CN110336376A - 高低压开关智能控制系统、控制器及控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种高低压开关智能控制系统、控制器及控制方法，该高低压开关智能控制系统包括：控制器，包括主控模块、通信模块、计时模块、存储模块和供电模块；低压开关测量装置，安装于待控制的低压开关处与控制器电连接，用于测量低压侧电流信号、电压信号以及低压开关分合闸状态信号；高压开关测量装置，安装于待控制的高压开关处并与控制器电连接，用于测量高压侧电流信号、电压信号以及高压开关分合闸状态信号；主控模块对接收到的低压侧/高压侧的各相电流电压信号结合低压开关/高压开关分合闸状态信号进行处理，并得到故障信息，通信模块将设备实时数据、低压开关/高压开关分合闸状态信息和故障信息发送至后台，并从后台接收操作指令。
Description
技术领域
本发明涉及开关智能控制领域，具体地，涉及一种高低压开关智能控制系统、控制器及控制方法。
背景技术
在现代社会中，电气设备被广泛应用于各种生产生活领域，同时相应的电气自动化控制又大大的提高了生产效率产生了更大的经济和社会安全效益。传统的电气控制器不能同时实现对高压线路设备和低压线路设备的联动远程控制，现有技术如果需要关停某个变压器上下端的开关，还必须人工携带高压绝缘操作杆，穿戴绝缘手套和绝缘鞋亲赴现场将变压器下口的低压侧开关拉闸，然后再举着高压绝缘操作杆将变压器上口的高压侧开关拉闸。同样的，如果需要将某变压器上下口送电，也必须人工到现场操作。传统的操作方式耗费大量的人工成本、时间成本、且容易因故障没有得到及时处理控制导致抢险难度增大，易造成作业人员人身安全隐患，同时在比如矿区、油田等地为防止分闸拉弧诱发火灾，线路常常空载等待或轻载甚至超载状态，能耗浪费、安全隐患重大。
传统方式无法做到远程一手控制先断低压侧、后断高压侧，以及先合高压侧、再合低压侧的安全用电流程，还是需要人工到达现场或现场附近才能控制先分低压侧断电，再断高压侧电源，或是先合闸高压侧上电，再合闸低压侧供电。如果低压侧未断，直接断高压侧，高压侧会拉弧，易烧毁设备、线路，引发火灾等人身财产事故。当变压器超负荷运行时不能及时发现调节或关停，大多是出现故障或烧毁才知险情，导致电力工作人员需要频繁到现场抢修，尤其盛夏高峰期还易造成作业人员人身安全事故频发。综上所述，现状变压器及上下端高低压开关的操作方式仍存在上述缺陷与安全隐患，也存在空载浪费，没有及时节能减排，人工效率低，不利于统筹控制，不利于安全用电。
因此，有必要提出一种具备远程上下同时监管、操作精确、实施快速、性能稳定、结果可靠的高低压联动远程控制方法及相应的具有防尘、防潮、且结果可视功能的控制器。
发明内容
本发明的目的是至少解决上述问题之一，该目的通过以下技术方案实现：
根据本发明的第一方面，提出一种高低压开关智能控制系统，包括：
控制器，其与待控制的高低压开关的各自的分合闸执行机构电连接，包括主控模块、通信模块、计时模块、存储模块和供电模块；
低压开关测量装置，其安装于待控制的低压开关处并通过所述低压开关与所述控制器电连接，用于测量低压侧各相电流信号、各相电压信号以及低压开关分合闸状态信号，并通过所述低压开关发送至所述控制器；
高压开关测量装置，其安装于待控制的高压开关处并通过所述高压开关与所述控制器电连接，用于测量高压侧各相电流信号、各相电压信号以及高压开关分合闸状态信号，并通过所述高压开关发送至所述控制器；
其中，所述主控模块对接收到的低压侧/高压侧的各相电流电压信号结合低压开关/高压开关分合闸状态信号进行处理，得到设备实时数据和低压开关/高压开关分合闸状态信息，并根据存储在所述存储模块中的故障判断标准评估所获得的设备实时数据从而得到故障信息，所述通信模块将设备实时数据、低压开关/高压开关分合闸状态信息和故障信息发送至后台，并从后台接收操作指令；当所述主控模块接收到从后台发出的分闸操作指令时，首先向所述低压开关发送分闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，并且在完成所述低压开关的分闸操作后向所述高压开关发送分闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行分闸操作；当所述主控模块接收到从后台发出的合闸操作指令时，首先向所述高压开关发送合闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行合闸操作，并且在完成所述高压开关的合闸操作后向所述低压开关发送合闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行合闸操作。
根据本发明的优选的实施方式，所述控制器具有高低压开关联动远程控制模式、高低压开关自动巡航控制模式和人工控制模式。
根据本发明的进一步优选的实施方式，所述高低压开关智能控制系统还包括：还包括：
低压开关摄像装置，其与所述控制器电连接，用于拍摄待控制的低压开关的分合闸状态，并将拍摄的图像信息发送至所述控制器；
高压开关摄像装置，其与所述控制器电连接，用于拍摄待控制的高压开关的分合闸状态，并将拍摄的图像信息发送至所述控制器；
其中，在所述主控模块向低压开关或高压开关发出分闸或合闸指令的同时，所述计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了延时时段T时，所述主控模块向接收分闸或合闸指令的低压开关或高压开关的摄像装置发送图像采集指令，所述延时时段T为0.1-10秒。
根据本发明的进一步优选的实施方式，所述高压开关是隔离开关、高压负荷开关、真空断路器、跌落式熔断器中的其中一者；所述低压开关是塑壳断路器、自动重合闸、负荷开关、智能刀开关、接触器中的其中一者。
根据本发明的进一步优选的实施方式，所述通信模块设置有4G/5G通信功能，在向后台发送设备实时数据、低压开关/高压开关分合闸状态信息和故障信息的同时还将上述数据和信息上传至云端进行实时数据信息存储。
根据本发明的第二方面，提出一种高低压开关联动远程控制方法，该方法的第一实施方式包括以下步骤：
S1：低压开关和高压开关将低压开关测量装置和高压开关测量装置各自测量的低压侧各相电流信号、各相电压信号以及低压开关分合闸状态信号和高压侧各相电流信号、各相电压信号以及高压开关分合闸状态信号发送至控制器；
S2：所述控制器的主控模块对接收到的低压侧/高压侧的各相电流电压信号结合低压开关/高压开关分合闸状态信号进行处理，得到设备实时数据和低压开关/高压开关分合闸状态信息，并根据存储在所述控制器的存储模块中的故障判断标准评估所获得的设备实时数据从而得到故障信息，并由所述控制器的通信模块将设备实时数据、故障信息和低压开关/高压开关分合闸状态信息发送至后台；
S3：后台操作人员根据所接收到的设备实时数据、故障信息、低压开关/高压开关分合闸状态信息，判断是否需要切断线路送电，并在需要进行切断线路送电操作的情况下通过后台将具体的操作指令发送至所述控制器；
S4：所述主控模块根据接收到的低压分闸操作指令，向低压开关发送分闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，同时所述控制器的计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了第一延时时段T1时，所述主控模块向低压开关摄像装置发送图像采集指令，并将此时接收到的低压侧各相电流电压信号和低压开关分合闸状态信号结合所述低压开关摄像装置采集到的低压开关分闸结果图像经由所述通信模块发送至后台，所述第一延时时段T1为0.1-10秒；
S5：后台操作人员在确认所控制的低压开关已经分闸成功的基础上，通过后台向控制器发送高压分闸操作指令，主控模块根据接收到的高压分闸操作指令，向高压开关发送分闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，同时计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了第二延时时段T2时，所述主控模块向高压开关摄像装置发送图像采集指令，并将此时接收到的高压侧各相电流电压信号和高压开关分合闸状态信号结合所述高压开关摄像装置采集到的高压开关分闸结果图像经由所述通信模块发送至后台，由后台操作人员确认所控制的高压开关已经成功分闸，完成切断线路送电操作，所述第二延时时段T2为0.1-10秒；
S6：在后台操作人员确定需要开启线路送电的情况下，通过后台将具体的操作指令发送至所述控制器，主控模块根据接收到的高压合闸操作指令，向高压开关发送合闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行合闸操作，同时计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了第三延时时段T3时，所述主控模块向高压开关摄像装置发送图像采集指令，并将此时接收到的高压侧各相电流电压信号和高压开关分合闸状态信号结合所述高压开关摄像装置采集到的高压开关合闸结果图像经由所述通信模块发送至后台，所述第三延时时段T3为0.1-10秒；
S7：后台操作人员在确认所控制的高压开关已经合闸成功的基础上，通过后台向控制器发送低压合闸操作指令，主控模块根据接收到的低压合闸操作指令，向低压开关发送合闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行合闸操作，同时计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了第四延时时段T4时，所述主控模块向低压开关摄像装置发送图像采集指令，并将此时接收到的低压侧各相电流电压信号和低压开关分合闸状态信号结合所述低压开关摄像装置采集到的低压开关合闸结果图像经由所述通信模块发送至后台，由后台操作人员确认所控制的低压开关已经成功合闸，完成开启线路送电操作，所述第四延时时段T4为0.1-10秒。
根据本发明的高低压开关联动远程控制方法的第二实施方式包括以下步骤：
S1：低压开关和高压开关将低压开关测量装置和高压开关测量装置各自测量的低压侧各相电流信号、各相电压信号以及低压开关分合闸状态信号和高压侧各相电流信号、各相电压信号以及高压开关分合闸状态信号发送至控制器；
S2：所述控制器的主控模块对接收到的低压侧/高压侧的各相电流电压信号结合低压开关/高压开关分合闸状态信号进行处理，得到设备实时数据和低压开关/高压开关分合闸状态信息，并根据存储在所述控制器的存储模块中的故障判断标准评估所获得的设备实时数据从而得到故障信息，并由所述控制器的通信模块将设备实时数据、故障信息和低压开关/高压开关分合闸状态信息发送至后台；
S3：后台操作人员根据所接收到的设备实时数据、故障信息、低压开关/高压开关分合闸状态信息，判断是否需要切断线路送电，并在需要进行切断线路送电操作的情况下通过后台将分闸操作指令发送至所述控制器；
S4：所述主控模块根据接收到的分闸操作指令，首先向低压开关发送分闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，同时所述控制器的计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了延时时段T1’，且所述主控模块接收到低压开关分合闸状态信号并判断低压开关分闸完成时，向高压开关发送分闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，完成切断线路送电操作，所述延时时段T1’为5-60秒；
S6：在后台操作人员确定需要开启线路送电的情况下，通过后台将合闸操作指令发送至所述控制器，主控模块根据接收到的合闸操作指令，首先向高压开关发送合闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行合闸操作，同时所述控制器的计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了延时时段T2’，且所述主控模块接收到高压开关分合闸状态信号并判断高压开关合闸完成时，向低压开关发送合闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行合闸操作，完成开启线路送电操作，所述延时时段T2’为5-60秒。
根据本发明的第三方面，提出一种高低压开关自动巡航控制方法，包括以下步骤：
S1：低压开关和高压开关将低压开关测量装置和高压开关测量装置各自测量的低压侧各相电流信号、各相电压信号和高压侧各相电流信号、各相电压信号发送至控制器；
S2：所述控制器的主控模块对接收到的低压侧/高压侧的各相电流电压信号进行处理，并根据所述控制器的存储模块中预先设定的故障判断标准评估当前故障信息，并判断是否进行自动分闸操作；
S3：在确定进行自动分闸操作的情况下，所述主控模块首先向低压开关发送分闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，同时所述控制器的计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了延时时段T’，且所述主控模块接收到低压开关分合闸状态信号并判断低压开关分闸完成时，所述主控模块向高压开关发送分闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，完成自动切断线路送电操作，所述延时时段T’为5-60秒。
S4：自动巡航模式也可在确定作业计划的情况下，执行定时定点自动合闸流程，执行定时定点自动分闸动作。
根据本发明的第四方面，提出一种控制器，所述控制器具有高低压开关联动远程控制模式、高低压开关自动巡航控制模式和人工控制模式，所述控制器在高低压开关联动远程控制模式下执行上述高低压开关联动远程控制方法，在高低压开关自动巡航控制模式下执行上述高低压开关自动巡航控制方法。
根据本发明的优选的实施方式，所述控制器包括外仓体和设置在所述外仓体内的控制主体，所述外仓体的相对的两个侧壁开设有通风口，所述两个侧壁与所述控制主体之间依次设置防尘除潮组件和进气风扇，主控模块、通信模块、计时模块、存储模块和供电模块设置于所述控制主体，所述控制主体上设置有显示区域、低压开关分闸按键、高压开关分闸按键、高压开关合闸按键和低压开关合闸按键。
优选地，所述控制器设置有GPS定位功能。
根据本发明的优选的实施方式，所述控制器在预先设定的时间点执行自动合闸和/或自动分闸。
本发明的高低压开关自动控制系统及控制方法能够实现对变压器两侧的高低压开关的远程或自动顺序控制，并通过结合开关分合闸信号和分合闸实际图像确保控制的准确性。利用4G/5G远程通信快、数据处理量大、数据可上传保存以备查询的优势，采用高低压联动远程控制模式实现先分低压再分高压的无电弧安全断电、先合高压再合低压的无电弧安全送电的功能，在实现高低压联动远程控制的同时结合视频图像的采集得以提高输配电效率，减少用电隐患，同时达到合理节能减排的作用。通过无线通信传输功能，在一定距离内控制变压器上端的开关和变压器下端的开关及时有序分闸或合闸，无需人工到达现场操作。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本发明实施方式的高低压开关智能控制系统的示意图；
图2示出了根据本发明实施方式的控制器的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
根据本发明的实施方式，提出一种高低压开关智能控制系统。如图1所示，本发明的高低压开关智能控制系统包括：控制器、低压开关摄像装置、高压开关摄像装置、低压开关测量装置和高压开关测量装置(未示出)。优选地，本发明的高低压开关智能控制系统适用于自带电压电流传感器/互感器的智能型开关，或者，本发明的高低压开关智能控制系统也可以用于普通型开关并另外配置传感器/互感器。控制器与待控制的高低压开关的各自的分合闸执行机构电连接。根据本发明的优选的实施方式，高压开关和低压开关的分合闸执行机构包括电机或永磁电动装置和分合闸驱动机构，当控制器向低压开关/高压开关发出分闸/合闸指令后，低压开关/高压开关上的主控芯片向电机或永磁电动装置发出启动命令，电机或永磁电动装置启动带动分合闸驱动机构动作，从而带动低压开关/高压开关的闸位从合闸位置向分闸位置移动以实现开关分闸，或者带动低压开关/高压开关的闸位从分闸位置向合闸位置移动以实现开关合闸。低压开关摄像装置与控制器电连接，用于拍摄待控制的低压开关的分合闸状态，并将拍摄的图像信息发送至所述控制器；高压开关摄像装置与控制器电连接，用于拍摄待控制的高压开关的分合闸状态，并将拍摄的图像信息发送至所述控制器。低压开关测量装置安装于待控制的低压开关处并与控制器电连接，能够测量低压侧各相电流信号、各相电压信号以及低压开关分合闸状态信号，并发送至控制器；高压开关测量装置安装于待控制的高压开关处并与控制器电连接，能够测量高压侧各相电流信号、各相电压信号以及高压开关分合闸状态信号，并发送至控制器。控制器包括主控模块、通信模块、计时模块和供电模块。其中，主控模块能够对接收到的低压侧/高压侧的各相电流电压信号结合低压开关/高压开关分合闸状态信号进行处理，得到设备实时数据(例如低压侧和高压侧的各相电流值、各相电压值和功率值)、故障信息和低压开关/高压开关分合闸状态信息；通信模块将上述的设备实时数据、故障信息和低压开关/高压开关分合闸状态信息发送至后台，例如PC、手机、手持机/手持控制器等，并从后台接收操作指令。根据本发明的优选的实施方式，低压开关测量装置/高压开关测量装置包括测量各相电流的电流传感器或电流互感器、测量各相电压的电压传感器或电压互感器、以及根据开关动作输出分合闸电信号的继电器和/或行程开关；电流传感器和/或电压传感器可以集成在高低压开关内部或者设置在高低压开关的壳体上的接线位置处，输出高低压开关分合闸电信号的继电器和/或行程开关可设置在高低压开关壳体外部或者内部，但其采样数据都连接至控制器对应采样端口。高低压开关的主板能够把采集到的电流/电压信号通过主板上的串口连接至控制器。根据本发明的优选的实施方式，控制器通过采集电流信号和电压信号获得低压侧和高压侧的功率信号，并根据存储在控制器的存储模块中的故障判断标准评估当前的电路系统中是否存在故障，故障判断标准可以包括低压侧和高压侧的各相电流阈值、各相电压阈值和功率阈值等。
本发明的控制器设置有高低压联动远程控制模式、高低压开关自动巡航控制模式和高低压开关人工控制模式，下文将详细描述三种控制模式的操作方法。
根据本发明的高低压开关联动远程控制方法的第一实施例包括以下步骤：
S1：低压开关和高压开关将低压开关测量装置和高压开关测量装置各自测量的低压侧各相电流信号、各相电压信号以及低压开关分合闸状态信号和高压侧各相电流信号、各相电压信号以及高压开关分合闸状态信号发送至控制器；
S2：控制器的主控模块对接收到的低压侧/高压侧的各相电流电压信号结合低压开关/高压开关分合闸状态信号进行处理，得到设备实时数据(例如低压侧和高压侧的各相电流、各相电压和功率)和低压开关/高压开关分合闸状态信息，并根据存储在所述控制器的存储模块中的故障判断标准评估所获得的设备实时数据从而得到故障信息，并由控制器的通信模块将设备实时数据、故障信息和低压开关/高压开关分合闸状态信息发送至后台；
S3：后台操作人员根据所接收到的设备实时数据、故障信息、低压开关/高压开关分合闸状态信息，并结合当前作业计划，判断是否需要切断线路送电，并在需要进行切断线路送电操作的情况下通过后台将具体的操作指令发送至控制器；
S4：主控模块根据接收到的低压分闸操作指令，向低压开关发送分闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，同时所述控制器的计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了第一延时时段T1时，所述主控模块向低压开关摄像装置发送图像采集指令，并将此时接收到的低压侧各相电流电压信号和低压开关分合闸状态信号结合所述低压开关摄像装置采集到的低压开关分闸结果图像经由所述通信模块发送至后台；
S5：后台操作人员在确认所控制的低压开关已经分闸成功的基础上，通过后台向控制器发送高压分闸操作指令，主控模块根据接收到的高压分闸操作指令，向高压开关发送分闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，同时计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了第二延时时段T2时，所述主控模块向高压开关摄像装置发送图像采集指令，并将此时接收到的高压侧各相电流电压信号和高压开关分合闸状态信号结合所述高压开关摄像装置采集到的高压开关分闸结果图像经由所述通信模块发送至后台，由后台操作人员确认所控制的高压开关已经成功分闸，完成切断线路送电操作；
S6：在后台操作人员确定需要开启线路送电的情况下，通过后台将具体的操作指令发送至所述控制器，主控模块根据接收到的高压合闸操作指令，向高压开关发送合闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行合闸操作，同时计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了第三延时时段T3时，所述主控模块向高压开关摄像装置发送图像采集指令，并将此时接收到的高压侧各相电流电压信号和高压开关分合闸状态信号结合所述高压开关摄像装置采集到的高压开关合闸结果图像经由所述通信模块发送至后台；
S7：后台操作人员在确认所控制的高压开关已经合闸成功的基础上，通过后台向控制器发送低压合闸操作指令，主控模块根据接收到的低压合闸操作指令，向低压开关发送合闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行合闸操作，同时计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了第四延时时段T4时，所述主控模块向低压开关摄像装置发送图像采集指令，并将此时接收到的低压侧各相电流电压信号和低压开关分合闸状态信号结合所述低压开关摄像装置采集到的低压开关分闸结果图像经由所述通信模块发送至后台，由后台操作人员确认所控制的低压开关已经成功合闸，完成开启线路送电操作。
优选地，在上述步骤S2中，主控模块在处理上述信号的同时向低压开关摄像装置和高压开关摄像装置发送图像采集指令，低压开关摄像装置和高压开关摄像装置将采集到的高低压开关实际分合闸图像发送至控制器的通信模块，再由通信模块连同设备实时数据、故障信息和低压开关/高压开关分合闸状态信息发送至后台一起发送至后台。进一步优选地，通信模块向后台发送上述数据和信息的同时还将上述数据和信息上传至云端进行实时数据信息存储。根据本发明的优选的实施例，通信模块将GPS定位信息与上述数据和信息一起发送至后台并上传至云端，以便于后台操作人员进行准确定位和后续处理。同样优选地，在上述步骤S3中，操作人员通过后台将具体的操作指令发送至控制器的同时还将该操作指令上传至云端从而对操作记录进行实时存储。同样优选地，在上述步骤S4-S7中，通信模块向后台发送数据和信号的同时还将数据和信号上传至云端进行实时数据信息存储。根据本发明的优选的实施方式，第一延时时段T1、第二延时时段T2、第三延时时段T3和第四延时时段T4为0.1秒-10秒，更优选地为1秒-5秒。根据所控制的高压开关和低压开关的类型，可以将上述延时时段设置成相同或不同。在步骤S4-S7中通过对进行了分合闸操作的高低压开关拍摄实际分合闸图像并发送给后台，使得后台操作人员能够通过结合高低压开关分合闸状态信号和高低压开关实际分合闸图像来确保高低压开关是否已完成分闸/合闸操作，避免了由于其中一处出现故障而造成操作失误，提高操作的安全性。
根据本发明的高低压开关联动远程控制方法的第二实施例包括以下步骤：
S1：低压开关和高压开关将低压开关测量装置和高压开关测量装置各自测量的低压侧各相电流信号、各相电压信号以及低压开关分合闸状态信号和高压侧各相电流信号、各相电压信号以及高压开关分合闸状态信号发送至控制器；
S2：所述控制器的主控模块对接收到的低压侧/高压侧的各相电流电压信号结合低压开关/高压开关分合闸状态信号进行处理，得到设备实时数据和低压开关/高压开关分合闸状态信息，并根据存储在所述控制器的存储模块中的故障判断标准评估所获得的设备实时数据从而得到故障信息，并由所述控制器的通信模块将设备实时数据、故障信息和低压开关/高压开关分合闸状态信息发送至后台；
S3：后台操作人员根据所接收到的设备实时数据、故障信息、低压开关/高压开关分合闸状态信息，判断是否需要切断线路送电，并在需要进行切断线路送电操作的情况下通过后台将分闸操作指令发送至所述控制器；
S4：所述主控模块根据接收到的分闸操作指令，首先向低压开关发送分闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，同时所述控制器的计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了延时时段T1’，且所述主控模块接收到低压开关分合闸状态信号并判断低压开关分闸完成时，向高压开关发送分闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，完成切断线路送电操作；
S6：在后台操作人员确定需要开启线路送电的情况下，通过后台将合闸操作指令发送至所述控制器，主控模块根据接收到的合闸操作指令，首先向高压开关发送合闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行合闸操作，同时所述控制器的计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了延时时段T2’，且所述主控模块接收到高压开关分合闸状态信号并判断高压开关合闸完成时，向低压开关发送合闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行合闸操作，完成开启线路送电操作。
根据本发明的优选的实施方式，上述延时时段T1’和T2’为5-60秒，优选地为10-30秒。
如果将本发明的控制器切换为高低压开关自动巡航控制模式，则不需要后台后台人员的监控和操作，控制器自动判断故障并进行相应的高低压开关分闸操作，本发明的高低压开关自动巡航控制方法包括以下步骤：
S1：低压开关和高压开关将低压开关测量装置和高压开关测量装置各自测量的低压侧各相电流信号、各相电压信号和高压侧各相电流信号、各相电压信号发送至控制器；
S2：所述控制器的主控模块对接收到的低压侧/高压侧的各相电流电压信号进行处理，并根据所述控制器的存储模块中预先设定的故障判断标准评估当前故障信息，并判断是否进行自动分闸操作；
S3：在确定进行自动分闸操作的情况下，所述主控模块首先向低压开关发送分闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，同时所述控制器的计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了延时时段T’，且所述主控模块接收到低压开关分合闸状态信号并判断低压开关分闸完成时，所述主控模块向高压开关发送分闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，完成自动切断线路送电操作。
根据本发明的优选的实施方式，上述延时时段T’为5-60秒，优选地为10-30秒。优选地，在上述步骤S3中，如果主控模块获得的低压开关分合闸电信号仍旧为合闸状态，则中断后续的向高压开关发出分闸命令的动作，并向后台发送低压开关分闸失败的报警信号。
根据本发明的优选的实施方式，如图2所示，控制器包括外仓体1和设置在所述外仓体内的控制主体2，外仓体1的相对的两个侧壁开设有通风口，两个侧壁与控制主体2之间依次设置防尘除潮组件3和进气风扇4。根据安装地域气候环境和温差，进气风扇4可以采用冷风机和/或热风机。其中，防尘初潮组件3位于侧壁与进气风扇4之间，从而能够在通过进气风扇4使控制主体2降温/升温的同时防止灰尘和水分进入控制主体2。根据本发明的优选的实施方式，除潮组件3包括两层防尘滤网16以及布置在两层防尘滤网之间的吸水材料17。主控模块、通信模块、计时模块、存储模块和供电模块设置于控制主体2。控制主体上设置有显示屏5、低压开关分闸按键6、低压开关合闸按键7、高压开关分闸按键8和高压开关合闸按键9。根据用户需求以及特殊气候环境需求，也可以使用数码管显示方式或指示灯显示方式来替代显示屏5。当需要对控制器进行人工操作时，操作人员可以打开外仓体1的仓盖10，将控制器切换成人工控制模式，并通过结合显示屏5上显示的设备数据信息和故障信息操作按键6-9进行分闸合闸操作。如图2所示，控制主体2的下端设置有电源端口11、低压开关数据连接端口12、高压开关数据连接端口13、低压开关摄像装置端口14和高压开关摄像装置15。
根据本发明的优选的实施方式，在特殊防火安全作业环境中，用户可利用控制器的自动巡航模式，结合作业计划，进行定时自动合闸或分闸设置，达到按时自动送电和按时自动断电的目的。优选地，本发明的控制器具有GPS定位功能，可结合添加的地址目录，形成操作地图，方便用户在后台进行全局统筹控制或便于人工各自直接到达目的地现场维护，并可帮助工作人员全面了解与监督管理。
根据本发明的优选的实施方式，控制器具有短路故障防护功能，一旦发生短路故障险情，控制器无需后台发出操作指令，直接自动发出分闸命令，使得高低压开关自动同时动作，此动作时间为10-200毫秒，即在200毫秒内直接将高压和低压同时切断线路电源。
根据本发明的优选的实施方式，在确定作业计划的情况下，控制器在预先设定的时间点执行自动合闸和自动分闸操作，例如在存储模块中预先设定自动合闸时刻和自动分闸时刻，并通过计时模块和主控模块在自动合闸时刻执行自动合闸操作，在自动分闸时刻执行自动分闸操作。
本发明的高低压开关智能控制系统和控制方法能够适用的变压器上端的高压开关包括：隔离开关、高压负荷开关、真空断路器(户内或户外)、跌落式熔断器等，变压器下端的低压开关包括：塑壳断路器、自动重合闸、负荷开关、智能刀开关、接触器等。
根据本发明的优选的实施方式，主控模块包含过压保护功能、欠压保护功能、过载保护功能、短路保护功能、抄表功能、控制分合功能以及数据转译功能，更优选的还有断相保护、断零保护、漏电保护、三相不平衡报警功能、防窃电报警功能、谐波保护、功率读取、电损耗读取功能等。通信模块包含4G/5G通信功能、433无线传输功能，可实现远程遥控、遥信、遥测，遥调以及数据上传云端储存，也可近程使用遥控器遥控。高低压开关摄像装置可以配备照明器件(可选用具有红外夜视功能的摄像装置)并由控制器控制，以便获取被操作开关上的可视分合点的实际结果(视频或照片图像)，在需要获取被执行端视频图像结果时，控制器可以开启照明，即使夜间也可获得准确图像，摄像头可根据用户需求选用固定式或可旋转式。通过将变压器上下端的高低压开关的分合闸电信号同步反馈回控制器，并发送给后台(手机端、PC端、或手持控制器)，这种兼备方式也可以确保控制指令是否完成。通过控制器上的过压保护、欠压保护、缺相保护、断零保护、短路保护、过载保护、漏电保护、空载或相序不平衡显示、故障报警等功能对所控制开关实施控制分合，从而保护线路和变压器；同时后台控制端根据需要选择联动远程控制模式或自动巡航控制模式。通过控制器的数据采集和数据传输功能，可以在手机端或PC端或手持控制器上读取到所控制线路的电压、电流、功率等实时数据。通过控制器对变压器区域24小时的监控及防窃电功能可对窃电或破坏的行为进行监控或报警,并记录储存可查询。通过控制器的变压器超负荷预报警功能，可以向后台发出报警，可调节或及时切断上下端送电，保护变压器等设备、保护送电线路、保护人身和财产安全。通过控制器对变圧器空载无功损耗的检测和控制，能自动或人工远程及时关停，减少了变压器因无功空载而浪费电能、降低空载长时间送电的安全风险、节能减排。通过控制器上设有的时控功能，对负荷间断作业的特殊性供电环境，可设置作业时间合闸送电，停工时分闸断电。通过控制器上的GPS定位功能，可将所控区域位置信息上传给后台和云服务器，给实际操作和信息记录提供便利和依据。通过控制器上的数据读取、记录、传输功能，可将日常线路情况数据以定时定点扫描方式读取记录并上传到云服务器并存储，可供随时调阅、检查、备用参考。优选地，通过控制器上的PT取电、蓄电池，可结合常规供电以及光伏供电方式，保持让控制器7*24小时长年不间断工作，达到全方位无间断监控。本发明的控制器可用于高压变电站，需要分闸时，先切断变电站变压后输出端电压，再切断变电站上端输入电压，需要合闸时，先合变电站上端输入电压，再合变压后输出端电压。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种高低压开关智能控制系统，其特征在于，包括：
控制器，其与待控制的高低压开关的各自的分合闸执行机构电连接，包括主控模块、通信模块、计时模块、存储模块和供电模块；
低压开关测量装置，其安装于待控制的低压开关处并通过所述低压开关与所述控制器电连接，用于测量低压侧各相电流信号、各相电压信号以及低压开关分合闸状态信号，并通过所述低压开关发送至所述控制器；
高压开关测量装置，其安装于待控制的高压开关处并通过所述高压开关与所述控制器电连接，用于测量高压侧各相电流信号、各相电压信号以及高压开关分合闸状态信号，并通过所述高压开关发送至所述控制器；
其中，所述主控模块对接收到的低压侧/高压侧的各相电流电压信号结合低压开关/高压开关分合闸状态信号进行处理，得到设备实时数据和低压开关/高压开关分合闸状态信息，并根据存储在所述存储模块中的故障判断标准评估所获得的设备实时数据从而得到故障信息，所述通信模块将设备实时数据、低压开关/高压开关分合闸状态信息和故障信息发送至后台，并从后台接收操作指令；当所述主控模块接收到从后台发出的分闸操作指令时，首先向所述低压开关发送分闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，并且在完成所述低压开关的分闸操作后向所述高压开关发送分闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行分闸操作；当所述主控模块接收到从后台发出的合闸操作指令时，首先向所述高压开关发送合闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行合闸操作，并且在完成所述高压开关的合闸操作后向所述低压开关发送合闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行合闸操作。
2.根据权利要1所述的高低压开关智能控制系统，其特征在于，所述控制器具有高低压开关联动远程控制模式、高低压开关自动巡航控制模式和人工控制模式。
3.根据权利要1所述的高低压开关智能控制系统，其特征在于，还包括：
低压开关摄像装置，其与所述控制器电连接，用于拍摄待控制的低压开关的分合闸状态，并将拍摄的图像信息发送至所述控制器；
高压开关摄像装置，其与所述控制器电连接，用于拍摄待控制的高压开关的分合闸状态，并将拍摄的图像信息发送至所述控制器；
其中，在所述主控模块向低压开关或高压开关发出分闸或合闸指令的同时，所述计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了延时时段T时，所述主控模块向接收分闸或合闸指令的低压开关或高压开关的摄像装置发送图像采集指令，所述延时时段T为0.1-10秒。
4.根据权利要1至3中任一项所述的高低压开关智能控制系统，其特征在于，所述高压开关是隔离开关、高压负荷开关、真空断路器、跌落式熔断器中的其中一者；所述低压开关是塑壳断路器、自动重合闸、负荷开关、智能刀开关、接触器中的其中一者。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的高低压开关智能控制系统，其特征在于，所述通信模块设置有4G/5G通信功能，在向后台发送设备实时数据、低压开关/高压开关分合闸状态信息和故障信息的同时还将上述数据和信息上传至云端进行实时数据信息存储。
6.一种高低压开关联动远程控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：低压开关和高压开关将低压开关测量装置和高压开关测量装置各自测量的低压侧各相电流信号、各相电压信号以及低压开关分合闸状态信号和高压侧各相电流信号、各相电压信号以及高压开关分合闸状态信号发送至控制器；
S2：所述控制器的主控模块对接收到的低压侧/高压侧的各相电流电压信号结合低压开关/高压开关分合闸状态信号进行处理，得到设备实时数据和低压开关/高压开关分合闸状态信息，并根据存储在所述控制器的存储模块中的故障判断标准评估所获得的设备实时数据从而得到故障信息，并由所述控制器的通信模块将设备实时数据、故障信息和低压开关/高压开关分合闸状态信息发送至后台；
S3：后台操作人员根据所接收到的设备实时数据、故障信息、低压开关/高压开关分合闸状态信息，判断是否需要切断线路送电，并在需要进行切断线路送电操作的情况下通过后台将具体的操作指令发送至所述控制器；
S4：所述主控模块根据接收到的低压分闸操作指令，向低压开关发送分闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，同时所述控制器的计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了第一延时时段T1时，所述主控模块向低压开关摄像装置发送图像采集指令，并将此时接收到的低压侧各相电流电压信号和低压开关分合闸状态信号结合所述低压开关摄像装置采集到的低压开关分闸结果图像经由所述通信模块发送至后台，所述第一延时时段T1为0.1-10秒；
S5：后台操作人员在确认所控制的低压开关已经分闸成功的基础上，通过后台向控制器发送高压分闸操作指令，主控模块根据接收到的高压分闸操作指令，向高压开关发送分闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，同时计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了第二延时时段T2时，所述主控模块向高压开关摄像装置发送图像采集指令，并将此时接收到的高压侧各相电流电压信号和高压开关分合闸状态信号结合所述高压开关摄像装置采集到的高压开关分闸结果图像经由所述通信模块发送至后台，由后台操作人员确认所控制的高压开关已经成功分闸，完成切断线路送电操作，所述第二延时时段T2为0.1-10秒；
S6：在后台操作人员确定需要开启线路送电的情况下，通过后台将具体的操作指令发送至所述控制器，主控模块根据接收到的高压合闸操作指令，向高压开关发送合闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行合闸操作，同时计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了第三延时时段T3时，所述主控模块向高压开关摄像装置发送图像采集指令，并将此时接收到的高压侧各相电流电压信号和高压开关分合闸状态信号结合所述高压开关摄像装置采集到的高压开关合闸结果图像经由所述通信模块发送至后台，所述第三延时时段T3为0.1-10秒；
S7：后台操作人员在确认所控制的高压开关已经合闸成功的基础上，通过后台向控制器发送低压合闸操作指令，主控模块根据接收到的低压合闸操作指令，向低压开关发送合闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行合闸操作，同时计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了第四延时时段T4时，所述主控模块向低压开关摄像装置发送图像采集指令，并将此时接收到的低压侧各相电流电压信号和低压开关分合闸状态信号结合所述低压开关摄像装置采集到的低压开关合闸结果图像经由所述通信模块发送至后台，由后台操作人员确认所控制的低压开关已经成功合闸，完成开启线路送电操作，所述第四延时时段T4为0.1-10秒。
7.一种高低压开关联动远程控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：低压开关和高压开关将低压开关测量装置和高压开关测量装置各自测量的低压侧各相电流信号、各相电压信号以及低压开关分合闸状态信号和高压侧各相电流信号、各相电压信号以及高压开关分合闸状态信号发送至控制器；
S2：所述控制器的主控模块对接收到的低压侧/高压侧的各相电流电压信号结合低压开关/高压开关分合闸状态信号进行处理，得到设备实时数据和低压开关/高压开关分合闸状态信息，并根据存储在所述控制器的存储模块中的故障判断标准评估所获得的设备实时数据从而得到故障信息，并由所述控制器的通信模块将设备实时数据、故障信息和低压开关/高压开关分合闸状态信息发送至后台；
S3：后台操作人员根据所接收到的设备实时数据、故障信息、低压开关/高压开关分合闸状态信息，判断是否需要切断线路送电，并在需要进行切断线路送电操作的情况下通过后台将分闸操作指令发送至所述控制器；
S4：所述主控模块根据接收到的分闸操作指令，首先向低压开关发送分闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，同时所述控制器的计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了延时时段T1’，且所述主控模块接收到低压开关分合闸状态信号并判断低压开关分闸完成时，向高压开关发送分闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，完成切断线路送电操作，所述延时时段T1’为5-60秒；
S6：在后台操作人员确定需要开启线路送电的情况下，通过后台将合闸操作指令发送至所述控制器，主控模块根据接收到的合闸操作指令，首先向高压开关发送合闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行合闸操作，同时所述控制器的计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了延时时段T2’，且所述主控模块接收到高压开关分合闸状态信号并判断高压开关合闸完成时，向低压开关发送合闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行合闸操作，完成开启线路送电操作，所述延时时段T2’为5-60秒。
8.一种高低压开关自动巡航控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：低压开关和高压开关将低压开关测量装置和高压开关测量装置各自测量的低压侧各相电流信号、各相电压信号和高压侧各相电流信号、各相电压信号发送至控制器；
S2：所述控制器的主控模块对接收到的低压侧/高压侧的各相电流电压信号进行处理，并根据所述控制器的存储模块中预先设定的故障判断标准评估当前故障信息，并判断是否进行自动分闸操作；
S3：在确定进行自动分闸操作的情况下，所述主控模块首先向低压开关发送分闸指令使得低压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，同时所述控制器的计时模块开始计时，当所述计时模块确定经过了延时时段T’，且所述主控模块接收到低压开关分合闸状态信号并判断低压开关分闸完成时，所述主控模块向高压开关发送分闸指令使得高压开关的分合闸执行机构执行分闸操作，完成自动切断线路送电操作，所述延时时段T’为5-60秒。
9.一种控制器，其特征在于，所述控制器具有高低压开关联动远程控制模式、高低压开关自动巡航控制模式和人工控制模式，所述控制器在高低压开关联动远程控制模式下执行如权利要求5或6所述的方法，在高低压开关自动巡航控制模式下执行如权利要求8所述的方法。
10.根据权利要9所述的控制器，其特征在于，所述控制器包括外仓体和设置在所述外仓体内的控制主体，所述外仓体的相对的两个侧壁开设有通风口，所述两个侧壁与所述控制主体之间依次设置防尘除潮组件和进气风扇，主控模块、通信模块、计时模块、存储模块和供电模块设置于所述控制主体，所述控制主体上设置有显示区域、低压开关分闸按键、高压开关分闸按键、高压开关合闸按键和低压开关合闸按键。
11.根据权利要求9或10所述的控制器，其特征在于，所述控制器设置有GPS定位功能。
12.根据权利要求9或10所述的控制器，其特征在于，所述控制器在预先设定的时间点执行自动合闸和/或自动分闸。
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