CN111189481A - 一种变电站保护压板在线监测系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变电站设备监测技术领域，提出发明一种变电站保护压板在线监测装置与方法，包括m列保护压板组件、状态信号处理模块、通信配置模块、后台监控服务模块、状态控制切换模块，本发明通过后台监控服务模块远程更改保护压板的投退状态，在现有的保护压板上加入保护压板组件，投退状态发生更改时，将更改后的投退状态信息反馈回后台监控服务模块，后台监控服务模块对比下达的更改指令是否与反馈回来的状态信息一致，一方面可实现远程更改保护压板的投退状态，还可以远程监控是否与下达的更改指令一致，进行二次检测，取代现有的人工投退及人工复验的方式，对保护压板状态进行实时监测，保证整个保护装置的正常使用。
Description
技术领域
本发明涉及变电站设备监测技术领域，特别涉及一种变电站保护压板在线监测系统与方法。
背景技术
保护压板也叫保护连片，是保护装置联系外部接线的桥梁和纽带，关系到保护的功能和动作出口能否正常发挥作用。保护压板因其操作后形成连接点（投入状态）与断开点（退出状态）的可视性而在国产保护装置中得到最为广泛的应用。目前，在已投运的发电厂、变电站保护屏上都安装有数量众多的保护压板，由于具有直观的断开点，运行人员可以判断继电保护装置电路所处的状态，为检修、运行提供了极大的方便。
已有的保护压板状态实时监测相关研究多采用图像采集的方式，对工作环境要求较高，同时在正确性验证以防止压板漏投、误投方面相关研究较少，多采用人工投退及人工复验的方式，人为误操作或错检、漏检的情况时长发生，则会造成整个保护装置不能正确动作。
发明内容
本发明的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种变电站保护压板在线监测系统与方法。
为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：
一种变电站保护压板在线监测装置，包括：
m列保护压板组件，用于采集保护压板的投退状态，所述保护压板组件中包括保护压板；
状态信号处理模块，分别与m列所述保护压板组件连接，用于接收保护压板组件反馈的保护压板的投退状态，并将保护压板的投退状态整合处理后发送至后台监控服务模块；
通信配置模块，用于建立所述状态信号处理模块与后台监控服务模块之间的通信连接；
后台监控服务模块，用于接收状态信号处理模块发送的保护压板的投退状态，以及向状态控制切换模块下达切换保护压板状态的指令，并比较状态信号处理模块发送的保护压板的投退状态与向状态控制切换模块下达的切换保护压板状态的指令是否一致；
状态控制切换模块，用于根据后台监控服务模块下达的切换保护压板状态的指令，控制保护压板组件切换保护压板的投退状态；所述投退状态包括投入状态和退出状态。
本方案中，工作人员可远程通过后台监控服务模块对现场的保护压板的投退状态进行更改，根据实际工作情况将保护压板的状态更改为投入状态或退出状态，在现有的保护压板上加入保护压板组件，现场采集保护压板的当前投退状态，并将采集的投退状态发送至状态信号处理模块，状态信号处理模块将各个保护压板的当前投退状态整合后一起反馈回后台监控服务模块；后台监控服务模块自动对比下达的更改指令与反馈回来的状态信息是否一致。本发明可远程完成保护压板的投退状态更改，同时自动检测反馈保护压板的投退状态，做到控制和监测一体，具有远程操控和自动监测的便携性，也排除了人工投退和人工复检的误操作和误检。
为了更好的实现对保护压板的状态更改远程控制和自动监测，每一列所述保护压板组件包括n组保护压板单元，每一组所述保护压板单元包括压板上口、压板下口、旋转设置在压板下口上的保护压板，所述压板上口上设置有光纤传感器，且压板上口与所述光纤传感器之间设置有绝缘块；所述保护压板的缺口处设置有绝缘材料的套壳，所述套壳不可通光；所述压板下口上设置有转动机构，所述状态控制切换模块通过投退驱动器与转动电磁阀电连接，所述光纤传感器通过光电转换器与状态信号处理模块电连接。
本方案通过投退驱动器向转动电磁阀发送脉冲信号，来控制转动电磁阀的转动动作，转动电磁阀每接收到一次脉冲信号就完成一次转动，使得保护压板由投入状态更改为退出状态，或由退出状态更改为投入状态；只需使用投退驱动器发送一次脉冲信号即可实现对保护压板的状态更改，操作简单，原理易动，无需增加复杂的程序设计。利用光纤传感器接收外部光线而发生光信号变化的原理，当保护压板处于投入状态时，光纤传感器被套壳盖住，从而接收不到外部的光线；当保护压板处于退出状态时，光纤传感器不被套壳盖住，从而可接收到外部的光线。再使用光电转换器将光信号转换为电信号，即可得到保护压板的状态。在光纤传感器和保护上口之间设置绝缘块，避免现场保护压板的电磁对光纤传感器的干扰，导致光纤传感器不在正常工作状态。
为了更好的完善对保护压板投退状态的监测，所述保护压板在线监测装置还包括与后台监控服务模块连接的异常报警模块，当后台监控服务模块检测到状态信号处理模块发送的保护压板的投退状态与向状态控制切换模块下达的切换保护压板状态的指令不一致时，所述后台监控服务模块控制异常报警模块响起。
为了便于工作人员及时查看保护压板的投退状态，所述保护压板在线监测装置还包括与后台监控服务模块连接的状态显示模块，用于显示所述后台监控服务模块向状态控制切换模块下达的切换保护压板状态的指令信息，以及显示状态信号处理模块发送的保护压板的投退状态信息。
一种变电站保护压板在线监测方法，包括以下步骤：
步骤S1：后台监控服务模块向状态控制切换模块下达切换保护压板状态的指令；
步骤S2：状态控制切换模块根据后台监控服务模块下达的指令更改保护压板的投退状态；
步骤S3：保护压板组件向状态信号处理模块反馈保护压板的投退状态；
步骤S4：状态信号处理模块接收各个保护压板组件反馈的保护压板的投退状态，并整合处理保护压板的投退状态后，通过通信配置模块发送至后台监控服务模块；
步骤S5：后台监控模块比较状态信号处理模块发送的保护压板的投退状态与向状态控制切换模块下达的切换保护压板状态的指令是否一致，若不一致则控制异常报警模块响起。
更进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S2具体包括以下步骤：状态控制切换模块根据后台监控服务模块下达的指令控制启停投切驱动器的工作，当投切驱动器被启动时，投切驱动器向转动电磁阀发送一次脉冲信号，转动电磁阀接收到脉冲信号后，转动压板下口，使得保护压板更改为投入状态或退出状态；并在状态显示模块上展示台监控服务模块下达的指令信息。
更进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S3具体包括以下步骤：光纤传感器检测到保护压板更改为投入状态或退出状态时，触发相应的光信号至光电转换器，光电传感器将光信号转换为电信号后发送至状态信号处理模块。
更进一步地，为了更好的实现本发明，所述光纤传感器检测保护压板更改为投入状态或退出状态的方式为：当保护压板由退出状态更改为投入状态时，保护压板缺口上方的套壳盖住光纤传感器，使得光纤传感器接收不到光，此时光纤传感器触发投入状态相应的光信号至光电传感器；当保护压板由投入状态更改为退出状态时，光纤传感器不被保护压板缺口上方的套壳盖住，使得光纤传感器接收到光，此时光纤传感器触发退出状态相应的光信号至光电传感器。
更进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S4还包括步骤：在状态显示模块上展示状态信号处理模块发送的保护压板的投退状态。
更进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S5还包括步骤：在状态显示模块上展示状态信号处理模块发送的保护压板的投退状态与向状态控制切换模块下达的切换保护压板状态的指令的比较结果。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
（1）本发明可远程完成保护压板的投退状态更改，同时自动检测反馈保护压板的投退状态，做到控制和监测一体，具有远程操控和自动监测的便携性，也排除了人工投退和人工复检的误操作和误检。
（2）本发明远程更改保护压板状态的方式简单，每次需要更改状态时，只需发送一个脉冲信号，即可使保护压板由投入状态更改为退出状态，或由退出状态更改为投入状态，操作简单，原理易懂，无需改写复杂的程序。
（3）本发明在已有的保护压板上加入不通光的套壳和光纤传感器，利用光纤传感器接收外部光线而发生光信号变化的原理，即可判断保护压板当前的状态，无需更改现有保护压板的线路，降低建设成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍， 应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明保护压板在线监测装置模块框图；
图2为本发明保护压板组件模块框图；
图3为本发明保护压板组件部分结构示意图；
图4为本发明保护压板在线监测方法流程图。
主要元件符号说明
保护压板1，保护下口11，保护上口12，缺口13，光纤传感器2，绝缘块21，套壳3，转动机构4。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性，或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
实施例：
本发明通过下述技术方案实现，如图1所示，一种变电站保护压板在线监测装置，包括m列保护压板组件、状态信号处理模块、通信配置模块、后台监控服务模块、状态控制切换模块，所述后台监控服务模块与状态控制切换模块的输入端连接，状态控制切换模块的输出端分别与m列保护压板组件的输出端连接，m列保护压板组件的输出端与状态信号处理模块的输入端连接，状态信号处理模块通过通信配置模块与后台监控服务模块连接。所述保护压板在线监测装置还包括分别与后台监控服务模块连接的异常报警模块、状态显示模块。
本发明通过所述后台监控服务模块来下达更改保护压板的投退状态，首先后台监控服务模块向状态控制切换模块下达更改保护压板投退状态的指令，状态控制切换模块根据后台监控服务模块下达的指令更改保护压板为投入状态或退出状态。保护压板的投退状态更改后，保护压板组件向状态信号处理模块反馈当前的状态为投入状态或退出状态，状态信号处理模块将接收到的保护压板投退状态加以整合后，发送至后台监控服务模块。后台监控服务模块比较向状态控制切换模块下达的保护压板投退状态指令与状态信号处理模块发送的保护压板投退状态是否一致，以判断保护压板是否已根据后台监控服务模块下达的指令更改投退状态，若比较结果为不一致，则说明该不一致的保护压板未更改为后台监控服务模块下达的指令，可能出现短路或故障情况，此时异常报警模块响起，并在状态显示模块上展示出比较结果，以通知工作人员进行对应检修。
本发明通过后台监控服务模块远程更改保护压板的投退状态，在现有的保护压板上加入保护压板组件，投退状态发生更改时，将更改后的投退状态信息反馈回后台监控服务模块，后台监控服务模块对比下达的更改指令是否与反馈回来的状态信息一致，一方面可实现远程更改保护压板的投退状态，还可以远程监控是否与下达的更改指令一致，进行二次检测，取代现有的人工投退及人工复验的方式，对保护压板状态进行实时监测，保证整个保护装置的正常使用。
需要说明的是，通常保护压板为多个，且成矩阵式排列，本方案将多个保护压板分为如图1所示的m列保护压板组件，每一列保护压板组件内包含如图2所示的n组保护压板单元。现对每一组保护压板单元进行详细说明，每一组保护压板单元的结构、功能均相同。
如图3所示，每一组保护压板单元包括已有的保护上口12、保护下口11、保护压板1，保护下口11上设置转动机构4，该转动机构4受控于转动电磁阀，转动电磁阀接收投退驱动器发送的脉冲信号，转动电磁阀每接收一次脉冲信号，就使转动机构4转动一次，使得保护压板1更改为投入状态或退出状态。当保护压板1由退出状态更改为投入状态时，保护压板1的缺口13扣入保护上口12，缺口13上设置的不可通光的套壳3盖住设置在保护上口12上的光纤传感器2，使光纤传感器2接收不到外部的光线；反之，当保护压板1由投入状态更改为退出状态时，保护压板1的缺口13离开保护上口12，缺口13上的套壳3不再盖住光纤传感器2，此时光纤传感器2能够接收外部的光线。
当光纤传感器2接收不到外部的光线时，说明此时保护压板1为投入状态，那么光纤传感器2向光电转换器发送对应的光信号，该对应的光信号可以为没有信号，则光电转换器转换后的电信号为低电平，因此当状态信号处理模块接收到某保护压板1对应的光电转换器发送的电信号为低电平时，则说明该保护压板1为投入状态。反之，当光纤传感器2能够接收到外部的光线时，说明此时保护压板1为退出状态，那么光纤传感器2向光电转换器发送对应的光信号，该对应的光信号可以为有信号，则光电转换器转换后的电信号为高点评，因此当状态信号处理模块接收到某保护压板对应的光电转换器发送的电信号为高电平时，则说明该保护压板为退出状态。所述状态信号处理模块根据光电转换器即可得知是哪一个保护压板，因此状态信号处理模块整合所有保护压板的投退状态后，将整合好的投退状态信息通过通信配置模块反馈回后台监控服务模块。
工作人员需要更改保护压板的状态时，可远程直接通过后台监控服务模块下达更改指令，后台监控服务模块自动比较更改后反馈回来的保护压板状态信息是否与下达的更改指令一致，即可判断保护压板是否为误投状态。并在状态显示模块上同时显示下达的更改指令和反馈回来的状态信息，以及比较后的结果，若当反馈回来的保护压板状态信息与下达的更改指令不一致时，发起异常报警模块响起，并在状态显示模块上显示具体是哪一个保护压板的状态不一致，以便于工作人员分析保护压板的线路是否发生短路或故障。
本发明可远程完成保护压板的投退状态更改，同时自动检测反馈保护压板的投退状态，做到控制和监测一体，具有远程操控和自动监测的便携性，也排除了人工投退和人工复检的误操作和误检。
基于上述保护压板在线监测方法，如图4所示，本发明还提出一种变电站保护压板在线监测方法，包括以下步骤：
步骤S1：后台监控服务模块向状态控制切换模块下达切换保护压板状态的指令。
步骤S2：状态控制切换模块根据后台监控服务模块下达的指令更改保护压板的投退状态。
状态控制切换模块根据后台监控服务模块下达的指令控制启停投切驱动器的工作，当投切驱动器被启动时，投切驱动器向转动电磁阀发送一次脉冲信号，转动电磁阀接收到脉冲信号后，转动压板下口，使得保护压板更改为投入状态或退出状态；并在状态显示模块上展示台监控服务模块下达的指令信息。
步骤S3：保护压板组件向状态信号处理模块反馈保护压板的投退状态。
光纤传感器检测到保护压板更改为投入状态或退出状态时，触发相应的光信号至光电转换器，光电传感器将光信号转换为电信号后发送至状态信号处理模块。所述光纤传感器检测保护压板更改为投入状态或退出状态的方式为：当保护压板由退出状态更改为投入状态时，保护压板缺口上方的套壳盖住光纤传感器，使得光纤传感器接收不到光，此时光纤传感器触发投入状态相应的光信号至光电传感器；当保护压板由投入状态更改为退出状态时，光纤传感器不被保护压板缺口上方的套壳盖住，使得光纤传感器接收到光，此时光纤传感器触发退出状态相应的光信号至光电传感器。
步骤S4：状态信号处理模块接收各个保护压板组件反馈的保护压板的投退状态，并整合处理保护压板的投退状态后，通过通信配置模块发送至后台监控服务模块；并在状态显示模块上展示状态信号处理模块发送的保护压板的投退状态。
步骤S5：后台监控模块比较状态信号处理模块发送的保护压板的投退状态与向状态控制切换模块下达的切换保护压板状态的指令是否一致，若不一致则控制异常报警模块响起；并在状态显示模块上展示状态信号处理模块发送的保护压板的投退状态与向状态控制切换模块下达的切换保护压板状态的指令的比较结果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种变电站保护压板在线监测装置，其特征在于：包括：
m列保护压板组件，用于采集保护压板的投退状态，所述保护压板组件中包括保护压板；
状态信号处理模块，分别与m列所述保护压板组件连接，用于接收保护压板组件反馈的保护压板的投退状态，并将保护压板的投退状态整合处理后发送至后台监控服务模块；
通信配置模块，用于建立所述状态信号处理模块与后台监控服务模块之间的通信连接；
后台监控服务模块，用于接收状态信号处理模块发送的保护压板的投退状态，以及向状态控制切换模块下达切换保护压板状态的指令，并比较状态信号处理模块发送的保护压板的投退状态与向状态控制切换模块下达的切换保护压板状态的指令是否一致；
状态控制切换模块，用于根据后台监控服务模块下达的切换保护压板状态的指令，控制保护压板组件切换保护压板的投退状态；所述投退状态包括投入状态和退出状态。
2.根据权利要求1所述的一种变电站保护压板在线监测装置，其特征在于：每一列所述保护压板组件包括n组保护压板单元，每一组所述保护压板单元包括压板上口、压板下口、旋转设置在压板下口上的保护压板，所述压板上口上设置有光纤传感器，且压板上口与所述光纤传感器之间设置有绝缘块；
所述保护压板的缺口处设置有绝缘材料的套壳，所述套壳不可通光；
所述压板下口上设置有转动机构，所述状态控制切换模块通过投退驱动器与转动电磁阀电连接，所述光纤传感器通过光电转换器与状态信号处理模块电连接。
3.根据权利要求1所述的一种变电站保护压板在线监测装置，其特征在于：所述保护压板在线监测装置还包括与后台监控服务模块连接的异常报警模块，当后台监控服务模块检测到状态信号处理模块发送的保护压板的投退状态与向状态控制切换模块下达的切换保护压板状态的指令不一致时，所述后台监控服务模块控制异常报警模块响起。
4.根据权利要求1所述的一种变电站保护压板在线监测装置，其特征在于：所述保护压板在线监测装置还包括与后台监控服务模块连接的状态显示模块，用于显示所述后台监控服务模块向状态控制切换模块下达的切换保护压板状态的指令信息，以及显示状态信号处理模块发送的保护压板的投退状态信息。
5.一种变电站保护压板在线监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：后台监控服务模块向状态控制切换模块下达切换保护压板状态的指令；
步骤S2：状态控制切换模块根据后台监控服务模块下达的指令更改保护压板的投退状态；
步骤S3：保护压板组件向状态信号处理模块反馈保护压板的投退状态；
步骤S4：状态信号处理模块接收各个保护压板组件反馈的保护压板的投退状态，并整合处理保护压板的投退状态后，通过通信配置模块发送至后台监控服务模块；
步骤S5：后台监控模块比较状态信号处理模块发送的保护压板的投退状态与向状态控制切换模块下达的切换保护压板状态的指令是否一致，若不一致则控制异常报警模块响起。
6.根据权利要求5所述的一种变电站保护压板在线监测方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括以下步骤：状态控制切换模块根据后台监控服务模块下达的指令控制启停投切驱动器的工作，当投切驱动器被启动时，投切驱动器向转动电磁阀发送一次脉冲信号，转动电磁阀接收到脉冲信号后，转动压板下口，使得保护压板更改为投入状态或退出状态；并在状态显示模块上展示台监控服务模块下达的指令信息。
7.根据权利要求5所述的一种变电站保护压板在线监测方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括以下步骤：光纤传感器检测到保护压板更改为投入状态或退出状态时，触发相应的光信号至光电转换器，光电传感器将光信号转换为电信号后发送至状态信号处理模块。
8.根据权利要求7所述的一种变电站保护压板在线监测方法，其特征在于：所述光纤传感器检测保护压板更改为投入状态或退出状态的方式为：当保护压板由退出状态更改为投入状态时，保护压板缺口上方的套壳盖住光纤传感器，使得光纤传感器接收不到光，此时光纤传感器触发投入状态相应的光信号至光电传感器；
当保护压板由投入状态更改为退出状态时，光纤传感器不被保护压板缺口上方的套壳盖住，使得光纤传感器接收到光，此时光纤传感器触发退出状态相应的光信号至光电传感器。
9.根据权利要求5所述的一种变电站保护压板在线监测方法，其特征在于：所述步骤S4还包括步骤：在状态显示模块上展示状态信号处理模块发送的保护压板的投退状态。
10.根据权利要求5所述的一种变电站保护压板在线监测方法，其特征在于：所述步骤S5还包括步骤：在状态显示模块上展示状态信号处理模块发送的保护压板的投退状态与向状态控制切换模块下达的切换保护压板状态的指令的比较结果。
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2020
- 2020-02-28 CN CN202010129037.XA patent/CN111189481A/zh active Pending
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