CN201708588U - 开关柜伺服管理器及系统 - Google Patents

Abstract

开关柜伺服管理器，包括数据处理模块、数据通讯模块、数据输入电路、数据输出电路、输出执行电路，与伺服管理器的数据处理模块连接设置读卡器，并在每台开关柜对应的手车上设置与之匹配的IC卡；开关柜伺服管理器系统，包括多组开关柜和上述开关柜伺服管理器，每台开关柜的伺服管理器数据通讯模块包括左邻柜连接端子和右邻柜连接端子，相邻开关柜的左邻柜连接端子和右邻柜连接端子分别对应连接。本实用新型实现一一对应的监控，防止因错误操作造成的重大经济损失，更加安全可靠，更加智能化；而且使得开关柜的安装、使用、运行都非常方便；且造价低廉，便于推广应用。

Description

开关柜伺服管理器及系统

技术领域

本实用新型涉及一种开关柜伺服管理器及系统。

背景技术

手车断路器可抽出式开关柜在6～35KV配电系统中得到广泛应用。由于电力系统中80％以上事故都是人为操作不当所造成的，所以开关柜制造厂家在制作开关柜时就已经按照国家电网公司颁布的“五防”要求，增加了一些必要的操作闭锁。例如：手车开关在开关柜内运行在“合”位，手车被闭锁而拉不动，手车开关只有在“分”断位置手车才可以拉动；手车拉出柜外，接地刀自动合上；手车推入柜内，接地刀自动打开；三相带电显示器显示有电，开关柜电缆出线小室及避雷器设备室门被闭锁而不能打开等。

一段母线十几台开关柜运行一定时间就要停电检修，而这一段母线(铜排)都被封闭在开关柜的母线室内，这对停电检修做安措很不方便；为此开关柜厂家又设计了接地手车(接地手车一般与PT手车柜配合使用)，停电之后，拉出PT手车，推入接地手车，三相母线安全接地了，人们才可以放心大胆地打开母线室进行检修。问题是检修完毕恢复送电时，十几台开关柜手车要人们一台一台推入柜内，如果手车推入开关柜错了位置，送电时就可能酿成大事故。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种更加安全可靠的开关柜伺服管理器及其系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：开关柜伺服管理器，包括数据处理模块、数据通讯模块、数据输入电路、数据输出电路、输出执行电路，与伺服管理器的数据处理模块连接设置读卡器，并在每台开关柜对应的手车上设置与之匹配的IC卡。

所述的数据通信模块设有远动通讯柜连接端子。

所述的输出执行电路连接有开关柜前门闭锁、避雷器设备室门闭锁、开关柜手车位置闭锁、电缆出线小室门闭锁。

所述的开关柜还包括与数据输出电路连接的显示器和与数据处理模块连接的语音模块。

开关柜伺服管理器系统，包括多组开关柜，每台开关柜都包括一套上述的开关柜伺服管理器，开关柜伺服管理器包括数据处理模块、数据通讯模块、数据输入电路、数据输出电路、输出执行电路、与数据处理模块连接的读卡器、每台开关柜对应的手车上设置与之匹配的IC卡，每台开关柜的伺服管理器数据通讯模块包括左邻柜连接端子和右邻柜连接端子，相邻开关柜的左邻柜连接端子和右邻柜连接端子分别对应连接。

所述的开关柜伺服管理器的数据通信模块设有远动通讯柜连接端子。

所述的开关柜伺服管理器的输出执行电路连接有开关柜前门闭锁、避雷器设备室门闭锁、开关柜手车位置闭锁、电缆出线小室门闭锁。

所述的开关柜伺服管理器的开关柜还包括与数据输出电路连接的显示器和与数据处理模块连接的语音模块。

本实用新型通过在开关柜设置读卡器和手车上设置匹配的IC卡，来实现一一对应的监控，防止因错误操作造成的重大经济损失，更加安全可靠，更加智能化。而且使得开关柜的安装、使用、运行都非常方便；且造价低廉，便于推广应用。

附图说明

图1为开关柜伺服管理器的电路逻辑框图；

图2为开关柜伺服管理器的主视图；

图3为开关柜伺服管理器的后视图；

图4为开关柜伺服管理器系统配置图。

具体实施方式

实施例：图1为开关柜伺服管理器电路逻辑框图。

该装置由数据通讯模块TCP/IP，数据处理模块CPU，语音模块和喇叭，数据输入DI/输出DO电路，以及键盘和显示器，读卡器等组成。装置安装于开关柜上部的仪表箱面板上。

1.数据处理器CPU和读卡器

为防止手车误推入开关柜，本装置采用了断路器手车身份识别IC卡技术，本实用新型的主旨就是为每一台开关柜及断路器手车制作一个身份证：在装置的CPU/ROM中固化有一台开关柜编号、型号及其中各设备的型号、参数等数据，也包括手车编号、型号及手车上设备的型号和参数。将手车编号、型号及手车上的设备型号、各种参数等固化在一个IC卡芯片里；IC卡芯片安装在手车的上部，当手车推入开关柜内时(还不到试验位置)，IC卡芯片接近装置读卡器，装置首先读取了IC卡芯片内的信息，与自身CPU/ROM中存储的数据进行比对。比对正确，允许手车推入；比对不正确，CPU立即发出“开关柜手车位置闭锁”指令，阻止手车不能推入柜内，同时发出语音提示：“手车推入错误，停止操作”。人们在进行操作时往往处在“我的操作是正确”的意念当中，即便是错误操作；这时如果有一个语音提醒，将是非常及时和必要的。

对断路器手车上设备型号、参数完全一样的手车(例如出线柜断路器手车)推入时，CPU识别出只是编号不对，其他数据都对，也发出语音提示：“手车编号不对，可以互换”，但并不闭锁推入。

最为关键的是接地手车的推入和拉出，如果误把接地手车推入正在运行的开关柜内，势必造成三相短路事故；因此要求接地手车必须在这一段母线上所有开关手车都拉出柜外了，保证这一段母线绝对没电，才允许接地手车推入PT柜内至“工作”位置。接地手车推至PT柜前时，装置读取IC卡信息，识别出是接地手车，装置CPU立即向计算机监控系统查询这一段母线上所有的开关手车，是否都拉出柜外了？如果有任一个装置回答“NO”，装置闭锁接地手车不能推入柜内；如果回答都是“YES”，装置放行，接地手车可以推入工作位置，同时装置CPU向计算机监控系统发出“开关柜手车位置闭锁”指令，计算机监控系统通过网络线传给所有开关柜的“伺服管理器”，将开关柜手车位置闭锁，不允许任何一台开关手车再推入柜内。

这一段母线检修完毕恢复送电时依然，只有先把接地手车拉出柜外，测三相母线绝缘合格后，母线室封闭，计算机监控系统解除“开关柜手车位置闭锁”，才允许各个断路器手车推入。如果一段母线已经送电投入运行，这时误把接地手车推入柜内，装置立即闭锁手车推入，并发出报警：“你推入的是接地手车，危险操作，立即停止”。

本装置采用IT厂家已经开发完成的单板机，型号：LP3500 FOX；该单板机整合了26个输入、输出引脚，附加一个继电器，8个数模转换输入引唧，放大增益可编程控制；6个串行通讯接口(1个RS485，3个RS232，2个TTL电平接口)；在7.4MHz工作主频下，消耗电流＜20mA；另提供可选择的小键盘/显示器，串行闪存等各种外围设备。

读卡器采用已开发成型的S9-B型号，具备RS232串口通讯，为RF射频非接触型读写卡器；读写卡距离10cm，外形尺寸123×95×27(mm)，配用ISO14443A标准IC卡。由于读卡器长期工作在强电磁场环境中，这对RF射频非接触型读写卡器会有干扰，因此也可采用电接点接触型读卡器，这需要在开关柜和手车上增加一组二次触头。当开关手车推入柜内时，IC卡的触头首先接触，让装置读取信息进行识别。

2.数据输入DI/输出DO电路

装置通过数据输入、输出电路对开关柜整体进行检测管理。装置采集的各种状态信号要求都是无源干接点提供。信号种类如下：

手车试验/工作位置

断路器分/合位置

接地刀分/合位置

主回路三相带电指示

手车柜门开/关位置

避雷器设备室门开/关位置

电缆出线小室门开/关位置

温湿度检测信号(接数模转换接口)

手车IC卡信息读入(RS232接口)

键盘操作信号

装置数据输入电路将采集到的信息传送给数据处理器CPU，CPU经过逻辑判断，发出相应指令，通过数据输出电路传给输出执行电路和液晶显示器，必要时启动语音模块及喇叭发出告警提示。数据输出信号种类如下：

Ⅰ.开关柜前门闭锁

Ⅱ.避雷器设备室门闭锁

Ⅲ.开关柜手车位置闭锁

Ⅳ.电缆出线小室门闭锁

Ⅴ.开关柜加热除湿启/停

Ⅵ.数据显示输出

以前开关柜内部的加热除湿回路是由温湿度控制器来实现的，现在有了本装置“伺服管理器”，温湿度信号经过装置的数模转换接口采集，就可代替温湿度控制器。以前闭锁都是通过电气硬接点实现的，有了本装置后，开关柜的运行管理都实现了自动化、智能化；更增加了开关柜运行的安全性、可靠性。

3.键盘、显示器、喇叭

装置的外观设计见图2所示。外形尺寸约为200×120×60(mm)。

液晶显示屏1的尺寸大约为80×80(mm)，喇叭2的尺寸约为3时，有电源开关采用直流-220V(110V)或UPS电源。

揿动“显示”键，点亮显示屏，出现菜单，菜单显示内容如下：

“设备列表”

“温湿度设定”

“当前运行状态”

“语音试验”

“其他”

揿动“上行”键或“下行”键选项，光标停在某项，再揿动“显示”键，显示该项的明细。在“设备列表”项下就显示出本开关柜内所有安装设备的明细，这些设备的资料都固化在了装置CPU/ROM之中，包括：

开关柜编号/型号/生产厂家/出厂日期

手车编号/型号(含触头型号)

断路器型号/生产厂家/出厂日期

电流互感器CT型号/生产厂家/出厂日期

避雷器型号/生产厂家/出厂日期

接地刀闸型号/生产厂家/出厂日期

三相带电显示器型号/生产厂家/出厂日期

零序CT型号(有则写入)/生产厂家/出厂日期

套管及绝缘子型号/生产厂家/出厂日期

母排规格型号等等

对于母线设备柜，柜内设备列表如下：

开关柜编号/型号/生产厂家/出厂日期

手车编号/型号/接地手车型号(含触头型号)

熔断器型号/生产厂家/出厂日期

电压互感器PT型号/生产厂家/出厂日期

消协装置型号(有则写入)/生产厂家/出厂日期

避雷器型号/生产厂家/出厂日期

三相带电显示器型号/生产厂家/出厂日期

套管及绝缘子型号/生产厂家/出厂日期

母排规格型号等等

利用上下行键，选中某个设备，再按“显示”键，则显示该设备的详细技术参数；运行人员查看完毕按“返回”键，显示返回上一级菜单，30秒不操作，显示屏自动熄灭。

“温湿度设定”项下，利用上下行键来设定温度、湿度的整定值，每按一下，温湿度增加、减少1°。再按“显示”键予以确认。

“当前运行状态”项下，列出了数据输入电路采集到的信号状态，用“ON”表示闭合，用“OFF”表示分断。

“语音试验”项下，列出语音提示的所有语句，选中某句话，按“显示”键，则喇叭发音。语音模块采用ISD4003-04MP型号。

在“其他”项下，可由开关柜使用单位写入他们认为应该存储和由运行人员查看的信息。

采用RF射频读卡器时，在开关柜仪表箱与手车室之间的隔板上，对应手车IC卡的位置开有一个约80×20(mm)窗口，供安装读卡器之用。采用接触式读卡器时，需在开关柜与手车上增加一组二次触头。

图3为开关柜伺服管理器的后视图，图中3为连保护监控综自装置连接端子、4为远动通讯柜连接端子、5为电能表连接端子、6为读卡器连接端子、7为左邻柜连接端子、8为右邻柜连接端子。

4.数据通讯模块TCP/IP

目前变电所的计算机监控系统大多采用以太网综合自动化系统，保护、测控装置都具备以太网接口。6～35KV配电装置大多采用保护测控一体化综自装置，三相多功能电能表带数据通讯接口，就地安装于开关柜的仪表箱内。因此，本实用新型毫无例外必须配置数据通讯模块电路。数据通信模块可采用CP1430TCP型号；在数据通讯模块中固化了国家法定的TCP/IP通讯协议以及电力系统指定采用的通讯规约，这样才能保证本装置入网兼容，信息交换畅通。

本装置数据通讯电路，采用的单板机已经具备6个串行通讯接口，其中1个RS485，3个RS232，2个TTL电平接口；TTL电平接口分别与左邻柜、右邻柜的“伺服管理器”连接；RS232接口分别与保护测控装置连接、与电能表连接、与读卡器连接；RS485接口与计算机监控系统连接等。

图4为伺服管理器系统配置图，3为保护测控综自装置连接端子、4为远动通讯柜连接端子、5为电能表连接端子、6为读卡器连接端子，A～E依次为分段隔离柜、分段开关柜、主变进线柜、母线PT柜、电容器开关柜、出线开关柜、出线开关柜、接地变开关柜、联络开关柜。本装置为每台开关柜配置一套，一段母线有多少台开关柜，就配置多少套“伺服管理器”，将所有“伺服管理器”用网络线联结起来，就组成了“开关柜伺服管理”系统，再用网络线与控制室的计算机监控系统联结，就实现了对所有开关柜的伺服管理。电力系统的监控中心(或区域调度)可以通过网络线直接读取某个变电所的某台开关柜的资料、数据，甚至查看某台开关的生产厂家，使用运行了多长时间，何时应该退出检修等；还可查看当前的运行状态，极大地方便了对每一台开关柜的运行监管。

对于每台开关柜，需要安装什么综自装置或仪表，只要用网络线一连，本装置有网络接口，插头插上就OK了。有了这套系统，使得开关柜的安装、使用、运行都非常方便；且造价低廉，不失为开关柜厂家产品升级换代的元件首选。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。任何单位或个人只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.开关柜伺服管理器，包括数据处理模块、数据通讯模块、数据输入电路、数据输出电路、输出执行电路，其特征在于：与伺服管理器的数据处理模块连接设置读卡器，并在每台开关柜对应的手车上设置与之匹配的IC卡。

2.根据权利要求1所述的开关柜伺服管理器，其特征在于：所述的数据通信模块设有远动通讯柜连接端子。

3.根据权利要求1或2所述的开关柜伺服管理器，其特征在于：所述的输出执行电路连接有开关柜前门闭锁、避雷器设备室门闭锁、开关柜手车位置闭锁、电缆出线小室门闭锁。

4.根据权利要求3所述的开关柜伺服管理器，其特征在于：所述的开关柜还包括与数据输出电路连接的显示器和与数据处理模块连接的语音模块。

5.开关柜伺服管理器系统，包括多组开关柜，其特征在于：每台开关柜都包括一套上述的开关柜伺服管理器，开关柜伺服管理器包括数据处理模块、数据通讯模块、数据输入电路、数据输出电路、输出执行电路、与数据处理模块连接的读卡器、每台开关柜对应的手车上设置与之匹配的IC卡，每台开关柜的伺服管理器数据通讯模块包括左邻柜连接端子和右邻柜连接端子，相邻开关柜的左邻柜连接端子和右邻柜连接端子分别对应连接。

6.根据权利要求5所述的开关柜伺服管理器系统，其特征在于：所述的开关柜伺服管理器的数据通信模块设有远动通讯柜连接端子。

7.根据权利要求5或6所述的开关柜伺服管理器系统，其特征在于：所述的开关柜伺服管理器的输出执行电路连接有开关柜前门闭锁、避雷器设备室门闭锁、开关柜手车位置闭锁、电缆出线小室门闭锁。

8.根据权利要求7所述的开关柜伺服管理器系统，其特征在于：所述的开关柜伺服管理器的开关柜还包括与数据输出电路连接的显示器和与数据处理模块连接的语音模块。

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