專利名稱：開關柜伺服管理器及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種開關柜伺服管理器及系統(tǒng)。
背景技術：
手車斷路器可抽出式開關柜在6 35KV配電系統(tǒng)中得到廣泛應用。由于電力系 統(tǒng)中80%以上事故都是人為操作不當所造成的，所以開關柜制造廠家在制作開關柜時就已 經(jīng)按照國家電網(wǎng)公司頒布的“五防”要求，增加了一些必要的操作閉鎖。例如手車開關在 開關柜內運行在“合”位，手車被閉鎖而拉不動，手車開關只有在“分”斷位置手車才可以拉 動；手車拉出柜外，接地刀自動合上；手車推入柜內，接地刀自動打開；三相帶電顯示器顯 示有電，開關柜電纜出線小室及避雷器設備室門被閉鎖而不能打開等。一段母線十幾臺開關柜運行一定時間就要停電檢修，而這一段母線(銅排)都被 封閉在開關柜的母線室內，這對停電檢修做安措很不方便；為此開關柜廠家又設計了接地 手車(接地手車一般與PT手車柜配合使用)，停電之后，拉出PT手車，推入接地手車，三相 母線安全接地了，人們才可以放心大膽地打開母線室進行檢修。問題是檢修完畢恢復送電 時，十幾臺開關柜手車要人們一臺一臺推入柜內，如果手車推入開關柜錯了位置，送電時就 可能釀成大事故。

實用新型內容本實用新型目的在于提供一種更加安全可靠的開關柜伺服管理器及其系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案開關柜伺服管理器，包括數(shù)據(jù) 處理模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊、數(shù)據(jù)輸入電路、數(shù)據(jù)輸出電路、輸出執(zhí)行電路，與伺服管理器的數(shù) 據(jù)處理模塊連接設置讀卡器，并在每臺開關柜對應的手車上設置與之匹配的IC卡。所述的數(shù)據(jù)通信模塊設有遠動通訊柜連接端子。所述的輸出執(zhí)行電路連接有開關柜前門閉鎖、避雷器設備室門閉鎖、開關柜手車 位置閉鎖、電纜出線小室門閉鎖。所述的開關柜還包括與數(shù)據(jù)輸出電路連接的顯示器和與數(shù)據(jù)處理模塊連接的語 音模塊。開關柜伺服管理器系統(tǒng)，包括多組開關柜，每臺開關柜都包括一套上述的開關柜 伺服管理器，開關柜伺服管理器包括數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊、數(shù)據(jù)輸入電路、數(shù)據(jù)輸 出電路、輸出執(zhí)行電路、與數(shù)據(jù)處理模塊連接的讀卡器、每臺開關柜對應的手車上設置與之 匹配的IC卡，每臺開關柜的伺服管理器數(shù)據(jù)通訊模塊包括左鄰柜連接端子和右鄰柜連接 端子，相鄰開關柜的左鄰柜連接端子和右鄰柜連接端子分別對應連接。所述的開關柜伺服管理器的數(shù)據(jù)通信模塊設有遠動通訊柜連接端子。所述的開關柜伺服管理器的輸出執(zhí)行電路連接有開關柜前門閉鎖、避雷器設備室 門閉鎖、開關柜手車位置閉鎖、電纜出線小室門閉鎖。所述的開關柜伺服管理器的開關柜還包括與數(shù)據(jù)輸出電路連接的顯示器和與數(shù)據(jù)處理模塊連接的語音模塊。本實用新型通過在開關柜設置讀卡器和手車上設置匹配的IC卡，來實現(xiàn)一一對 應的監(jiān)控，防止因錯誤操作造成的重大經(jīng)濟損失，更加安全可靠，更加智能化。而且使得開 關柜的安裝、使用、運行都非常方便；且造價低廉，便于推廣應用。

圖1為開關柜伺服管理器的電路邏輯框圖；圖2為開關柜伺服管理器的主視圖；圖3為開關柜伺服管理器的后視圖；圖4為開關柜伺服管理器系統(tǒng)配置圖。
具體實施方式
實施例圖1為開關柜伺服管理器電路邏輯框圖。該裝置由數(shù)據(jù)通訊模塊TCP/IP，數(shù)據(jù)處理模塊CPU，語音模塊和喇叭，數(shù)據(jù)輸入 DI/輸出DO電路，以及鍵盤和顯示器，讀卡器等組成。裝置安裝于開關柜上部的儀表箱面板 上。1.數(shù)據(jù)處理器CPU和讀卡器為防止手車誤推入開關柜，本裝置采用了斷路器手車身份識別IC卡技術，本實用 新型的主旨就是為每一臺開關柜及斷路器手車制作一個身份證在裝置的CPU/ROM中固化 有一臺開關柜編號、型號及其中各設備的型號、參數(shù)等數(shù)據(jù)，也包括手車編號、型號及手車 上設備的型號和參數(shù)。將手車編號、型號及手車上的設備型號、各種參數(shù)等固化在一個IC 卡芯片里；IC卡芯片安裝在手車的上部，當手車推入開關柜內時(還不到試驗位置)，IC卡 芯片接近裝置讀卡器，裝置首先讀取了 IC卡芯片內的信息，與自身CPU/ROM中存儲的數(shù)據(jù) 進行比對。比對正確，允許手車推入；比對不正確，CPU立即發(fā)出“開關柜手車位置閉鎖”指 令，阻止手車不能推入柜內，同時發(fā)出語音提示“手車推入錯誤，停止操作”。人們在進行操 作時往往處在“我的操作是正確”的意念當中，即便是錯誤操作；這時如果有一個語音提醒， 將是非常及時和必要的。對斷路器手車上設備型號、參數(shù)完全一樣的手車(例如出線柜斷路器手車)推 入時，CPU識別出只是編號不對，其他數(shù)據(jù)都對，也發(fā)出語音提示“手車編號不對，可以互 換”，但并不閉鎖推入。最為關鍵的是接地手車的推入和拉出，如果誤把接地手車推入正在運行的開關柜 內，勢必造成三相短路事故；因此要求接地手車必須在這一段母線上所有開關手車都拉出 柜外了，保證這一段母線絕對沒電，才允許接地手車推入PT柜內至“工作”位置。接地手車 推至PT柜前時，裝置讀取IC卡信息，識別出是接地手車，裝置CPU立即向計算機監(jiān)控系統(tǒng) 查詢這一段母線上所有的開關手車，是否都拉出柜外了？如果有任一個裝置回答“No”，裝 置閉鎖接地手車不能推入柜內；如果回答都是“YES”，裝置放行，接地手車可以推入工作位 置，同時裝置CPU向計算機監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出“開關柜手車位置閉鎖”指令，計算機監(jiān)控系統(tǒng)通 過網(wǎng)絡線傳給所有開關柜的“伺服管理器”，將開關柜手車位置閉鎖，不允許任何一臺開關 手車再推入柜內。[0024]這一段母線檢修完畢恢復送電時依然，只有先把接地手車拉出柜外，測三相母線 絕緣合格后，母線室封閉，計算機監(jiān)控系統(tǒng)解除“開關柜手車位置閉鎖”，才允許各個斷路器 手車推入。如果一段母線已經(jīng)送電投入運行，這時誤把接地手車推入柜內，裝置立即閉鎖手 車推入，并發(fā)出報警“你推入的是接地手車，危險操作，立即停止”。本裝置采用IT廠家已經(jīng)開發(fā)完成的單板機，型號LP3500 FOX ；該單板機整合了 26個輸入、輸出引腳，附加一個繼電器，8個數(shù)模轉換輸入引唧，放大增益可編程控制；6個 串行通訊接口(1個RS485，3個RS232，2個TTL電平接口)；在7. 4MHz工作主頻下，消耗電 流< 20mA ；另提供可選擇的小鍵盤/顯示器，串行閃存等各種外圍設備。讀卡器采用已開發(fā)成型的S9-B型號，具備RS232串口通訊，為RF射頻非接觸型讀 寫卡器；讀寫卡距離10cm，外形尺寸123 X 95 X 27 (mm)，配用IS014443A標準IC卡。由于讀 卡器長期工作在強電磁場環(huán)境中，這對RF射頻非接觸型讀寫卡器會有干擾，因此也可采用 電接點接觸型讀卡器，這需要在開關柜和手車上增加一組二次觸頭。當開關手車推入柜內 時，IC卡的觸頭首先接觸，讓裝置讀取信息進行識別。2.數(shù)據(jù)輸入DI/輸出DO電路裝置通過數(shù)據(jù)輸入、輸出電路對開關柜整體進行檢測管理。裝置采集的各種狀態(tài) 信號要求都是無源干接點提供。信號種類如下手車試驗/工作位置斷路器分/合位置接地刀分/合位置主回路三相帶電指示手車柜門開/關位置避雷器設備室門開/關位置電纜出線小室門開/關位置溫濕度檢測信號(接數(shù)模轉換接口)手車IC卡信息讀入(RS232接口)鍵盤操作信號裝置數(shù)據(jù)輸入電路將采集到的信息傳送給數(shù)據(jù)處理器CPU，CPU經(jīng)過邏輯判斷，發(fā) 出相應指令，通過數(shù)據(jù)輸出電路傳給輸出執(zhí)行電路和液晶顯示器，必要時啟動語音模塊及 喇叭發(fā)出告警提示。數(shù)據(jù)輸出信號種類如下I .開關柜前門閉鎖II .避雷器設備室門閉鎖III.開關柜手車位置閉鎖IV.電纜出線小室門閉鎖V .開關柜加熱除濕啟/停VI .數(shù)據(jù)顯示輸出以前開關柜內部的加熱除濕回路是由溫濕度控制器來實現(xiàn)的，現(xiàn)在有了本裝置 “伺服管理器”，溫濕度信號經(jīng)過裝置的數(shù)模轉換接口采集，就可代替溫濕度控制器。以前 閉鎖都是通過電氣硬接點實現(xiàn)的，有了本裝置后，開關柜的運行管理都實現(xiàn)了自動化、智能 化；更增加了開關柜運行的安全性、可靠性。[0047]3.鍵盤、顯示器、喇叭裝置的外觀設計見圖2所示。外形尺寸約為200 X 120 X 60 (mm)。液晶顯示屏1的尺寸大約為80 X 80 (mm)，喇叭2的尺寸約為3時，有電源開關采用 直流-220V (110V)或UPS電源。撳動“顯示”鍵，點亮顯示屏，出現(xiàn)菜單，菜單顯示內容如下“設備列表”“溫濕度設定”“當前運行狀態(tài)”“語音試驗”“其他，，撳動“上行”鍵或“下行”鍵選項，光標停在某項，再撳動“顯示”鍵，顯示該項的明 細。在“設備列表”項下就顯示出本開關柜內所有安裝設備的明細，這些設備的資料都固化 在了裝置CPU/ROM之中，包括開關柜編號/型號/生產(chǎn)廠家/出廠日期手車編號/型號(含觸頭型號)斷路器型號/生產(chǎn)廠家/出廠日期電流互感器CT型號/生產(chǎn)廠家/出廠日期避雷器型號/生產(chǎn)廠家/出廠日期接地刀閘型號/生產(chǎn)廠家/出廠日期三相帶電顯示器型號/生產(chǎn)廠家/出廠日期零序CT型號(有則寫入)/生產(chǎn)廠家/出廠日期套管及絕緣子型號/生產(chǎn)廠家/出廠日期母排規(guī)格型號等等對于母線設備柜，柜內設備列表如下開關柜編號/型號/生產(chǎn)廠家/出廠日期手車編號/型號/接地手車型號(含觸頭型號)熔斷器型號/生產(chǎn)廠家/出廠日期電壓互感器PT型號/生產(chǎn)廠家/出廠日期消協(xié)裝置型號(有則寫入)/生產(chǎn)廠家/出廠日期避雷器型號/生產(chǎn)廠家/出廠日期三相帶電顯示器型號/生產(chǎn)廠家/出廠日期套管及絕緣子型號/生產(chǎn)廠家/出廠日期母排規(guī)格型號等等利用上下行鍵，選中某個設備，再按“顯示”鍵，則顯示該設備的詳細技術參數(shù)；運 行人員查看完畢按“返回”鍵，顯示返回上一級菜單，30秒不操作，顯示屏自動熄滅?！皽貪穸仍O定”項下，利用上下行鍵來設定溫度、濕度的整定值，每按一下，溫濕度 增加、減少1°。再按“顯示”鍵予以確認?！爱斍斑\行狀態(tài)”項下，列出了數(shù)據(jù)輸入電路采集到的信號狀態(tài)，用“ON”表示閉合， 用“OFF”表示分斷。[0080]“語音試驗”項下，列出語音提示的所有語句，選中某句話，按“顯示”鍵，則喇叭發(fā) 音。語音模塊采用ISD4003-04MP型號。在“其他”項下，可由開關柜使用單位寫入他們認為應該存儲和由運行人員查看的
fn息ο采用RF射頻讀卡器時，在開關柜儀表箱與手車室之間的隔板上，對應手車IC卡的 位置開有一個約80X20 (mm)窗口，供安裝讀卡器之用。采用接觸式讀卡器時，需在開關柜 與手車上增加一組二次觸頭。圖3為開關柜伺服管理器的后視圖，圖中3為連保護監(jiān)控綜自裝置連接端子、4為 遠動通訊柜連接端子、5為電能表連接端子、6為讀卡器連接端子、7為左鄰柜連接端子、8為 右鄰柜連接端子。4.數(shù)據(jù)通訊模塊TCP/IP目前變電所的計算機監(jiān)控系統(tǒng)大多采用以太網(wǎng)綜合自動化系統(tǒng)，保護、測控裝置 都具備以太網(wǎng)接口。6 35KV配電裝置大多采用保護測控一體化綜自裝置，三相多功能電 能表帶數(shù)據(jù)通訊接口，就地安裝于開關柜的儀表箱內。因此，本實用新型毫無例外必須配置 數(shù)據(jù)通訊模塊電路。數(shù)據(jù)通信模塊可采用CP1430TCP型號；在數(shù)據(jù)通訊模塊中固化了國家 法定的TCP/IP通訊協(xié)議以及電力系統(tǒng)指定采用的通訊規(guī)約，這樣才能保證本裝置入網(wǎng)兼 容，信息交換暢通。本裝置數(shù)據(jù)通訊電路，采用的單板機已經(jīng)具備6個串行通訊接口，其中1個RS485， 3個RS232，2個TTL電平接口 ；TTL電平接口分別與左鄰柜、右鄰柜的“伺服管理器”連接； RS232接口分別與保護測控裝置連接、與電能表連接、與讀卡器連接；RS485接口與計算機 監(jiān)控系統(tǒng)連接等。圖4為伺服管理器系統(tǒng)配置圖，3為保護測控綜自裝置連接端子、4為遠動通訊柜 連接端子、5為電能表連接端子、6為讀卡器連接端子，A E依次為分段隔離柜、分段開關 柜、主變進線柜、母線PT柜、電容器開關柜、出線開關柜、出線開關柜、接地變開關柜、聯(lián)絡 開關柜。本裝置為每臺開關柜配置一套，一段母線有多少臺開關柜，就配置多少套“伺服管 理器”，將所有“伺服管理器”用網(wǎng)絡線聯(lián)結起來，就組成了 “開關柜伺服管理”系統(tǒng)，再用網(wǎng) 絡線與控制室的計算機監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)結，就實現(xiàn)了對所有開關柜的伺服管理。電力系統(tǒng)的監(jiān) 控中心(或區(qū)域調度)可以通過網(wǎng)絡線直接讀取某個變電所的某臺開關柜的資料、數(shù)據(jù)，甚 至查看某臺開關的生產(chǎn)廠家，使用運行了多長時間，何時應該退出檢修等；還可查看當前的 運行狀態(tài)，極大地方便了對每一臺開關柜的運行監(jiān)管。對于每臺開關柜，需要安裝什么綜自裝置或儀表，只要用網(wǎng)絡線一連，本裝置有網(wǎng) 絡接口，插頭插上就OK 了。有了這套系統(tǒng)，使得開關柜的安裝、使用、運行都非常方便；且造 價低廉，不失為開關柜廠家產(chǎn)品升級換代的元件首選。上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現(xiàn)并不受 上述方式的限制。任何單位或個人只要采用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各 種非實質性的改進，或未經(jīng)改進將本實用新型的構思和技術方案直接應用于其他場合的， 均在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求開關柜伺服管理器，包括數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊、數(shù)據(jù)輸入電路、數(shù)據(jù)輸出電路、輸出執(zhí)行電路，其特征在于與伺服管理器的數(shù)據(jù)處理模塊連接設置讀卡器，并在每臺開關柜對應的手車上設置與之匹配的IC卡。
2.根據(jù)權利要求1所述的開關柜伺服管理器，其特征在于所述的數(shù)據(jù)通信模塊設有 遠動通訊柜連接端子。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的開關柜伺服管理器，其特征在于所述的輸出執(zhí)行電路 連接有開關柜前門閉鎖、避雷器設備室門閉鎖、開關柜手車位置閉鎖、電纜出線小室門閉 鎖。
4.根據(jù)權利要求3所述的開關柜伺服管理器，其特征在于所述的開關柜還包括與數(shù) 據(jù)輸出電路連接的顯示器和與數(shù)據(jù)處理模塊連接的語音模塊。
5.開關柜伺服管理器系統(tǒng)，包括多組開關柜，其特征在于每臺開關柜都包括一套上 述的開關柜伺服管理器，開關柜伺服管理器包括數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊、數(shù)據(jù)輸入電 路、數(shù)據(jù)輸出電路、輸出執(zhí)行電路、與數(shù)據(jù)處理模塊連接的讀卡器、每臺開關柜對應的手車 上設置與之匹配的IC卡，每臺開關柜的伺服管理器數(shù)據(jù)通訊模塊包括左鄰柜連接端子和 右鄰柜連接端子，相鄰開關柜的左鄰柜連接端子和右鄰柜連接端子分別對應連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的開關柜伺服管理器系統(tǒng)，其特征在于所述的開關柜伺服管 理器的數(shù)據(jù)通信模塊設有遠動通訊柜連接端子。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的開關柜伺服管理器系統(tǒng)，其特征在于所述的開關柜伺 服管理器的輸出執(zhí)行電路連接有開關柜前門閉鎖、避雷器設備室門閉鎖、開關柜手車位置 閉鎖、電纜出線小室門閉鎖。
8.根據(jù)權利要求7所述的開關柜伺服管理器系統(tǒng)，其特征在于所述的開關柜伺服管 理器的開關柜還包括與數(shù)據(jù)輸出電路連接的顯示器和與數(shù)據(jù)處理模塊連接的語音模塊。
專利摘要開關柜伺服管理器，包括數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊、數(shù)據(jù)輸入電路、數(shù)據(jù)輸出電路、輸出執(zhí)行電路，與伺服管理器的數(shù)據(jù)處理模塊連接設置讀卡器，并在每臺開關柜對應的手車上設置與之匹配的IC卡；開關柜伺服管理器系統(tǒng)，包括多組開關柜和上述開關柜伺服管理器，每臺開關柜的伺服管理器數(shù)據(jù)通訊模塊包括左鄰柜連接端子和右鄰柜連接端子，相鄰開關柜的左鄰柜連接端子和右鄰柜連接端子分別對應連接。本實用新型實現(xiàn)一一對應的監(jiān)控，防止因錯誤操作造成的重大經(jīng)濟損失，更加安全可靠，更加智能化；而且使得開關柜的安裝、使用、運行都非常方便；且造價低廉，便于推廣應用。
文檔編號H02J13/00GK201708588SQ20102022445
公開日2011年1月12日 申請日期2010年6月12日 優(yōu)先權日2010年6月12日
發(fā)明者劉永進, 孟慶西, 邢志偉 申請人:河南省電力勘測設計院