CN203312914U - 智能高压开关柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能高压开关柜，涉及高压开关设备技术领域。包括智能开关柜IDE，与智能开关柜IDE连接的智能监测单元和服务器，所述智能开关柜IDE上还连接有智能控制单元，所述智能控制单元包括柜体智能控制子单元和智能化“五防”闭锁控制子单元，所述智能控制子单元由柜内开关量监测电路、开关柜电动操作控制电路和开关柜内信号监测电路组成。本实用新型能实现开关柜柜体内开关量、温度、湿度等控制，还能防止电力误操作。

Description

智能高压开关柜

技术领域

    本实用新型涉及高压开关设备技术领域。

背景技术

高压开关是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，电压等级在3.6kV~550kV的电器产品，主要包括高压断路器、高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类。高压开关制造业是输变电设备制造业的重要组成部分，在整个电力工业中占有非常重要的地位。

高压开关柜是输配电系统中的重要设备，在运行中由于各种原因引起的故障率一直居高不下，伤人、烧柜、甚至爆炸的事故时有发生，因此确保高压开关柜的可靠运行极为重要。同时，随着对供电可靠性要求的提高，传统的高压开关柜已无法适应现代电网发展的需要。伴随着计算机技术及电磁兼容性（EMC）水平不断提高，信息传感技术、微电子技术、通信及数据处理技术的普遍应用和发展，也促进了高压开关柜智能化进程。

智能高压开关柜引入计算机技术将其作为检测、计量、保护的核心，与断路器配合，通过光纤网络将开关柜信息以数字信号方式传输，其计量、保护、控制、通信以及记录等功能均可通过光纤通讯技术、数字显示技术等可靠地运用起来。

授权公告号为CN202282647U，授权公告日为2012年6月20日的中国专利文献公开了一种智能高压开关柜，以ARM+DSP双CPU为控制核心，在外围搭建的有JTAG接口、RS232接口、485网络接口、CAN网络接口、以太网接口、Wifi以及SD卡接口，该智能高压开关柜采用IRIG-B码对时提供精确统一的时间基准，实现开关柜各现场采集单元的精确时间同步，并且在开关柜IED中充分考虑电磁干扰对设备的影响，隔离芯片采用隔离电源供电。开关柜IED将很多不同的通信方式整合到一起，具有强大的实时监控能力，快速高效的处理功能以及高速稳定的通信能力，符合IEC61850体系和代电网发展的形势，实现了智能变电站系统的智能化、信息化、高可靠性和低成本。

但以上述专利文献为代表的现有技术，无法实现柜体内开关量、温度、湿度和开关柜电动操作部分的控制，也无法实现电力的“五防”功能，即防止误分、误合断路器；防止带负荷拉、合隔离开关；防止带电挂接地线（或接地刀闸）；防止带接地线合隔离开关；防止误入带电间隔。

发明内容

为解决上述现有技术所存在的技术问题，本实用新型提出了一种智能高压开关柜，它能实现开关柜柜体内开关量、温度、湿度等控制，还能防止电力误操作。

本实用新型是通过采用下述技术方案实现的:

一种智能高压开关柜，包括智能开关柜IDE，与智能开关柜IDE连接的智能监测单元和服务器，其特征在于：所述智能开关柜IDE上还连接有智能控制单元，所述智能控制单元包括柜体智能控制子单元和智能化“五防”闭锁控制子单元，所述智能控制子单元由柜内开关量监测电路、开关柜电动操作控制电路和开关柜内信号监测电路组成。

所述柜内开关量监测电路包括断路器手车位置指示、断路器的分合指示、隔离开关的分合、接地开关的分合、储能状态和高压带电；所述开关柜电动操作控制电路用于控制手车和接地开关电动执行机构，完成手车电动进出和接地开关电动分合操作；所述开关柜内信号监测电路用于开关柜内温湿度信号、开关柜前的人体感应信号、有害气体浓度信号和开关柜的加热器断线信号监测。

所述智能化“五防”闭锁控制子单元为现有技术。所谓电力“五防”是指：防止误分、误合断路器；防止带负荷拉、合隔离开关；防止带电挂接地线（或接地刀闸）；防止带接地线合隔离开关；防止误入带电间隔。电力系统“五防”装置中除了防止误分、误合断路器之外，其他“四防”均要求强制闭锁。控制器为智能闭锁装置的核心，首先把开关柜内所有设备在各种运行方式下的操作程序存储在控制器的存储器内，运行人员需要进行操作时，就按照一定的规程进行操作，控制器根据预选存储的程序对每一项操作进行判断。如果操作正确，就发出正确的声音提示，指示灯部分指示相关操作；如果操作错误，系统则自动播放提醒语音，并且操作无效，也无法进行下一步操作，防止运行人员误操作，保障人身和设备安全。

所述智能开关柜IDE上还连接有智能识别单元，智能识别单元中的设备信息通过无线射频识别方式被所述智能开关柜IDE所识别。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果表现在：

1、本实用新型采用在智能开关柜IDE上连接有智能控制单元的方式，与现有技术相比，柜体智能控制子单元实现了开关柜柜体内开关量、温度、湿度等控制，智能化“五防”闭锁控制子单元能防止电力误操作。

2、本实用新型中，采用在智能开关柜IDE上连接智能识别单元的方式，断路器、隔离开关、接地开关、母线、电压互感器、电流互感器、柜体等设备的本体信息以电子标签的形式预埋在设备中，通过RFID 直接将设备信息传递给智能开关柜IED，并遵照IEC61850 协议由光纤上传到一体化信息平台，能对设备进行准确定位、跟踪，了解设备动态信息。

3、本实用新型，将RFID、ZigBee 等物联网技术运用到智能高压开关柜的设计中，不仅使它具有传统开关柜的功能，而且实现了智能识别、智能监测和智能控制，使智能IED 遵循IEC61850 协议，将数据通过光纤传输到一体化信息平台。

4、本实用新型可以减少巡行人员的巡视次数，实现无人值守，且投资小、免维护、抗干扰能力强。

附图说明

下面将结合说明书附图对本实用新型作进一步的详细说明，其中：

图1为本实用新型的结构示意图

图中标记：

1、智能开关柜IDE，2、智能监测单元，3、智能控制单元，4、智能识别单元，5、服务器，6、远程客户端。

具体实施方式

实施例1

作为本实用新型的一较佳实施方式，其包括智能开关柜IDE1，与智能开关柜IDE1连接的智能监测单元2和服务器5，智能开关柜IDE1上还连接有智能控制单元3，智能控制单元3包括柜体智能控制子单元和智能化“五防”闭锁控制子单元，智能控制子单元由柜内开关量监测电路、开关柜电动操作控制电路和开关柜内信号监测电路组成，该例中，所采用的智能化“五防”闭锁控制子单元为现有技术。

实施例2

作为本实用新型的最佳实施方式，智能高压开关柜主要包括智能监测单元2、智能识别单元4、智能控制单元3和智能开关柜IED共计4 个部分，其整体结构原理图如图1 所示。

开关柜IED，智能开关柜IED 设计采用先进的ARM+DSP 双CPU 技术，用以接收智能开关柜监测单元采集到的三相电流、三相电压、电网频率、功率、电能、局部放电、高压开关机械特性、高压断路器母线／触头温度等数据，并遵循IEC61850 协议送至站控层服务中心，实现远程监控功能。智能开关柜IED 外围扩展了CAN 网络接口、RS-485 网络接口、RS-232 接口、以太网接口、Wi-Fi 以及SD 卡接口，可以适应高压开关柜内各种不同的监测单元，它把智能开关柜所需的通信方式整合到一起，采用有线传输和无线传输的方式实现各个监测单元与IED 之间的数据通信和控制，克服了开关柜内高电压、大电流的强电场、强电磁辐射、高频噪声和谐波的干扰问题。

智能监测单元2，智能监测单元2主要包括：电量监测子单元、柜内的局部放电监测子单元、操作机构故障监测子单元、母线和触头温度监测子单元。

智能控制单元3，智能控制单元3可分为柜体智能控制子单元和智能化“五防”闭锁控制子单元。

柜体智能控制子单元，该柜体智能操控子单元主要包括3 个部分：一，柜内开关量的监测，如断路器手车位置指示、断路器的分合指示、隔离开关的分合、接地开关的分合、储能状态、高压带电等；二，开关柜电动操作控制，实现控制手车和接地开关电动执行机构完成手车电动进出和接地开关电动分合操作；三，开关柜内温湿度信号、开关柜前的人体感应信号、有害气体浓度信号。开关柜的加热器断线信号监测。

智能化“五防”闭锁控制子单元，所谓电力“五防”是指：防止误分、误合断路器；防止带负荷拉、合隔离开关；防止带电挂接地线（或接地刀闸）；防止带接地线合隔离开关；防止误入带电间隔。电力系统“五防”装置中除了防止误分、误合断路器之外，其他“四防”均要求强制闭锁。控制器为智能闭锁装置的核心，首先把开关柜内所有设备在各种运行方式下的操作程序存储在控制器的存储器内，运行人员需要进行操作时，就按照一定的规程进行操作，控制器根据预选存储的程序对每一项操作进行判断。如果操作正确，就发出正确的声音提示，指示灯部分指示相关操作；如果操作错误，系统则自动播放提醒语音，并且操作无效，也无法进行下一步操作，防止运行人员误操作，保障人身和设备安全。

智能识别单元4，智能识别单元4在智能识别断路器、柜体等设备信息方面，采用的是无线射频识别（RFID）技术。射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。将断路器、隔离开关、接地开关、母线、电压互感器、电流互感器、柜体等设备的本体信息以电子标签的形式预埋在设备中，通过RFID 直接将设备信息传递给智能开关柜IED，并遵照IEC61850 协议由光纤上传到一体化信息平台，对设备进行准确定位、跟踪，了解设备动态信息。

物联网技术，物联网技术是一种在互联网技术基础上延伸和扩展的网络技术，它是通过RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。将RFID、ZigBee 等物联网技术运用到智能高压开关柜的设计中，不仅使它具有传统开关柜的功能，而且实现智能识别、智能监测和智能控制，使智能IED 遵循IEC61850 协议，将数据通过光纤传输到一体化信息平台。

Claims (2)

1.一种智能高压开关柜，包括智能开关柜IDE（1），与智能开关柜IDE（1）连接的智能监测单元(2)和服务器(5)，其特征在于：所述智能开关柜IDE(1)上还连接有智能控制单元(3)，所述智能控制单元(3)包括柜体智能控制子单元和智能化“五防”闭锁控制子单元，所述智能控制子单元由柜内开关量监测电路、开关柜电动操作控制电路和开关柜内信号监测电路组成。

2.根据权利要求1所述的智能高压开关柜，其特征在于：所述智能开关柜IDE(1)上还连接有智能识别单元(4)，智能识别单元(4)中的设备信息通过无线射频识别方式被所述智能开关柜IDE(1)所识别。