CN203104113U

CN203104113U - 开关柜智能单元

Info

Publication number: CN203104113U
Application number: CN2013200376241U
Authority: CN
Inventors: 常青; 张朋良; 李珩
Original assignee: Zhuhai Unitech Power Technology Co Ltd
Current assignee: Zhuhai Unitech Power Technology Co Ltd
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2023-01-23

Abstract

本实用新型提供了一种开关柜智能单元，由于包括有：CPU系统模块、智能钥匙接口模块及断路器操作模块，CPU系统模块根据数据通讯模块发送的数据信息，控制断路器操作模块的解锁或闭锁状态，通过电脑钥匙控制导电电极的通断，实现手动操作和远方操作的强制闭锁措施；且开关柜智能单元通过高压带电检测模块检测出开关柜一次设备是否带电，并通过智能钥匙接口模块将信息发送给电脑钥匙，电脑钥匙根据此信息决定是否能进行下一步操作，实现强制验电的功能。由于还包括有智能压板模块，智能压板模块的智能检测部件用于检测压板的投退状态及实现防误功能；对于压板的操作具有相应的监视功能，保证压板的正确投退。因此，该开关柜智能单元能够有效提升开关柜品质，大大提高了高压开关柜操控的集成度和智能化程度。

Description

开关柜智能单元

技术领域

本实用新型涉及电力系统自动化设备技术领域，特别是涉及一种开关柜智能单元。

背景技术

安全是电力生产的基础，预防是保证安全生产的关键。在当前的电力安全生产工作中，人身触电事故和误操作事故仍是威胁安全生产的两大因素。不断完善和改进电力系统自动化设备，防止人身触电事故和误操作事故的技术措施，是电力系统努力研究的目标。

高压开关柜是根据不同用途的接线方案，将一、二次设备组装在柜中的一种高压成套配电装置。随着电力工业的大发展和国内配电网的大规模建设，使开关柜的需求量猛增，开关柜的智能操控装置作为一种高集成度的操作、显示装置得到了广泛的应用，但是目前仍存在一些问题和安全隐患：1)只有语音提示等简单的防误功能，对于手动操作和远方操作没有强制闭锁措施，工程设计时需另增加相关的闭锁锁具；2)目前装置都是采用高压带电显示，并无强制验电接口；3)高压开关柜一般有一定数量的压板，对于压板的操作没有相应的监视功能，不能保证压板的正确投退。

即目前高压开关柜具有操控过于分散的问题，不能同时解决开关柜就地/远方操作、强制验电、压板操作等防误问题，需要提高开关柜操控、防误及测显的集成度和智能化程度。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种开关柜智能单元，提高开关柜操控性能的集成度和智能化程度。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

开关柜智能单元，其中，包括有：CPU系统模块、智能钥匙接口模块及断路器操作模块，所述智能钥匙接口模块及断路器操作模块均与CPU系统模块连接；所述智能钥匙接口模块包括有身份识别模块、导电电极和数据通讯模块，所述身份识别模块用于唯一标识需要操作的开关柜的身份，所述导电电极与断路器操作模块电气连接，所述数据通讯模块与CPU系统模块连接并相互传输数据，所述数据通讯模块用于CPU系统模块和防误系统的电脑钥匙通信；CPU系统模块根据数据通讯模块发送的数据信息，控制断路器操作模块手动操作的解锁或闭锁状态。

在其中一个实施例中，所述开关柜智能单元包括有高压带电检测模块，高压带电检测模块与CPU系统模块连接，CPU系统模块根据高压带电检测模块的输出信息，检测出开关柜一次设备是否带电，并通过智能钥匙接口模块将信息传输给防误系统的电脑钥匙。

在其中一个实施例中，所述开关柜智能单元包括有智能压板模块，所述智能压板模块与CPU系统模块连接，包括有一个以上智能压板和智能检测部件，所述智能检测部件用于检测压板的投退状态及实现防误功能。

进一步地，所述开关柜智能单元还包括有：开关量输入模块、人体感应模块、一次接线图模拟控制模块、开关量输出模块、温湿度采集模块、语音防误模块、通信模块、液晶显示及键盘模块及模拟量采集模块；所述开关量输入模块、人体感应模块、温湿度采集模块、模拟量采集模块均分别与CPU系统模块连接，并向CPU系统模块传输所采集的信息；CPU系统模块分别与一次接线图模拟控制模块、开关量输出模块及语音防误模块连接，CPU系统模块向一次接线图模拟控制模块、开关量输出模块及语音防误模块输出控制信号；CPU系统模块与液晶显示及键盘模块连接，接收键盘的操控输入信息并向液晶显示输出显示信号；CPU系统模块与通信模块连接，通信模块用于CPU系统模块与上位机通信并相互传输数据。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的开关柜智能单元，由于包括有：CPU系统模块、智能钥匙接口模块及断路器操作模块，CPU系统模块根据数据通讯模块发送的数据信息，控制断路器操作模块的解锁或闭锁状态，通过电脑钥匙控制导电电极的通断，实现手动操作和远方操作的强制闭锁措施。

同时，由于包括有高压带电检测模块，开关柜智能单元通过高压带电检测模块检测出开关柜一次设备是否带电，将信息发送给CPU系统模块后，并通过智能钥匙接口模块传输给防误系统的电脑钥匙，实现了强制验电的功能。

再次，由于包括有智能压板模块，所述智能压板模块包括有一个以上智能压板和智能检测部件，所述智能检测部件用于检测压板的投退状态及实现防误功能；因此，对于压板的操作具有相应的监视功能，保证压板的正确投退操作模式。

综上，本实用新型的开关柜智能单元，它集一次回路模拟图、开关状态、断路器位置、接地开关位置、弹簧储能状态、隔离开关状态、语音防误提示、高压带电指示、高压带电闭锁、压板状态监视及防误、自动(手动)加热除湿控制、自动手动储能控制、温湿度控制、加热器故障、超温报警指示等多功能于一体。温湿度数据显示、多参数监控采用大屏幕图形LCD液晶，测量结果及参数、清晰醒目。压板操作防误功能，误操作压板时会有声光告警提示。电脑钥匙插入智能钥匙接口可验电，确认没电可实现解锁。

该开关柜智能单元通信模块，可与上位机的组态软件实时通讯，使用户在值班室就能及时得到现场的开关柜状态和温湿度数据，以便统计和分析。该智能单元采用工业级电子元件，具有很高的可靠性，将开关柜的一次、二次防误融为一体，在保证常规功能的基础上，使开关柜的整体防误技术达到了一个新的高度。该智能单元适用于中置柜、手车柜、固定柜、环网柜等多种开关柜，既适用于常规变电站也适用于智能变电站或数字化变电站，外观精美，同时简化了高压开关柜的面板结构设计，美化了高压开关柜的面板布局，有效地提升开关柜品质，大大提高了高压开关柜操控的集成度和智能化程度。

本实用新型的开关柜智能单元，具体优点如下：

1、将开关柜智能显操、保护测控及开关柜一二次设备防误功能综合在一起，极大的美化了开关柜面板，降低了开关柜设计、施工和维护的难度。

2、提供高压带电强制验电接口，有效防止了人身触电伤亡事故的发生。

3、采用非电量技术检测开关柜压板的投退状态，与微机防误系统配合，填补了开关柜二次压板防误的技术空白。

4、支持IEC61850规约，能广泛的应用于智能变电站或数字化变电站。

本实用新型相比于常规的操控装置，不仅提供了智能钥匙接口，而且将压板防误、开关柜防误有机的结合在一起，强化和丰富了五防功能，有效地提升开关柜品质，大大提高了高压开关柜操控的集成度和智能化程度。

附图说明

图1为本实用新型开关柜智能单元的系统结构示意图；

图2为本实用新型开关柜智能单元的智能钥匙接口原理示意图；

图3为本实用新型开关柜智能单元的智能钥匙接口正面结构示意图；

图4为本实用新型开关柜智能单元的智能钥匙接口背面结构示意图。

具体实施方式

本实用新型为了解决现有技术的问题，提出了一种开关柜智能单元，其中，包括有：CPU系统模块、智能钥匙接口模块及断路器操作模块，所述智能钥匙接口模块及断路器操作模块均与CPU系统模块连接；所述智能钥匙接口模块包括有身份识别模块、导电电极和数据通讯模块，所述身份识别模块用于唯一标识需要操作的开关柜的身份，所述导电电极与断路器操作模块电气连接；所述数据通讯模块与CPU系统模块连接并相互传输数据，所述数据通讯模块用于CPU系统模块和防误系统的电脑钥匙通信；CPU系统模块根据数据通讯模块发送的数据信息，控制断路器操作模块手动操作的解锁或闭锁状态。

在其中一个实施例中，所述开关柜智能单元包括有高压带电检测模块，高压带电检测模块与CPU系统模块连接，CPU系统模块根据高压带电检测模块的输出信息，检测出开关柜一次设备是否带电，并通过智能钥匙接口模块传输给防误系统的电脑钥匙。

在其中一个实施例中，所述开关柜智能单元包括有智能压板模块，所述智能压板模块包括有一个以上智能压板和智能检测部件，所述智能检测部件用于检测压板的投退状态及实现防误功能；所述智能压板模块与CPU系统模块连接，CPU系统模块根据数据通讯模块接收的数据信息，控制智能压板模块的智能压板投退操作。

实施例：

如图1、2所示，本实施例的一种开关柜智能单元，包括CPU系统模块10、智能钥匙接口模块20、智能压板模块30、开关量输入模块40、高压带电检测模块50、人体感应模块60、一次接线图模拟控制模块70、开关量输出模块80、温湿度采集模块90、语音防误模块100、断路器操作模块200、通信模块300、液晶显示及键盘模块400、模拟量采集模块500。

所述通信模块300采用RS485通信方式或以太网方式与上位机组成微机防误监控系统，实现防误功能，并实时显示开关以及压板状态，所述以太网接口采用电口或光口，支持IEC60870-5-104规约以及IEC61850规约。

如图2、3、4所示，所述身份识别模块为一种无线码片21，即智能钥匙接口模块20由无线码片21、导电电极22、数据通讯模块23组成，所述无线码片21用于唯一标识需要操作的开关柜的身份，所述导电电极22为两根导电柱，其前端用于固定电脑钥匙600，后端为接线柱；所述导电电极22通过导线串入断路器操作模块200的手动操作回路中，当电脑钥匙600正确识别无线码片21后，通过电脑钥匙600将两导电电极导通；所述数据通讯模块23为两红外管，一个用于数据发送，一个用于数据接收。

所述智能钥匙接口模块20为带凹腔的绝缘体，在所述凹腔的两侧分别设置有导电电极22，所述凹腔内设置有用来识别需要操作的开关柜的无线码片21。

所述开关量输出模块80包括开关柜断路器远方操作的强制闭锁输出单元，所述开关柜断路器远方操作的强制闭锁输出单元的接点串入断路器操作模块200的手动操作回路中。

所述模拟量采集模块500，其模拟量是电子式互感器输出的0～5V小信号模拟量，或者是常规互感器输出的5A/1A电流信号或100V/57.7V电压信号。

所述数据通信模块23用于开关柜智能单元CPU系统模块10和防误系统电脑钥匙600通信，通过数据通信模块23电脑钥匙600可以对开关柜进行就地操作解锁、强制验电操作、压板投退操作。

具体为：通过智能钥匙接口模块，电脑钥匙600可与开关柜智能单元的CPU系统模块10实时交互信息，当电脑钥匙插入接口，电脑钥匙首先读取智能钥匙接口模块20凹腔内无线码片21的码值，如果无线码片21的码值符合电脑钥匙操作编码的要求，则电脑钥匙600可以进行以下三种操作：

1)就地操作解锁

通过电脑钥匙600使两导电电极22导通，从而对开关柜断路器控制模块200的手动操作回路进行解锁。

2)强制验电

开关柜智能单元通过高压带电检测模块50检测出开关柜一次设备是否带电，并通过智能钥匙接口模块20将信息发送给电脑钥匙600，电脑钥匙根据此信息决定是否能进行下一步操作。

3)压板防误操作

微机防误监控系统将压板的操作顺序以操作票的方式传给电脑钥匙600，电脑钥匙通过智能钥匙接口按照压板操作票的顺序一步一步将操作指令传送给CPU系统模块10，CPU系统模块10驱动智能压板模块30中相应智能压板指示灯并点亮，提示操作人员操作，达到有效防止误操作事故的发生。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.开关柜智能单元，其特征在于，包括有：CPU系统模块、智能钥匙接口模块及断路器操作模块，所述智能钥匙接口模块及断路器操作模块均与CPU系统模块连接；所述智能钥匙接口模块包括有身份识别模块、导电电极和数据通讯模块，所述身份识别模块用于唯一标识需要操作的开关柜的身份，所述导电电极与断路器操作模块电气连接，所述数据通讯模块与CPU系统模块连接并相互传输数据，所述数据通讯模块用于CPU系统模块和防误系统的电脑钥匙通信；CPU系统模块根据数据通讯模块发送的数据信息，控制断路器操作模块手动操作的解锁或闭锁状态。

2.根据权利要求1所述的开关柜智能单元，其特征在于，包括有高压带电检测模块，高压带电检测模块与CPU系统模块连接，CPU系统模块根据高压带电检测模块的输出信息，检测出开关柜一次设备是否带电，并通过智能钥匙接口模块将信息传输给防误系统的电脑钥匙。

3.根据权利要求1所述的开关柜智能单元，其特征在于，包括有智能压板模块，所述智能压板模块与CPU系统模块连接，包括有一个以上智能压板和智能检测部件，所述智能检测部件用于检测压板的投退状态及实现防误功能。

4.根据权利要求1或2或3所述的开关柜智能单元，其特征在于，所述开关柜智能单元还包括有：开关量输入模块、人体感应模块、一次接线图模拟控制模块、开关量输出模块、温湿度采集模块、语音防误模块、通信模块、液晶显示及键盘模块及模拟量采集模块；所述开关量输入模块、人体感应模块、温湿度采集模块、模拟量采集模块均分别与CPU系统模块连接，并向CPU系统模块传输所采集的信息；CPU系统模块分别与一次接线图模拟控制模块、开关量输出模块及语音防误模块连接，CPU系统模块向一次接线图模拟控制模块、开关量输出模块及语音防误模块输出控制信号；CPU系统模块与液晶显示及键盘模块连接，接收键盘的操控输入信息并向液晶显示输出显示信号；CPU系统模块与通信模块连接，通信模块用于CPU系统模块与上位机通信并相互传输数据。

5.根据权利要求4所述的开关柜智能单元，其特征在于，所述通信模块采用RS485通信方式或以太网方式与上位机组成微机防误监控系统，所述以太网接口采用电口或光口，支持IEC60870-5-104规约以及IEC61850规约。

6.根据权利要求4所述的开关柜智能单元，其特征在于，所述身份识别模块为一种无线码片，所述导电电极为两根导电柱，其前端用于固定电脑钥匙，后端为接线柱；所述导电电极通过导线串入断路器操作模块的手动操作回路中，当电脑钥匙正确识别无线码片后，通过电脑钥匙将两导电电极导通；所述数据通讯模块为两红外管，一个用于数据发送，一个用于数据接收。

7.根据权利要求6所述的开关柜智能单元，其特征在于，所述智能钥匙接口模块为带凹腔的绝缘体，在所述凹腔的两侧分别设置有导电电极，所述凹腔内设置有用来识别需要操作的开关柜的无线码片。

8.根据权利要求4所述的开关柜智能单元，其特征在于，所述开关量输出模块包括开关柜断路器远方操作的强制闭锁输出单元，所述开关柜断路器远方操作的强制闭锁输出单元的接点串入断路器操作模块的远方操作回路中。

9.根据权利要求4所述的开关柜智能单元，其特征在于，所述模拟量采集模块，其模拟量是电子式互感器输出的0～5V小信号模拟量，或者是常规互感器输出的5A/1A电流信号或100V/57.7V电压信号。