CN115902705B - 智能采集装置、变电站二次回路自动检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变电站二次回路检测领域，具体是智能采集装置、变电站二次回路自动检测系统及方法。所述智能检测装置包括电动滑轨、控制器、连接器、采集终端，采集终端包括绝缘板、表面镀铜孔、铜箔布线，绝缘板位于端子滑块上方，表面镀铜孔开在绝缘板上并且表面镀铜孔与端子滑块紧密嵌套，每个表面镀铜孔与一条铜箔布线相连，铜箔布线连接至连接器，连接器与控制器相连；控制器、采集终端与电动滑轨滑动配合。所述变电站二次回路自动检测系统包括智能采集装置和上位机，通过判断同一条连线施加的电压和采集的电压是否相等来判断连线是否正确。本发明可节省大量调试时间，有效避免了因人工接线错误造成的设备故障甚至人身伤亡。

Description

智能采集装置、变电站二次回路自动检测系统及方法

技术领域

本发明涉及变电站二次回路检测领域，具体是一种智能采集装置及基于该装置的变电站二次回路自动检测系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

传统变电站及电厂二次系统调试及检修时，检测回路连接仍需要对照图纸，采用万用表测试二次回路通断，甚至需要把线缆抽出进行测试，检测二次接线是否正确。因二次连线众多，端子众多，调试周期长。二次事故很大一部分是由二次回路接线错误造成的，人工检查不能完全避免二次回路接线错误的情况。

智能变电站已实现全站二次回路可视化，实时监控，但传统变电站受电缆二次回路限制，一直无法实现实际二次回路可视化。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种智能采集装置及基于该装置的变电站二次回路自动检测系统及方法，调试期间或检修期间自动采集实际二次回路的通断状态，判断实际二次回路接线是否与CAD设计图纸一致, 分系统调试期间可节省大量调试时间，检修恢复线缆后可检查线路连接是否正确，接线错误可迅速识别，报警提示，有效避免了因人工接线错误造成的设备故障甚至人身伤亡。屏柜在检测结束、正常运行前拆下端子排的采集终端，保证端子在运行时没有额外故障可能。为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种智能采集装置，用于变电站二次回路自动检测系统，包括电动滑轨、控制器、连接器、采集终端，采集终端包括绝缘板、表面镀铜孔、铜箔布线，调试或检修期间，把绝缘板置于端子滑块上方，表面镀铜孔开在绝缘板上并且表面镀铜孔与端子滑块紧密嵌套，每个表面镀铜孔与一条铜箔布线相连，铜箔布线连接至连接器，连接器与控制器相连；控制器、采集终端与电动滑轨滑动配合；控制器包括通讯单元、采集控制单元和电源单元，通讯单元与上位机通讯，采集控制单元根据上位机命令向一根电缆的一端端子输出控制电压、采集另一端端子电压，把端子电压和端子号通过通讯单元传输给上位机，电源单元把控制柜内的电源电压转换为控制器所需电压，控制器电源单元的控制地均与屏柜接地点相连。

进一步的，采集终端还包括凹槽，凹槽与端子挡板滑动配合。

进一步的，电动滑轨上设有连接板，采集终端、控制器与连接板固定连接。

进一步的，连接器包括插头和插座，连接器的插头固定在采集终端上并与铜箔布线相连，连接器的插座固定在控制器上并且与控制器的微处理器管脚一一对应，连接器的插头和插座可插拔式连接。

进一步的，电动滑轨两端设有限位开关，连接板滑动至相应位置时触发限位开关，限位开关与控制器相连。

进一步的，通讯单元与上位机无线通讯。

进一步的，采集终端在调试检修时安装在端子排上，在检测完毕、屏柜投运前拆卸下来，端子与普通端子在屏柜运行时无差别。

本发明还公开了一种变电站二次回路自动检测系统，包括上述智能采集装置和上位机，上位机包括人机界面、端子排图辨识单元、二次回路检测单元和通讯单元，端子排图辨识单元根据变电站屏柜端子排CAD图，辨识一根连线两端的端子排号和屏柜号；人机界面用于输入各个控制器的编号，设置控制器编号关联屏柜号和端子排号段；二次回路测试单元根据屏柜端子排CAD图一根连线的两端屏柜A、B的端子A1、B1，通过通讯单元控制智能采集装置A的控制器A对端子A1输出电压U_A1，同时采集屏柜B端子B1的电压U_B1，判断U_A1与U_B1是否相等，如果相等，则连线正确，如果不相等，则连线错误或接触不良或者端子排顺序与端子排图不一致，并且人机界面显示报警。

本发明还公开了一种变电站二次回路自动检测方法，包括以下步骤：

S01）、端子排图辨识单元辨识CAD图屏柜及端子排号；

S02）、设置控制器编号与CAD图的屏柜号和端子排号一致；

S03）、核对人机界面端子排号是否与实际一致，如果一致则进行下一步，如果不一致则在人机界面修改端子排号；

S04）、电动滑轨滑动，判断位于电动滑轨一端的限位开关I是否触发闭合，限位开关I触发闭合代表端子两端断开，如果是，进行下一步，如果不是，等待继续判断；

S05）、向一条连线的一端端子输出控制电压，采集另一端端子电压，判断连线两端端子电压是否一致，如果是，人机界面标注正常，进行下一步，如果不是，人机界面标注错误；

S06）、所有端子是否测试完毕，如果是，进行下一步，如果否，返回步骤S05）；

S07）、电动滑轨滑动，判断位于电动滑轨另一端的限位开关II是否触发闭合，限位开关II触发闭合代表端子两端闭合，如果是，检测完成，如果不是，等待继续判断。

本发明的有益效果：本发明提供一种基于智能采集装置的变电站二次回路自动检测系统及方法，调试期间或检修期间采集实际二次回路的通断状态，判断实际二次回路接线是否与CAD设计图纸一致。分系统调试期间可节省大量调试时间，检修恢复线缆后可检查线路连接是否正确，接线错误可迅速识别，报警提示，有效避免了因人工接线错误造成的设备故障甚至人身伤亡。屏柜在检测结束、正常运行前拆下端子排的采集终端，保证端子在运行时没有额外故障可能。

附图说明

图1为智能采集装置的平面示意图；

图2为智能采集装置的A-A剖视图；

图3为智能采集装置的B-B剖视图；

图4为二次回路自动检测系统的原理框图；

图5为二次回路自动检测方法的流程图上部分；

图6为二次回路自动检测方法的流程图下部分；

图中：1、电动滑轨，2、连接板，3、螺栓，4、连接器，5、控制器，6、采集终端，7、铜箔布线，8、镀铜孔，9、绝缘板，10、接线孔，11、滑块，12、端子，13、挡板，14、凹槽。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

本实施例公开一种智能采集装置，用于变电站二次回路自动检测系统，如图1、2、3所示，一个端子排上设有N个端子，端子12上设有滑块11、接线孔10、挡板13，滑块11可在端子12的滑槽内滑动，滑块11滑向一端接通两端接线，滑块11滑向另一端断开两端接线，端子12与普通端子的区别是端子两侧挡板13的间距更大，如此能减少滑块滑动时的摩擦力。

智能采集装置包括电动滑轨1、控制器5、连接器4和采集终端6，采集终端6包括表面光滑的绝缘板9、表面镀铜孔8、铜箔布线7、凹槽14，绝缘板9位于端子滑块12上方，表面镀铜孔8开在绝缘板9上并且表面镀铜孔8与端子滑块11紧密嵌套，每个表面镀铜孔8与一条铜箔布线7相连，铜箔布线7连接至连接器4，连接器4与控制器5相连。具体的，连接器4包括插头和插座，连接器4的插头固定在采集终端6上并与铜箔布线7相连，连接器4的插座固定在控制器5上并且控制器5管脚相连，连接器4的插头和插座可插拔式连接。

本实施例中，凹槽14与端子挡板13滑动配合，电动滑轨1上设有连接板2，采集终端6、控制器5与连接板2固定连接，控制器5、采集终端6与电动滑轨1滑动配合，即电动滑轨1通过连接板2带动控制器5、采集终端6、连接器4沿挡板13滑动。结果是电动滑轨1带动滑块11在端子12的滑槽滑动，接通或断开端子的两端接线。滑块11处于断开端子12两端接线状态时，即该屏柜内部接线与外部接线断开，滑块11仅与屏柜外部接线接通，每个滑块11通过采集终端6的表面镀铜孔8、铜箔布线7与连接器插头连接，进一步通过连接器插座与控制器的微处理器一一对应，即微处理器器每个管脚与屏柜外部接线一一对应连接。

控制器包括无线通讯单元、采集控制单元和电源单元，无线通讯单元与上位机无线通讯，采集控制单元根据上位机命令向一根电缆的一端端子输出控制电压、采集另一端端子电压，把端子电压和端子号通过通讯单元传输给上位机，电源单元把控制柜内的电源电压转换为控制器所需电压，控制器电源单元的控制地均与屏柜接地点相连。

本实施例中，电动滑轨两端设有限位开关，连接板滑动至相应位置时触发限位开关，限位开关与控制器相连。

调试检修期间，把采集终端6安装在端子排上，每个表面镀铜孔8与端子滑块11紧密嵌套，凹槽14与端子挡板13间可光滑滑动。固定在采集终端6的连接器4插头与固定在控制器5的连接器4插座连接，采集终端6与电动滑轨1的连接板2通过螺栓3固定连接，控制器5与电动滑轨1的连接板2固定。电动滑轨1的连接板2带动控制器5、连接器4、采集终端6、滑块11延端子12滑槽滑动。电动滑轨1的连接板2滑到一端，则端子两端的接线连通；电动滑轨1的连接板2滑到另一端，则端子两端的接线断开。检测二次回路时，端子两端的接线必须断开，即屏柜的外部接线与内部接线断开，避免屏柜内回路对外回路接线连通测试的干扰。电动滑轨1的连接板2滑动到左右两端，分别碰到限位开关即停止，限位开关的位置信息传送给控制器。只有端子断开时，才进行二次回路检测。检测结束，电动滑轨连接板滑到另一端，端子两端的接线接通。

采集终端6在调试检修时安装在智能采集装置上，检测完毕、屏柜投运前拆卸下来，紧固端子12的滑块11，端子12与普通端子在屏柜运行时无差别。

实施例2

本实施例公开一种变电站二次回路自动检测系统，如图4所述，包括智能采集装置和上位机，智能采集装置和上位机通过无线局域网通讯连接。智能采集装置为实施例1所述装置，本实施例不再累述。

所述上位机包括人机界面、端子排图辨识单元、二次回路检测单元和无线通讯单元。

端子排图辨识单元根据变电站屏柜端子排CAD图，辨识一根连线两端的端子排号和屏柜号。例如：CAD图纸A柜端子U2D A653对应出线3W-109，接入B柜线，对应B柜端子X1A653。那么3W-109线的两端端子分别是A柜U2D A653和B柜 X1 A653。

在人机界面输入各个控制器的编号，设置控制器编号关联屏柜号和端子排号段。因为控制器5的微处理器I/O管脚与屏柜外接线定义顺序固定，因此端子排图辨识单元根据CAD端子排图配置各个控制器的微处理器I/O管脚定义，在人机界面显示各控制器的端子排及编号顺序。如果现场端子排与端子排图顺序不一致，在人机界面输入修改。

二次回路检测单元根据屏柜端子排CAD图一根连线的两端屏柜A、B的端子A1、B1，通过无线通讯单元控制控制器A的微处理器对端子A1输出电压U_A1，采集屏柜B端子B1的电压U_B1。若U_A1=U_B1，则连线正确；若U_A1≠U_B1，则连线错误，或接触不良，或端子排顺序与端子排图不一致等。若U_A1≠U_B1，那么该端子人机界面显示报警。如果CAD图A1端子与B1端子连接，实际连接如图4所示，那么连线正确；如果A1端子与B3端子连接，那么端子标识在人机界面显示报警。 例如：使A柜U2D A653输出5V，采集B柜 X1 A653电压U。如果U=5V，那么连线正确；如果U≠5，那么可能连线错误、或连线接触不良、或端子排顺序与CAD图纸不一致。连线正确和错误在人机界面用不同颜色或符号标识。

实施例3

本实施例公开一种变电站二次回路自动检测方法，如图5、6所示，包括以下步骤：

S01）、端子排图辨识单元辨识CAD图屏柜及端子排号；

S02）、设置控制器编号与CAD图的屏柜号和端子排号一致；

S03）、核对人机界面端子排号是否与实际一致，如果一致则进行下一步，如果不一致则在人机界面修改端子排号；

S04）、电动滑轨滑动，判断位于电动滑轨一端的限位开关I是否触发闭合，限位开关I触发闭合代表端子两端断开，如果是，进行下一步，如果不是，等待继续判断；

S05）、向一条连线的一端端子输出控制电压，采集另一端端子电压，判断连线两端端子电压是否一致，如果是，人机界面标注正常，进行下一步，如果不是，人机界面标注错误；

S06）、所有端子是否测试完毕，如果是，进行下一步，如果否，返回步骤S05）；

S07）、电动滑轨滑动，判断位于电动滑轨另一端的限位开关II是否触发闭合，限位开关II触发闭合代表端子两端闭合，如果是，检测完成，如果不是，等待继续判断。

本实施例中，步骤S002具体为：在人机界面输入各个控制器的编号，设置控制器编号关联屏柜号和端子排号段。因为控制器5的微处理器I/O管脚与屏柜外接线定义顺序固定，因此端子排图辨识单元根据CAD端子排图配置各个控制器的微处理器I/O管脚定义，在人机界面显示各控制器的端子排及编号顺序。如果现场端子排与端子排图顺序不一致，在人机界面输入修改。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种变电站二次回路自动检测系统，其特征在于：包括智能采集装置和上位机，智能采集装置包括电动滑轨、控制器、连接器、采集终端，采集终端包括绝缘板、表面镀铜孔、铜箔布线，绝缘板位于端子滑块上方，表面镀铜孔开在绝缘板上并且表面镀铜孔与端子滑块紧密嵌套，每个表面镀铜孔与一条铜箔布线相连，铜箔布线连接至连接器，连接器与控制器相连；控制器、采集终端与电动滑轨滑动配合；控制器包括通讯单元、采集控制单元和电源单元，通讯单元与上位机通讯，采集控制单元根据上位机命令向一根电缆的一端端子输出控制电压、采集另一端端子电压，把端子电压和端子号通过通讯单元传输给上位机，电源单元把控制柜内的电源电压转换为控制器所需电压，控制器电源单元的控制地均与屏柜接地点相连；采集终端还包括凹槽，凹槽与端子挡板滑动配合；电动滑轨上设有连接板，采集终端、控制器与连接板固定连接；控制器、采集终端与电动滑轨滑动配合，电动滑轨通过连接板带动控制器、采集终端、连接器沿挡板滑动，电动滑轨带动滑块在端子的滑槽滑动，接通或断开端子的两端接线，电动滑轨两端设有限位开关，连接板滑动至相应位置时触发限位开关，限位开关与控制器相连；连接器包括插头和插座，连接器的插头固定在采集终端上并与铜箔布线相连，连接器的插座固定在控制器上并且与控制器的微处理器管脚一一对应，连接器的插头和插座可插拔式连接；

上位机包括人机界面、端子排图辨识单元、二次回路检测单元和通讯单元，端子排图辨识单元根据变电站屏柜端子排CAD图，辨识一根连线两端的端子排号和屏柜号；人机界面用于输入各个控制器的编号，设置控制器编号关联屏柜号和端子排号段；二次回路测试单元根据屏柜端子排CAD图一根连线的两端屏柜A、B的端子A1、B1，通过通讯单元控制智能采集装置A的控制器A对端子A1输出电压UA1，同时采集屏柜B端子B1的电压UB1，判断UA1与UB1是否相等，如果相等，则连线正确，如果不相等，则连线错误或接触不良或者端子排顺序与端子排图不一致，并且人机界面显示报警。

2.根据权利要求1所述的变电站二次回路自动检测系统，其特征在于：通讯单元与上位机无线通讯。

3.根据权利要求1所述的变电站二次回路自动检测系统，其特征在于：采集终端在调试检修时安装在端子排上，在检测完毕、屏柜投运前拆卸下来。

4.一种变电站二次回路自动检测方法，其特征在于：本方法基于权利要求1所述变电站二次回路自动检测系统实现，包括以下步骤：

S01）、端子排图辨识单元辨识CAD图屏柜及端子排号；

S02）、设置控制器编号与CAD图的屏柜号和端子排号一致；

S03）、核对人机界面端子排号是否与实际一致，如果一致则进行下一步，如果不一致则在人机界面修改端子排号；

S04）、电动滑轨滑动，判断位于电动滑轨一端的限位开关I是否触发闭合，限位开关I触发闭合代表端子两端断开，如果是，进行下一步，如果不是，等待继续判断；

S05）、向一条连线的一端端子输出控制电压，采集另一端端子电压，判断连线两端端子电压是否一致，如果是，人机界面标注正常，进行下一步，如果不是，人机界面标注错误；

S06）、所有端子是否测试完毕，如果是，进行下一步，如果否，返回步骤S05）；

S07）、电动滑轨滑动，判断位于电动滑轨另一端的限位开关II是否触发闭合，限位开关II触发闭合代表端子两端闭合，如果是，检测完成，如果不是，等待继续判断。