CN110800178B - 无人操作和维护的开关设备或控制设备的中高压变电站 - Google Patents

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Abstract

根据权利要求1和4的前序部分，本发明涉及中压或高压变电站，该变电站包含无人操作和维护的开关设备或控制设备。为了以自动化的方式对这样的变电站进行操作和/或维护，并且在刚好进一步需要操作人员的情况下，提高操作人员的安全，本发明是，内室通过内部自动操作的门抵靠外壳被锁定，使得机器人系统被实现为：机器人系统的作用区域从内室中延伸，部分地在内室外部但在外壳内部的区域中延伸，其中备件被存储在备件移交区域中，以用于维护。

Description

无人操作和维护的开关设备或控制设备的中高压变电站
根据权利要求1和4的前序部分，本发明涉及中压或高压变电站，该变电站包含具有无人操作和维护的开关设备或控制设备。
背景技术
具有无人操作和维护的开关设备或控制设备将操作人员排除在我们今天所知的开关设备或控制设备的操作和维护流程之外。目前为止，这样的系统已经实现了自动化，然而，当主电路通电时，必须限制操作人员的进入。
发明目标
本发明的目的在于，以自动化的方式对这样的变电站进行操作和/或维护，并且在刚好进一步需要操作人员的情况下，提高操作人员的安全。
发明内容
首先，上述变电站是自动操作的。为此使用了机器人系统，以在开关设备或控制设备所在的操作室内进行操作，并在外壳内实现。因此还有几个传感器装置位于内壳的内室和外壳之间的区域和/或在外壳的门处，它们能够检测操作人员的进入。本发明另一个重要的后续特征是，如果当载流部件通电时内室通过内部门锁定而自动地被限制，则开关设备或控制设备不需要进一步的分隔。
具有无人操作和维护的开关设备或控制设备的机器人系统需要维护和备件采购。当主电路通电时，在开关设备或控制设备的外壳内部的人员难以进入机器人系统。
通过将机器人系统添加到开关设备或控制设备的内部空间或内室，然而新的复杂系统被引入到开关设备或控制设备中，并且该系统需要维护本身。另一个期望是，机器人系统能够获得开关设备或控制设备维护所需的备件。即使与当前实践相比，人与开关设备或控制设备之间的交互要更不频繁，但是用于具有无人操作和维护的开关设备或控制设备的操作人员安全互锁必须被限定。
在进一步有利地实施例中，操作人员存在传感器在外壳的室中实现，使得如果开关设备或控制设备所在的内室中的载流部件通电，则内室门处的锁定装置自动将该门锁定，其中在内室中只允许机器人系统操作。
在另一有利的实施例中，内室也是密封地可闭合的隔间。因此，在该变电站的内部隔间内，像这样的开关设备本身不需要另外的外壳，因为在载流部件通电的情况下，开关设备通过锁定的门防止操作人员进入。
根据操作这样的变电站的方法，内室通过内部自动操作的门抵靠外壳被锁定，并且该门的锁定和解锁是通过对操作人员的存在的自动感测的估计以及开关设备或控制装置和/或母线的载流部件上的能量状态的估计来进行逻辑控制的，使得机器人系统被实现为：机器人系统的作用区域从内室中延伸，部分地在内室外部但在外壳内部的区域中延伸，其中备件被存储在备件移交区域中，以用于维护。
一种有利的用于维护的方法是，对于机器人的维护和维修，区域54被预定义为维修和维护区域，该维修和维护区域位于内室外部和外壳内部，如果在内室的开关设备或控制设备通电的情况下内室被内室的门锁定，则允许操作人员进入该维修和维护区域。由此，对操作人员的安全提出了更高的要求。
本发明的有利的实施例在附图中示出。
图1是具有无人操作和维护的开关设备或控制设备的示例截面图。
图2是具有无人操作的开关设备或控制设备的变电站平面图和人机接口位置的示例。
有两个选项用于进入机器人系统并为开关设备或控制设备提供备件：
·开关设备或控制设备的所有主电路必须完全断电，使开关设备或控制设备内部空间22对于人员进入是安全的。
·或者如果必要，必须允许机器人系统21离开开关设备或控制设备外壳23以进行交互。
第二种选择对于开关设备或控制设备的服务连续性和正常运行时间更可取。为允许机器人系统21移出外壳，建议在开关设备或控制设备外壳23上采用专用的门50-参见图2。
门在关闭时是防电弧的，并且其尺寸允许具有对接的机械手的机器人系统通过。门只在机器人需要通过的时间段打开，它们在其他时间都是关闭的。该门优选地位于开关设备或控制设备的一侧，以允许预定义的机器人移动区域51尽可能简单和狭窄。
机器人系统预定的移动区域51延伸出开关设备或控制设备的外壳23。默认的机器人系统位置是在开关设备或控制设备外壳23内部，它在那里完成它的任务。
在机器人移动通过打开的门50的短时间内，开关设备或控制设备的防电弧外壳23受损。此时必须通过确认在打开开关设备或控制设备的门50之前变电站内部空间56没有操作人员，来确保人员人身安全。用于开关设备或控制设备门50的互锁系统应当被应用，以防止其在以下情况打开：
-操作人员存在于变电站内部空间56或机器人维修区域54
-到变电站55的门被打开
可以通过以下系统中的一个或组合来了解变电站内的操作人员的存在：
-基于人员存在传感器58的人员存在检测系统
-在进入之前操作人员在外部变电站接口57激活手动触发的电气或机械互锁。该互锁将变电站的门55解锁，同时将开关设备或控制设备的门50锁定。
在开关设备或控制设备的门50没有被明确地确认为关闭和锁定以防打开的情况下，应当将另一种用于人员安全确认的互锁系统应用到变电站入口的门55，防止从外部打开变电站入口的门。该互锁的激活应该在本地外部变电站接口57上清楚地发出信号，以使操作人员知道变电站入口门55是互锁的。
本地外部变电站接口57应该为准备进入变电站或离开变电站的操作人员提供本地命令接口、以及开关设备或控制设备状态的本地信号。
用于机器人系统的可用命令应当最少：
-在操作人员要进入变电站进行备件处理或其他任务时，待在内部开关设备或控制设备区域22中，并锁定开关设备或控制设备的门50，其中机器人应待在开关设备或控制设备内部
-在操作人员要进入变电站对机器人系统进行维护或修理工作时，离开人机交互区域53、锁定开关设备或控制设备的门50，并保持停靠
-警报解除-在变电站内部没有人员时，自由操作
本地外部变电站接口可以是智能电子设备、开关组或密钥交换盒、或这些设备的组合的形式。
为了进一步提高操作人员的安全，可以限定如下两个限制进入的特定区域：
-备件移交区域52
-机器人维修区域54
备件移交区域52应当被构建为备件存储区域，其中机器人自主地提取所需要的备件并存储替换的部件。该区域的人机交互是间接的，只有当机器人不在人机交互位置53时，才允许人员在该区域进行操作。人员的任务是移除替换的部件，并在库存用完的情况下补充新的备件。优选地，通过带锁的护栏或外壳防止在该区域的人员擅自操作。只有当机器人系统位于开关设备或控制设备的外壳23内部、并且开关设备或控制设备50锁定时，该锁才允许进入。
机器人维修区域54是为操作人员设计的用于执行机器人维修或维护的区域。这样设计机器人维修区域，使得通过机械手的对接，操作人员可以进入机器人维护或维修的所有点。当操作人员在机器人维修区域内部时，运行机器人操作例行检查是安全的。维修区域优选地通过带锁的护栏或外壳以防擅自进入。只有当机器人位于人机交互区域53，对接的机械手准备维护介入并且开关设备或控制设备的门50锁定时，该锁才允许进入。
参考标号
21 机器人系统，机器人
22 空间，内室
23 外壳，电弧封闭
50 门，自动门
51 移动区域
52 备件移交区域
53 交互区域
54 机器人维修区域
55 变电站入口门，出口门
56 外壳中的室
57 外部变电站接口

Claims (4)

1.一种中压或高压变电站，包括外壳以及具有无人操作和维护的开关设备或控制设备，其中所述开关设备或控制设备所在的内室由所述外壳内的内壳密封地封闭，
其中所述内室(22)通过内部自动操作的门(50)抵靠所述内壳(23)被锁定，以及机器人系统(21)被实现为：所述机器人系统的作用区域从所述内室中延伸，部分地在所述内室外部但在所述外壳内部的区域中延伸，其中备件被存储在备件移交区域(52)中以用于维护，
其中操作人员存在传感器在所述外壳的室中实现，使得如果所述开关设备或控制设备所在的所述内室中的载流部件通电，则所述内室的所述门处的锁定装置自动将该门锁定，其中在所述内室中只允许所述机器人系统操作。
2.根据权利要求1所述的变电站，
其中所述内室也是密封地可闭合的隔间。
3.一种用于操作中压或高压变电站的方法，所述中压或高压变电站包括外壳以及具有无人操作和维护的开关设备或控制设备，其中所述开关设备或控制设备所在的内室由所述外壳内的内壳密封地封闭，
其中所述内室通过内部自动操作的门抵靠所述内壳被锁定，并且该门的锁定和解锁是通过对操作人员的存在的自动感测的估计、以及所述开关设备和/或母线的载流部件上的能量状态的估计来进行逻辑控制的，以及机器人系统被实现为：所述机器人系统的作用区域从所述内室中延伸，部分地在所述内室外部但在所述外壳内部的区域中延伸，其中备件被存储在备件移交区域中以用于维护。
4.根据权利要求3所述的方法，
其中对于所述机器人的维护或维修，区域(54)被预定义为维修和维护区域，所述维修和维护区域位于所述内室的外部和所述外壳的内部，如果在所述内室的所述开关设备或控制设备通电的情况下所述内室被所述内室的所述门锁定，则允许操作人员进入所述维修和维护区域。
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