CN113113969A - 具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板及继电保护屏柜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板及继电保护屏柜，该压板包括：壳体、连接螺栓、单片机、切换开关、双位置继电器、底盖、磁场传感器、螺帽、连接臂以及压力传感器。本申请提供的上述方案，整体控制和监测方便，兼具就地控制、状态监测、跳闸出口脉冲检测等功能于一体，可有效解决由于人工漏投、误投等带来的安全隐患，有效解决传统硬压板监测、控制的不足，同时可以实现在退出状态时的出口脉冲检测功能。

Description

具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板及继电保护屏柜
技术领域
本发明涉及电器设备技术领域，特别是涉及一种具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板及继电保护屏柜。
背景技术
二次设备的遥控操作只能实现对保护定值、定值区、软压板、控制字的远方控制，不能实现对保护硬压板的远方遥控投退。硬压板的投退状态需要人工现场核对，而不能实时监测硬压板的投退。
硬压板的控制和监测一直是困扰二次设备转向智能化的盲区。具体表现的问题包括：1)压板的投退状态需要人工现场核对，定期更新；2)不能做到硬压板投退状态的实时监测；3)不能查询压板投退的时间和操作记录。另一方面，在保护定检时，特别是主变保护定检，为了校验保护出口跳闸矩阵控制字，需要反复测量出口硬压板下端口电压的变化，以确定出口矩阵整定的正确与否，浪费大量人力和时间成本。
发明内容
基于此，有必要针对现有压板的控制和监测不方便的问题，提供一种具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板及继电保护屏柜。
本发明提供了一种具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板，包括：壳体、连接螺栓、单片机、切换开关、双位置继电器、底盖、磁场传感器、螺帽、连接臂以及压力传感器；
所述底盖设置在所述壳体的底部，所述切换开关与所述单片机电连接，所述单片机和所述双位置继电器电连接，所述单片机、所述双位置继电器位于所述壳体与所述底盖形成的内腔中，所述磁场传感器设置在所述底盖朝向所述壳体的一侧，且所述磁场传感器与所述单片机电连接；
所述压力传感器设置在所述壳体远离所述底盖一侧上的凹槽内，所述压力传感器与所述单片机电连接；
所述连接螺栓设置在所述壳体内部，所述连接螺栓上的螺纹段依次穿过所述壳体上的第五通孔、连接臂后与所述螺帽连接。
在其中一个实施例中，还包括远方位置指示灯、就地位置指示灯以及脉冲检测指示灯，所述远方位置指示灯、所述就地位置指示灯以及所述脉冲检测指示灯分别与所述切换开关电连接。
在其中一个实施例中，所述壳体远离所述底盖的一侧上设置有第一通孔、第二通孔、第三通孔以及第四通孔，所述第一通孔、第二通孔、第三通孔以及第四通孔的位置分别与所述切换开关、所述远方位置指示灯、所述就地位置指示灯以及所述脉冲检测指示灯的位置相对应。
在其中一个实施例中，所述双位置继电器上设置有通信触点。
在其中一个实施例中，所述底盖上设置有第六通孔，所述第六通孔的位置与所述通信触点的位置相对应。
在其中一个实施例中，还包括供电模块，所述供电模块与所述单片机电连接。
在其中一个实施例中，还包括螺母、螺杆以及导线固定螺钉，所述螺母设置在所述底盖背离所述壳体的一侧，所述螺杆设置在所述螺母上，所述导线固定螺钉与所述螺杆连接。
本发明还提供了一种继电保护屏柜，包括柜体以及如本申请实施例描述中任意一项所述的具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板，所述具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板安装在所述柜体上。
在其中一个实施例中，还包括总线底板和通信总线，所述总线底板设置在所述柜体上，每个所述双位置继电器上的通信触点与所述总线底板上的压板通信触点接触，相邻两个所述智能遥控压板之间通过所述通信总线连接。
在其中一个实施例中，还包括后台主机，所述后台主机与通过所述通信总线与所述智能遥控压板连接。
本发明的有益效果包括：
本发明在智能遥控压板上设置切换开关，整体控制和监测方便，兼具就地控制、状态监测、跳闸出口脉冲检测等功能于一体，可有效解决由于人工漏投、误投等带来的安全隐患，有效解决传统硬压板监测、控制的不足，同时可以实现在退出状态时的出口脉冲检测功能，当切换到相应位置时，对应的接点就会导通，同时给单片机一个开入量，切换至远方状态后，单片机可以通过串口通信的方式接受后台系统的遥控命令，来实现压板的远方投退；在单片机接收到远方合闸命令时，启动双位置继电器的动作线圈，双位置继电器的常开接点闭合，导通压板主回路，实现压板的远方投入操作，此时双位置继电器上的合位灯点亮；当单片机收到远方遥控分闸命令时，启动双位置继电器的复归线圈，双位置继电器常开接点复归，压板主回路断开，实验压板的远方退出操作，此时双位置继电器上的分位灯点亮；
当切换到至就地方式时，断开远方遥控回路，压板恢复到断开位置，通过人工投退连接片的方式实现压板的投退，由于在连接片的螺帽下安装了压力传感器，当人工投入连接片并拧紧螺帽时，压力传感器给单片机一个开入量，单片机检测到压力传感器的开入后，判断压板已经投入，点亮双位置继电器上的合位指示灯，连接片退出或紧固螺母没有拧紧时，压力传感器无输出，单片机检测不到压力开入，认为压板没有投入，点亮分为指示灯；
当切换至脉冲检测位置时，连接片与双位置继电器接点处于断开位置时，自动投入出口脉冲检测功能，通过保护出口接点动作时压板下端口电位的变化产生的微弱磁场来检测出口脉冲，当检测到电位变化时，磁场传感器检测到有磁场的变化，给单片机一个开入，单片机点亮脉冲检测指示灯，当按下切换开关时，脉冲检测指示灯熄灭，等待下一次出口脉冲。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板的结构示意图；
图2为图1的装配后的示意图；
图3为图2的底部示意图；
图4为图2安装到总线底板上的示意图；
图5为图1中的控制原理图。
图中标记如下：
1、壳体；101、第一通孔；102、第二通孔；103、第三通孔；104、第四通孔；105、第五通孔；106、凹槽；107、连接螺栓；2、单片机；201、切换开关；202、远方位置指示灯；203、就地位置指示灯；204、脉冲检测指示灯；3、双位置继电器；301、通信触点；4、底盖；401、第六通孔；5、磁场传感器；6、螺母；7、螺杆；8、导线固定螺钉；9、螺帽；10、连接臂；1001、连接片；11、压力传感器；12、垫片；100、智能遥控压板；200、通信总线；300、总线底板。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
如图1所示，本发明一实施例中，提供了一种具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板，其特征在于，包括：壳体1、连接螺栓107、单片机2、切换开关201、双位置继电器3、底盖4、磁场传感器5、螺帽9、连接臂10以及压力传感器11，其中，底盖4设置在壳体1的底部，切换开关201与单片机2电连接，单片机2和双位置继电器3电连接，单片机2、双位置继电器3位于壳体1与底盖4形成的内腔中，磁场传感器5设置在底盖4朝向壳体1的一侧，且磁场传感器5与单片机2电连接；压力传感器11设置在壳体1远离底盖4一侧上的凹槽106内，压力传感器11与单片机2电连接；连接螺栓107设置在壳体1内部，连接螺栓107上的螺纹段依次穿过壳体1上的第五通孔105、连接臂10后与螺帽9连接，同时在螺帽9与连接臂10之间设置有垫片12。
上述切换开关201具备远方、就地、脉冲检测切换以及脉冲检测复位等功能，如图5所示，当切换到相应位置时，对应的接点就会导通，同时给单片机一个开入量，切换至远方状态后，单片机可以通过串口通信的方式接受后台系统的遥控命令，来实现压板的远方投退；在单片机接收到远方合闸命令时，启动双位置继电器的动作线圈，双位置继电器的常开接点闭合，导通压板主回路，实现压板的远方投入操作，此时双位置继电器上的合位灯点亮；当单片机收到远方遥控分闸命令时，启动双位置继电器的复归线圈，双位置继电器常开接点复归，压板主回路断开，实验压板的远方退出操作，此时双位置继电器上的分位灯点亮；
当切换到至就地方式时，断开远方遥控回路，压板恢复到断开位置，通过人工投退连接臂10上的连接片1001的方式实现压板的投退，由于在连接片的下安装了压力传感器，当人工投入连接片并拧紧螺帽时，压力传感器给单片机一个开入量，单片机检测到压力传感器的开入后，判断压板已经投入，点亮双位置继电器上的合位指示灯，连接片退出或紧固螺母没有拧紧时，压力传感器无输出，单片机检测不到压力开入，认为压板没有投入，点亮分为指示灯；
当切换至脉冲检测位置时，连接片与双位置继电器接点处于断开位置时，自动投入出口脉冲检测功能，通过保护出口接点动作时压板下端口电位的变化产生的微弱磁场来检测出口脉冲，当检测到电位变化时，磁场传感器检测到有磁场的变化，给单片机一个开入，单片机点亮脉冲检测指示灯，当按下切换开关时，脉冲检测指示灯熄灭，等待下一次出口脉冲。
该智能遥控压板整体控制和监测方便，兼具就地控制、状态监测、跳闸出口脉冲检测等功能于一体，可有效解决由于人工漏投、误投等带来的安全隐患，有效解决传统硬压板监测、控制的不足，同时可以实现在退出状态时的出口脉冲检测功能。
在一些实施例中，如图1并结合图2所示，本申请中的具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板还包括远方位置指示灯202、就地位置指示灯203以及脉冲检测指示灯204，其中，远方位置指示灯202、就地位置指示灯203以及脉冲检测指示灯204分别与切换开关201电连接。当切换开关201切换到对应的位置时，对应的指示灯就会发亮。
在一些实施例中，为了方便显示指示灯的工作状态，如图1并结合图2所示，本申请中的壳体1远离底盖4的一侧上设置有第一通孔101、第二通孔102、第三通孔103以及第四通孔104，第一通孔101、第二通孔102、第三通孔103以及第四通孔104的位置分别与切换开关201、远方位置指示灯202、就地位置指示灯203以及脉冲检测指示灯204的位置相对应。
由于第一通孔101、第二通孔102以及第三通孔103以及第四通孔104的位置分别与切换开关201、远方位置指示灯202、就地位置指示灯203以及脉冲检测指示灯204的位置相对应，因此从外面就可以看到对应指示灯是否发光，进而就能显示对应指示灯的工作状态。
在一些实施例中，为了方便智能遥控压板与外界总线底板连接，如图1所示，本申请中的双位置继电器3上设置有通信触点301。
进一步地，如图1并结合图3所示，本申请中的底盖4上设置有第六通孔401，第六通孔401的位置与通信触点301的位置相对应。当双位置继电器3安装到壳体1和底盖4形成的内腔后，双位置继电器3设置的通信触点301就会从第六通孔401中伸出。
在一些实施例中。本申请中的具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板还包括供电模块，该供电模块与单片机2电连接。
该智能遥控压板在正常运行时依靠外部提供的交流220V或直流110V、220V电源供电，通过逆变电路转换成5V装置电源。当失去外部电源时，自动切换到供电模块-5V纽扣电池供电，保证智能遥控压板能够正常运行。
在一些实施例中，如图1所示，本申请中的具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板还包括螺母6、螺杆7以及导线固定螺钉8，其中，螺母6设置在底盖4背离壳体1的一侧，螺杆7设置在螺母6上，导线固定螺钉8与螺杆7连接。
本发明还提供了一种继电保护屏柜，包括柜体以及如本申请实施例描述中任意一项的具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板，具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板安装在柜体上。
在一些实施例中，如图4并结合图3所示，本申请中的继电保护屏柜还包括总线底板300和通信总线200，其中，总线底板300设置在柜体上，每个双位置继电器3上的通信触点301与总线底板300上的压板通信触点接触，相邻两个智能遥控压板之间通过通信总线连接。
在一些实施例中，本申请中的继电保护屏柜还包括后台主机，后台主机与通过通信总线与智能遥控压板连接，后台主机主要是压板遥控操作界面、压板状态显示界面、压板状态比对界面、历史信息查询界面，可以通过后台主机实现对压板的远方遥控投退操作，反馈操作的实时状态，同时可以通过调入压板状态投退表与实时状态自动核对，还可以对压板的操作记录进行历史查询。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板，其特征在于，包括：壳体(1)、连接螺栓(107)、单片机(2)、切换开关(201)、双位置继电器(3)、底盖(4)、磁场传感器(5)、螺帽(9)、连接臂(10)以及压力传感器(11)；
所述底盖(4)设置在所述壳体(1)的底部，所述切换开关(201)与所述单片机(2)电连接，所述单片机(2)和所述双位置继电器(3)电连接，所述单片机(2)、所述双位置继电器(3)位于所述壳体(1)与所述底盖(4)形成的内腔中，所述磁场传感器(5)设置在所述底盖(4)朝向所述壳体(1)的一侧，且所述磁场传感器(5)与所述单片机(2)电连接；
所述压力传感器(11)设置在所述壳体(1)远离所述底盖(4)一侧上的凹槽(106)内，所述压力传感器(11)与所述单片机(2)电连接；
所述连接螺栓(107)设置在所述壳体(1)内部，所述连接螺栓(107)上的螺纹段依次穿过所述壳体(1)上的第五通孔(105)、连接臂(10)后与所述螺帽(9)连接。
2.根据权利要求1所述的具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板，其特征在于，还包括远方位置指示灯(202)、就地位置指示灯(203)以及脉冲检测指示灯(204)，所述远方位置指示灯(202)、所述就地位置指示灯(203)以及所述脉冲检测指示灯(204)分别与所述切换开关(201)电连接。
3.根据权利要求2所述的具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板，其特征在于，所述壳体(1)远离所述底盖(4)的一侧上设置有第一通孔(101)、第二通孔(102)、第三通孔(103)以及第四通孔(104)，所述第一通孔(101)、第二通孔(102)、第三通孔(103)以及第四通孔(104)的位置分别与所述切换开关(201)、所述远方位置指示灯(202)、所述就地位置指示灯(203)以及所述脉冲检测指示灯(204)的位置相对应。
4.根据权利要求1所述的具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板，其特征在于，所述双位置继电器(3)上设置有通信触点(301)。
5.根据权利要求4所述的具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板，其特征在于，所述底盖(4)上设置有第六通孔(401)，所述第六通孔(401)的位置与所述通信触点(301)的位置相对应。
6.根据权利要求1所述的具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板，其特征在于，还包括供电模块，所述供电模块与所述单片机(2)电连接。
7.根据权利要求1所述的具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板，其特征在于，还包括螺母(6)、螺杆(7)以及导线固定螺钉(8)，所述螺母(6)设置在所述底盖(4)背离所述壳体(1)的一侧，所述螺杆(7)设置在所述螺母(6)上，所述导线固定螺钉(8)与所述螺杆(7)连接。
8.一种继电保护屏柜，其特征在于，包括柜体以及如权利要求1～7任意一项所述的具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板，所述具有跳闸出口检测功能的智能遥控压板安装在所述柜体上。
9.根据权利要求8所述的继电保护屏柜，其特征在于，还包括总线底板和通信总线，所述总线底板设置在所述柜体上，每个所述双位置继电器(3)上的通信触点(301)与所述总线底板上的压板通信触点接触，相邻两个所述智能遥控压板之间通过所述通信总线连接。
10.根据权利要求9所述的继电保护屏柜，其特征在于，还包括后台主机，所述后台主机与通过所述通信总线与所述智能遥控压板连接。
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