性，且節(jié)省了維護(hù)工作量和維護(hù)成本，這對電網(wǎng)運行和實現(xiàn)設(shè)備精細(xì)化管理都具有非常重要的意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本實用新型智能一體化開關(guān)柜操顯裝置的模塊結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】:
[0031]為進(jìn)一步揭示本實用新型的技術(shù)方案，茲結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型的實施方式。如圖1所示，本實用新型主要包括開關(guān)柜狀態(tài)指示模塊1、溫濕度在線監(jiān)測模塊2、智能操控模塊3、弧光保護(hù)模塊4、保護(hù)測控模塊5、斷路器在線監(jiān)測模塊6、通信模塊7以及人機接口模塊8，負(fù)責(zé)一次電氣設(shè)備的狀態(tài)采集、環(huán)境溫濕度檢測、觸頭溫度監(jiān)測、電流電壓采集、弧光探測及真空度探測，完成相應(yīng)的開關(guān)柜在線監(jiān)測、溫濕度自動監(jiān)控、電動手車及接地刀自動控制、弧光保護(hù)、保護(hù)測控、五防聯(lián)閉鎖、真空度在線監(jiān)測功能。同時與調(diào)度系統(tǒng)、后臺監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行信息傳送，并進(jìn)行有效的信息互動。
[0032]其中開關(guān)柜狀態(tài)指示模塊1，實時采集開關(guān)柜狀態(tài)信息，并以一次回路動態(tài)模擬指示牌形式模擬顯示開關(guān)分合閘指示、儲能指示、預(yù)分預(yù)合指示、手車狀態(tài)指示、地刀狀態(tài)指示，還通過高壓帶電監(jiān)視電路進(jìn)行高壓帶電監(jiān)視，并以LED指示高壓帶電，同時以紅外線感應(yīng)人體接近開關(guān)柜，并以語音示警。
[0033]溫濕度在線監(jiān)測模塊2，通過接地安放溫濕度傳感器，探測環(huán)境溫濕度，并實時以無線通信傳送給采集模塊，再通過RS485傳送給主控單元。同時溫濕度在線監(jiān)測模塊還具備溫濕度自動調(diào)節(jié)功能，能提供越限報警功能。
[0034]智能操控模塊3，可實現(xiàn)對斷路器、電動手車及電動接地刀的分合操作，具有就地和遠(yuǎn)方兩種操作模式，并有防誤操作閉鎖功能，配置誤操作語音提示；智能操控模塊3在電動手車及接地刀驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)受阻達(dá)到保護(hù)條件時立即對電機制動，并逆向驅(qū)動電機解除悶車卡死狀態(tài)，達(dá)到保護(hù)設(shè)備的目的。
[0035]弧光保護(hù)模塊4，通過在電纜室安裝弧光探頭監(jiān)視出線側(cè)弧光信息，以FT3格式向弧光保護(hù)模塊4發(fā)送弧光采樣信息，結(jié)合采樣電流，與保護(hù)測控模塊5配合實現(xiàn)弧光保護(hù)，并提供快速跳閘接點。
[0036]保護(hù)測控模塊5，通過集成配置的模擬量采集單元和開入單元采集所保護(hù)的一次設(shè)備的電壓、電流信息及開關(guān)量信息，實時計算電流、電壓、功率及電度，完成采樣值計算、故障錄波、遙測計算及電能計量等功能，通過邏輯判斷程序?qū)崿F(xiàn)三段式方向復(fù)合過流保護(hù)、反時限過流保護(hù)、零序過流保護(hù)、零序過壓保護(hù)、低電壓保護(hù)、重合閘和后加速保護(hù)。
[0037]斷路器在線監(jiān)測模塊6，可實現(xiàn)真空度在線監(jiān)測、觸頭溫度在線監(jiān)測、斷路器在線監(jiān)測功能，真空度在線監(jiān)測是以非接觸方式在線定性監(jiān)測真空度，在真空度下降的情況下進(jìn)行閉鎖操作，發(fā)出告警信號；觸頭溫度在線監(jiān)測通過實時監(jiān)測手車動靜觸頭及電纜頭、母線頭溫度，來監(jiān)測觸頭之間的接觸電阻及觸頭氧化情況，避免觸頭氧化嚴(yán)重起弧燒損；斷路器在線監(jiān)測，通過實時監(jiān)測斷路器分合閘回路電壓及斷路器分閘時間、開斷時間、操作機構(gòu)動作時間、燃弧時間，來監(jiān)測斷路器的設(shè)備狀況，包括監(jiān)測主觸頭受損情況，監(jiān)測操作機構(gòu)是否存在分閘線圈工作異常、脫扣器卡澀、潤滑不良、元件的連接問題軸承磨損或滯塞、儲能系統(tǒng)泄壓等異常情況，監(jiān)測斷路器的熄弧能力及切除故障電流能力，從而達(dá)到斷路器的機械性能和滅弧性能在線監(jiān)測的目的，更好地實現(xiàn)狀態(tài)檢修。
[0038]通信模塊7及人機接口模塊8，負(fù)責(zé)組成人機交互界面，完成參數(shù)整定、信息顯示、調(diào)試試驗等人機交互功能。
[0039]以上闡述了本實用新型的基本結(jié)構(gòu)和基本原理，但本實用新型絕不限于上述所列實施方式，凡是基于本實用新型技術(shù)方案所作的等同變化、改進(jìn)及故意變劣等行為，均應(yīng)屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.智能一體化開關(guān)柜操顯裝置，其特征在于:包括開關(guān)柜狀態(tài)指示模塊(I)、溫濕度在線監(jiān)測模塊(2)、智能操控模塊(3)、弧光保護(hù)模塊(4)、保護(hù)測控模塊(5)、斷路器在線監(jiān)測模塊(6)、通信模塊(7)以及人機接口模塊(8)，所有模塊集成在一臺裝置內(nèi)；所述的開關(guān)柜狀態(tài)指示模塊(I)通過高壓帶電監(jiān)視電路進(jìn)行高壓帶電監(jiān)視；并以LED指示高壓帶電；同時以紅外線感應(yīng)人體接近開關(guān)柜，并以語音示警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能一體化開關(guān)柜操顯裝置，其特征在于:所述溫濕度在線監(jiān)測模塊(2)包括溫濕度傳感器、采集模塊、主控單元，通過接地安放溫濕度傳感器，探測環(huán)境溫濕度，并實時以無線通信傳送給采集模塊，再通過RS485傳送給主控單元:溫濕度在線監(jiān)測模塊還具備溫濕度自動調(diào)節(jié)功能，能提供越限報警功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能一體化開關(guān)柜操顯裝置，其特征在于:所述弧光保護(hù)模塊(4)通過在電纜室安裝弧光探頭監(jiān)視出線側(cè)弧光信息，以FT3格式向弧光保護(hù)模塊(4)發(fā)送弧光采樣信息，結(jié)合采樣電流，與保護(hù)測控模塊(5)配合實現(xiàn)弧光保護(hù)，并提供快速跳閘接點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能一體化開關(guān)柜操顯裝置，其特征在于:所述保護(hù)測控模塊(5)，通過集成配置的模擬量采集單元和開入單元采集所保護(hù)的一次設(shè)備的電壓、電流信息及開關(guān)量信息，實時計算電流、電壓、功率及電度，完成采樣值計算、故障錄波、遙測計算及電能計量 功能。
【文檔編號】H02B15/00GK203406553SQ201320092357
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月28日
【發(fā)明者】何福建, 郭敏, 劉慧平 申請人:南京亞電電力設(shè)備有限公司