CN101777793A - 智能测控装置及应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能测控装置，包括进行数据信息处理的微处理器单元、与微处理器单元进行连接通信的通信单元，还包括开关信息采集单元、开关控制单元，所述开关信息采集单元通过通信单元与所述微处理器单元连接，所述开关采集单元与开关电连接，所述开关信息采集单元包括开关参数采集模块和开关状态采集模块，所述开关运行参数采集模块用于采集开关运行的电力参数，所述开关状态检测模块用于检测开关运行的状态信息，所述开关控制单元根据所述开关信息采集单元采集的开关信息对开关进行控制。本发明智能测控装置通过开关信息采集单元和开关控制单元的运行实现了对开关的智能化控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能测控装置及应用方法，尤其涉及一种电气开关的智能测控装置及应用方法。
背景技术
随着社会的发展，电力应用成为社会发展的重要推动力。电力设备的发展是推动电力事业发展重要基础，由此推动电力事业的前提即是电力设备的技术创新。电气开关是变电站等电力设备中特别重要的电力设备，随着电力设备的智能化改造，电气开关的智能化改造也成为电力设备智能化改造的关键所在。现有电气开关通常采集通常带用手动或自动控制功能，不能对开关的运行状态信息进行采集，更不能根据开关的状态信息进行自动控制，因此，不能实现智能化控制。现有电气开关采用常规的电缆进行连接，也不能进行数字信号的传输，同时接线复杂，不容易维护。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术中控制装置不具有信息采集功能，不能依据实时采集的信息进行智能化控制的技术问题。
本发明的技术方案是：构建一种智能测控装置，包括进行数据信息处理的微处理器单元、与微处理器单元进行连接通信的通信单元，还包括开关信息采集单元、开关控制单元，所述开关信息采集单元通过通信单元与所述微处理器单元连接，所述开关采集单元与开关电连接，所述开关信息采集单元包括开关参数采集模块和开关状态采集模块，所述开关运行参数采集模块用于采集开关运行的电力参数，所述开关状态检测模块用于检测开关运行的状态信息，所述开关控制单元根据所述开关信息采集单元采集的开关信息对开关进行控制。
本发明的进一步技术方案是：所述通信单元包括通信接口，所述通信接口与所述过程总线连接。
本发明的进一步技术方案是：所述通信单元包括参数配置模块，所述参数配置模块用于配置通信参数以适用多种不同参数的通信设备。
本发明的进一步技术方案是：所述开关智能测控装置还包括放电监测单元，所述放电监测单元用于监测开关柜内局部放电情况。
本发明的进一步技术方案是：所述开关控制单元包括断路器控制模块，所述断路器控制模块根据微处理器获得的通信操作指令控制断路器的断开和接通。
本发明的进一步技术方案是：所述断路器控制模块包括断路器的合闸控制和断路器的跳闸控制。
本发明的进一步技术方案是：所述开关控制单元还包括刀闸控制模块，所述刀闸控制模块根据微处理器获得的通信操作指令和程序逻辑控制刀闸运行。
本发明的进一步技术方案是：所述开关控制单元还包括开关防护模块，所述开关的防护模块根据开关信息采集单元采集的开关信息和预先编制的防护逻辑对控制开关进行防护。
本发明的技术方案是：提供一种智能测控装置的控制方法，包括如下步骤：
所述微处理器单元接收指令并发出操作指令；
所述开关信息采集单元接收开关信息采集指令采集开关信息；
所述开关控制单元根据开关信息执行操作指令。
本发明的进一步技术方案是：在根据所述开关信息采集单元采集的开关信息验证所述开关控制单元执行指令的条件步骤中还包括执行指令合法性的验证。
本发明的技术效果是：通过构建一种智能测控装置，所述智能测控装置通过开关信息采集单元采集开关运行的状态信息和电力参数，所述开关控制单元根据所述开关信息采集单元采集的开关信息对开关进行控制。本发明智能测控装置通过开关信息采集单元和开关控制单元的运行实现了对开关的智能化控制。同时，本发明采用通信单元进行连接，可以通过通信单元与外部进行数据信息传输。本发明通过与过程总线的连接，可能接收过程总线上其它智能电子设备的指令并执行指令，实现智能化、远程化地操作控制。
附图说明
图1为本发明的结构示意框图。
图2为本发明的开关信息采集单元连接示意框图。
图3为本发明的电路连接图。
图4为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明技术方案进一步说明。
如图1、图2所示，本发明的具体实施方式是：构建一种智能测控装置，包括进行数据信息处理的微处理器单元1、与微处理器单元1进行连接通信的通信单元2，还包括开关信息采集单元3、开关控制单元5，所述开关信息采集单元3通过通信单元2与所述微处理器单元1连接，所述开关采集单元3与开关6电连接，所述开关信息采集单元3包括开关参数采集模块31和开关状态采集模块32，所述开关参数采集模块31用于采集开关6运行的电力参数，所述开关状态检测模块32用于采集开关6运行的状态信息，所述开关控制单元5根据所述开关信息采集单元3采集的开关信息对开关6进行控制。所述开关信息采集单元3采集的开关6运行的电力参数和状态信息通过显示模块4显示输出。本发明的具体运行过程如下：操作者通人机界面单元7或者通过通信接口向所述微处理器单元1发送开关检测指令或开关控制指令，微处理器单元1接收到开关检测指令或开关控制指令后，向开关信息采集单元3发布开关信息采集指令，采集相关开关运行的电力参数或状态信息，所述开关信息采集单元3采集到开关运行的电力参数或状态信息后通过通信单元2传输给微处理器单元1，微处理器单元1将接收到的开关运行的电力参数或状态信息及开关控制指令发送给开关控制单元5，开关控制单元5根据接收到的开关运行的电力参数或状态信息及开关控制指令对开关进行控制。本发明通过构建一种智能测控装置，所述智能测控装置通过开关信息采集单元3采集开关6运行的状态信息和电力参数，所述开关控制单元5根据所述开关信息采集单元3采集的开关信息对开关6进行控制。本发明智能测控装置通过开关信息采集单元3和开关控制单元5的运行实现了对开关6的智能化控制。
如图1所示，本发明的优选实施方式：在开关信息采集单元3与所述通信单元2连接中，所述通信单元包括通信接口，所述开关信息采集单元3与微处理器单元1的连接包括如下两种方式：开关信息采集单元3直接通过通信接口22连接微处理器单元1，即，开关信息采集单元3直接通过通信接口22与微处理器单元1进行数据信息的交换，微处理器单元1通过通信接口22获取开关6运行的电力参数或状态信息进行采集时，微处理器单元1通过通信接口22发出获取指定地址开关6运行的电力参数或状态信息，通信接口22将微处理器单元1的指令传输到相应的开关信息采集单元3，开关信息采集单元3对指定地址开关6运行的电力参数或状态信息进行采集，然后通过通信接口22向微片器单元1发送的采集的开关运行的电力参数或状态信息。开关信息采集单元3连接过程总线，微处理器单元1通过通信接口22与过程总线连接，通过过程总线获取开关信息采集单元3采集的数据，具体来说，微处理器单元1通过通信接口22获取电力数据时，微处理器单元1通过通信接口22发出获取指定地址开关6运行的电力参数或状态信息，通信接口22将微处理器单元1的指令传输到过程总线，过程总线将开关信息采集单元3采集的微处理器指定地址开关6运行的电力参数或状态信息通过通信接口22向微片器单元1发送采集的开关6运行的电力参数或状态信息。微处理器单元1通过与过程总线的连接，还可以与过程总线连接的电子智能设备进行连接通信，操作者可以通过人机界面操作单元7与微处理器单元1连接通信，发布操作指令，也可以通过与过程总线连接的智能电子设备与微处理器单元1连接通信，向微处理器单元1发布操作指令。微处理器单元1可以通过通信接口22连接过程总线向智能电子设备传输数据信息包括开关6运行的电力参数或状态信息。本实施例中，所述通信接口为串行通信接口。
如图2所示，本发明的优选实施方式是：开关信息采集单元3与所述开关6电连接，采集开关6中多种部件运行的电力参数和状态信息，本发明的技术方案不仅仅局限于开关6中的刀闸61等设备运行的电力参数和状态信息，根据具体情况需要，包括开关6中所有可以电动操作的电气设备运行的电力参数和状态信息均可以被本发明技术方案的开关信息采集单元3所采集。本发明开关信息采集单元3与开关6的具体部件连接中，采用光电隔离元件31将开关信息采集单元3与开关6的电气设备进行隔离。本发明中，所述开关信息采集单元3采集开关运行的电力参数和状态信息时，首先采集开关运行的电力参数和状态信息，然后将采集到的开关运行的电力参数和状态信息编制成信息报文，再将编制成信息报文的开关运行电力参数和状态信息通过通信接口22按报文优先级别发送到微处理器单元1，或者通过通信接口按报文优先级别发送至过程总线。本发明的具体实施例中：开关信息采集单元3通过光电隔离元件31采集开关6以下电气设备运行的电力参数和状态信息：刀闸61、接地刀闸62、快速接地刀闸63、非电量接触点64、断路器合闸位65、断路器跳闸位66、远/手动切换等电气。
如图1所示，本发明的优选实施方式是：所述智能测控装置还包括放电监测单元8，所述放电监测单元8与所述微处理器单元1和开关6连接，所述放电监测单元8用于监测开关6内弧光产生和局部放电情况，所述放电监测单元8将监测到的开关6内弧光产生和局部放电情况的信息传输到所述微处理器单元1，所述微处理器单元1根据接收到的开关6内弧光产生和局部放电情况发布断路器控制指令或者由显示模块4的显示组件显示出来。
如图1所示，本发明的优选实施方式是：所述开关智能测控装置还包括维护通信接口23，所述维护通信接口23与所述微处理器单元1电连接，外部数据通过所述所述维护通信接口23与所述微处理器单元1进行数据交换，所述维护通信接口23用于维护开关智能测控装置的更新或配置。
如图1所示，本发明的优选实施方式是：所述智能测控装置还包括人机操作界面7，所述人机操作界面7包括输入组件，所述输入组件用于输入参数或指令，所述输入组件51为按键。所述显示模块4包括LED状态指示灯和LCD状态显示屏。所述LED状态指示灯用于指示状态信号，象报警信号、电路异常信号等；LCD状态显示屏用于显示开关及相关元器件的运行参数等信息。
如图1所示，本发明的优选实施方式是：本发明所述通信单元包括参数配置模块21，所述参数配置模块21用于配置通信参数以适用多种不同参数的通信设备。参数配置模块21配置参数的具体实施过程为：人机界面操作单元7通过微处理器单元1向参数配置模块21发布参数配置指令，参数配置模块21接收到参数配置指令后按人机界面操作单元6的指令进行相应的参数配置，以适应所配置参数的通信设备。
如图1、图3所示，本发明的优选实施方式是：所述开关控制单元5包括断路器控制模块51，所述断路器控制模块51根据开关信息采集单元3采集的开关信息控制断路器的断开和接通。具体控制过程如下：所述微处理器单元1向所述开关控制单元5发出断路器控制指令，同时向所述开关信息采集单元3发出断路器运行信息采集指令。所述开关信息采集单元3采集所述断路器的运行信息，所述开关信息采集单元3将采集的开关信息传输给所述微处理器单元1，所述微处理器单元1根据接收到的断路器运行信息向所述开关控制单元5发出断路器控制指令。所述开关控制单元5根据接收的断路器控制指令向断路器控制模块51发出断路器控制指令，断路器控制模块51根据接收的断路器运行信息控制所述断路器的接通和断开。所述断路器控制模块51包括断路器的合闸控制和断路器的跳闸控制。即所述断路器控制模块51接收到断路器控制指令后通过所述合闸保持继电器HBJ控制所述合闸线圈CC或者通过所述跳闸保持继电器TBJ控制所述跳闸线圈TC，具体过程如下：所述断路器控制模块51接收到断路器合闸指令时，所述断路器控制模块51将所述合闸保持继电器HBJ的接点闭合使所述合闸线圈CC得电，则断路器快速闭合，同时，所述合闸线圈CC在断路器辅助接点控制下自动断开。所述断路器控制模块51接收到断路器跳闸指令时，所述断路器控制模块51将所述跳闸保持继电器TBJ的接点闭合使所述跳闸线圈TC得电，则断路器快速脱扣，同时，所述跳闸线圈TC在断路器辅助接点控制下自动断开。为了避免断路器频繁开合损坏操作机构和断路器，本发明在合闸线圈和跳闸线圈控制电路中增加“防跳跃”电路。“防跳跃”由电路图中HBJ、TBJ、HBJV继电器线圈和它们的接点联合组成。
本发明通过断路器控控制模块51对所述断路器的控制，实现了自动化、智能化的开关控制。
如图1所示，本发明的优选实施方式是：所述开关控制单元5还包括刀闸控制模块52，所述刀闸控制模块52根据控制开关信息采集单元3采集的开关信息开关的刀闸运行。本发明的具体实施例为：所述开关刀闸61为多个，所述微处理器单元1接收到刀闸控制指令时，向所述开关信息采集单元3发出采集相关刀闸运行的电力参数或状态信息的指令，所述开关信息采集单元3采集所述刀闸的运行信息，所述开关信息采集单元3将采集的刀闸的运行信息传输给所述微处理器单元1，所述微处理器单元1根据接收到的刀闸的运行信息向所述开关控制单元5发出刀闸控制指令。所述开关控制单元5根据接收的刀闸控制指令向刀闸控制模块52发出刀闸控制指令，刀闸控制模块52根据接收的刀闸运行信息控制所述刀闸的接通和断开。本发明中刀闸控制模块52控制普通刀闸61、接地刀闸62、快速接地刀闸63。
本发明的优选实施方式还包括对开关“五防”的控制，开关控制单元5还包括如下模块：防止带接地线合刀闸模块，所述防止带接地线合刀闸模块用于防止接地刀闸处于闭合状态时不允许通过遥控方式进行隔离刀闸闭合操作。防止误分、误合刀闸模块，防止误分、误合刀闸模块用于智能测控装置收到远方合分刀闸指令时，首先返回一个包含自身地址的信息，待远方控制系统确认身份再次下达合分指令时，才执行合、分操作。防止误入带电间隔模块，防止误入带电间隔模块用于智能测控装置检测母线有电压存在时，输出带电指示信号，禁止打开间隔柜门，只在人工输入解锁密码后，才能允许带电打开防止带负荷拉、合刀闸；若智能装置检测到有电流存在时，禁止所有刀闸的操作。防止带电挂接地线模块，防止带电挂接地线模块用于母线有电压时，禁止接地刀闸(快速接地刀闸)合闸操作。
如图1、图4所示，本发明的具体本发明的技术方案是：提供一种开关控制方法，包括如下步骤：
步骤100：所述微处理器单元1接收指令并发出操作指令。所述微处理器单元1接收指令包括如下两种方式：所述人机界面操作单元7向所述微处理器单元1发出指令，所述微处理器单元1接收所述人机界面操作单元7发出的指令，然后所述微处理器单元1向所述开关信息采集单元3发出开关信息采集指令或向所述开关控制单元5发出开关控制指令；所述微处理器单元1通过通信接口22连接过程总线，与过程总线连接的智能电子设备通过通信接口22向所述微处理器单元1发出指令，所述微处理器单元1通过通信接口22接收所述智能电子发出的指令，然后所述微处理器单元1向所述开关信息采集单元3发出开关信息采集指令或向所述开关控制单元5发出开关控制指令。本实施例中，微处理器单元1接收到指令后，通过回复和返校确认所述指令的合法性，以免误操作。在进行指令合法性验证时，首先由微处理器单元接收操作指令，然后微处理器单元对所述操作指令进行校对验证，验证后确认并返回操作指令，即将原来发出操作指令的要再次确认并发回，若然后再执行操作指令。
步骤200：开关信息采集单元3采集指令采集开关信息，即：所述开关信息采集单元3接收开关信息采集指令采集开关信息。所述开关信息采集单元3接收到所述微处理器单元1发出的开关信息采集指令后，对所述微处理器单元1指定地址的开关电气部件运行的电力参数或状态信息进行采集，所述开关信息采集单元3将采集好的指定地址的开关电气部件运行的电力参数或状态信息通过通信接口22发送至所述微处理器单元1。本发明中，所述开关信息采集单元3采集开关运行的电力参数和状态信息时，首先采集开关运行的电力参数和状态信息，然后将采集到的开关运行的电力参数和状态信息编制成信息报文，再将编制成信息报文的开关运行电力参数和状态信息通过通信接口22按报文优先级别发送到微处理器单元1，或者通过通信接口按报文优先级别发送至过程总线。
步骤300：所述开关控制单元根据开关信息执行指令。开关控制单元5接收所述微处理器单元1传送的操作指令以及所述开关信息采集单元3采集的相关开关电气部件运行的电力参数或状态信息，开关控制单元5根据接收到的开关运行的电力参数或状态信息判断开关的运行情况，开关控制单元5根据开关运行情况确认执行开关控制指令的执行动作，通过确认执行开关控制指令的执行动作执行开关控制动作以实现对所述开关电气部件的操作执行。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种智能测控装置，包括进行数据信息处理的微处理器单元、与微处理器单元进行连接通信的通信单元，其特征在于，还包括开关信息采集单元、开关控制单元，所述开关信息采集单元通过通信单元与所述微处理器单元连接，所述开关采集单元与开关电连接，所述开关信息采集单元包括开关参数采集模块和开关状态采集模块，所述开关运行参数采集模块用于采集开关运行的电力参数，所述开关状态检测模块用于检测开关运行的状态信息，所述开关控制单元根据所述开关信息采集单元采集的开关信息对开关进行控制。
2.根据权利要求1所述的智能测控装置，其特征在于，所述通信单元包括通信接口，所述通信接口与所述过程总线连接。
3.根据权利要求1所述的智能测控装置，其特征在于，所述通信单元包括参数配置模块，所述参数配置模块用于配置通信参数以适用多种不同参数的通信设备。
4.根据权利要求1所述的智能测控装置，其特征在于，所述开关智能测控装置还包括放电监测单元，所述放电监测单元用于监测开关柜内局部放电情况。
5.根据权利要求1所述的智能测控装置，其特征在于，所述开关控制单元包括断路器控制模块，所述断路器控制模块根据微处理器获得的通信操作指令控制断路器的断开和接通。
6.根据权利要求5所述的智能测控装置，其特征在于，所述断路器控制模块包括断路器的合闸控制和断路器的跳闸控制。
7.根据权利要求1所述的智能测控装置，其特征在于，所述开关控制单元还包括刀闸控制模块，所述刀闸控制模块根据微处理器获得的通信操作指令和程序逻辑控制刀闸运行。
8.根据权利要求1所述的智能测控装置，其特征在于，所述开关控制单元还包括开关防护模块，所述开关的防护模块根据开关信息采集单元采集的开关信息和预先编制的防护逻辑对控制开关进行防护。
9.一种应用上述任一权利要求所述智能测控装置的智能测控装置控制方法，包括如下步骤：
所述微处理器单元接收指令并发出操作指令；
所述开关信息采集单元接收开关信息采集指令采集的开关信息；
所述开关控制单元根据开关信息执行操作指令。
10.根据权利要求9所述智能测控装置控制方法，其特征在于，在所述微处理器单元接收开关控制指令并发出操作指令步骤中还包括执行指令合法性的验证。
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