CN204992769U - 中压智能开关设备 - Google Patents

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董仲刚
宋志良
顾克胜
施翔
徐向银
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Abstract

本实用新型公开了中压智能开关设备，它包括在线监测装置、温度监测模块、接地刀控制模块、底盘车控制模块、诊断系统、后台监测系统和人机界面，在线监测装置通过RS485总线连接人机界面，温度监测模块、接地刀控制模块、底盘车控制模块分别通过RS485总线连接在线监测装置内的微控制单元MCU，诊断系统和后台监测系统也与人机界面连接。本实用新型中压智能开关设备是一种智能配电网中所用的核心部件，除具有传统开关柜的保护功能以外，还可以对开关柜运行状态实时在线监测，并通过人机界面友好显示；同时提供RS485通信接口和以太网接口，为实现后台通信提供了可能，进而提高电力系统的安全稳定性。

Description

中压智能开关设备
技术领域
本实用新型涉及一种中压智能开关设备。
背景技术
在我国，智能电网的建设是一项紧急的任务。我国建设智能电网的目标是“坚强智能电网”，也就是将结构坚强的网架和智能化建设融合在一起，这个有机整体的主要组成部分为发电、输电、变电、配电、用电、自动化调度、通信等。建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网。
在坚强智能电网的配电自动化系统中，智能配电设备是其中重要的组成部分，它的发展对我国坚强智能电网的发展起到直接推动作用。其中中压开关设备作为重要的一次配电设备，它的智能化发展和智能电网的发展密切相关。
传统开关柜主要是通过断路器、接触器、热继电器、熔断器、控制继电器、互感器及各种电工仪表（电流表、电压表、功率表、电能表等）组合成的开关控制柜来实现配电、控制、保护、监视等功能，它存在以下缺陷：
手车、接地开关等都无法实现远程逻辑控制；
断路器机械特性信息无法进行实时监测；
触臂、母线、柜内等关键部位温度信息无法进行实时监测；
绝缘件的泄漏电流无法实时监测；
无法将实时数据与阈值进行逻辑判断，及时发出预警信号；
无法提供RS485通信接口或以太网接口；
无法连接构成分布式在线监测保护系统。
因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种中压智能开关设备。
为解决上述技术问题，本实用新型的中压智能开关设备，它包括在线监测装置、温度监测模块、接地刀控制模块、底盘车控制模块、诊断系统、后台监测系统和人机界面，所述在线监测装置通过RS485总线连接人机界面，所述温度监测模块、接地刀控制模块、底盘车控制模块分别通过RS485总线连接在线监测装置内的微控制单元MCU，所述诊断系统和后台监测系统也与人机界面连接。
所述在线监测装置包括微控制单元MCU、泄露电流监测单元、湿温度监测单元、霍尔传感器、采集单元和光电隔离器,所述泄露电流监测单元、湿温度监测单元、霍尔传感器、采集单元和光电隔离器均与微控制单元MCU连接。
所述温度监测模块包括天线发射模块、天线接收模块、温度监测处理单元和触臂温度传感器，所述触臂温度传感器与天线发射模块电连接，所述天线发射模块与天线接收模块电连接，所述天线接收模块与温度监测处理单元电连接。
所述接地刀控制模块包括接地开关控制单元和辅助开关，所述接地开关控制单元控制辅助开关位于合闸位置或工作位置，所述辅助开关再与泄漏电流监测单元连接。
所述底盘车控制模块包括底盘车控制单元和辅助开关，所述底盘车控制单元控制辅助开关位于试验位置或工作位置，所述辅助开关再与控制电机连接。
所述诊断系统包括状态监测数据采集单元、设备信息库、嵌入式实时数据库、历史数据库，状态监测数据采集单元将采集的数据送至设备信息库，再对信号进行分析与征亮提取，将故障征亮提取后的结果，一方面送至历史数据库，另一方面送至模式识别，模式识别后送至嵌入式实时数据库，最后将结论与决策反馈给人机界面。
所述后台监测系统包括基于Modbus通信协议的RS485通讯接口、收发器和光电隔离器，基于IEC61850通信协议的网络接口、网络变压器和网卡芯片。
本实用新型的有益效果：本发明中压智能开关设备是一种智能配电网中所用的核心部件，除具有传统开关柜的保护功能以外，还可以对开关柜运行状态实时在线监测，并通过人机界面友好显示；同时提供RS485通信接口和以太网接口，为实现后台通信提供了可能，进而提高电力系统的安全稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中：1、在线监测装置，2、温度监测模块，3、接地刀控制模块，4、底盘车控制模块，5、诊断系统，6、后台监测系统，7、人机界面。
具体实施方式
为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的保护范围的限定。
如图1所示，本实用新型的中压智能开关设备，它包括在线监测装置1、温度监测模块2、接地刀控制模块3、底盘车控制模块4、诊断系统5、后台监测系统6和人机界面7，在线监测装置1通过RS485总线连接人机界面7，温度监测模块2、接地刀控制模块3、底盘车控制模块4分别通过RS485总线连接在线监测装置1内的微控制单元MCU，诊断系统5和后台监测系统6也与人机界面7连接。
在线监测装置1包括微控制单元MCU、泄露电流监测单元、湿温度监测单元、霍尔传感器、采集单元和光电隔离器,泄露电流监测单元、湿温度监测单元、霍尔传感器、采集单元和光电隔离器均与微控制单元MCU连接，泄露电流传感器将检测到的信息传输至泄露电流监测单元，温湿度传感器将检测到的信息传输至湿温度监测单元，霍尔传感器检测储能电流和分合闸电流，带电显示信息和位移传感器检测的信息送至采集单元，开关量送至光电隔离器。在线监测装置1通过实时在线连续的监测，与系统设定的阈值参数分析比较，进行智能诊断后给出各故障状态的报警，并将全部监测数据通过RS485上传至上位机进行可视化的人机界面显示，同时在该装置上预留了一对RS485和CAN通信的接口，方便与上位机进行通信。
在线监测功能：泄漏电流、母线温度、断路器机械特性、分合闸电流等。
温度监测模块2包括天线发射模块、天线接收模块、温度监测处理单元和触臂温度传感器，触臂温度传感器与天线发射模块电连接，天线发射模块与天线接收模块电连接，天线接收模块与温度监测处理单元电连接。
接地刀控制模块3包括接地开关控制单元和辅助开关，接地开关控制单元控制辅助开关位于合闸位置或工作位置，辅助开关再与泄漏电流监测单元连接。
底盘车控制模块4包括底盘车控制单元和辅助开关，底盘车控制单元控制辅助开关位于试验位置或工作位置，辅助开关再与控制电机连接。
诊断系统5包括状态监测数据采集单元、设备信息库、嵌入式实时数据库、历史数据库，状态监测数据采集单元将采集的数据送至设备信息库，再对信号进行分析与征亮提取，将故障征亮提取后的结果，一方面送至历史数据库，另一方面送至模式识别，模式识别后送至嵌入式实时数据库，最后将结论与决策反馈给人机界面。
后台监测系统6包括基于Modbus通信协议的RS485通讯接口、收发器和光电隔离器，基于IEC61850通信协议的网络接口、网络变压器和网卡芯片。
人机界面7还与触摸处理单元、一次回路状态显示单元、曲线数据显示存取单元、参数显示存取单元、时钟管理单元、系统参数设置单元连接。
人机界面7采用工业屏，将相关的状态信号、电量信息、在线监测信息友好显示在工业屏上，把智能断路器和在线监测装置数据融合，在人机界面显示和控制，并可以通过人机界面和变电站管理系统来轻松修改与配置的保护测控逻辑参数。
中压智能开关设备承担着电力线路的开断和关合、故障保护和系统运行监测等重要任务，是电力系统中的关键设备。
该产品有如下特点：
1.传统保护：CT断线告警、低电压闭锁过流一段保护、低电压闭锁过流二段保护、过流三段保护、后加速保护、过负荷保护、接地保护一段、接地保护二段、PT断线告警；
2.控制功能：断路器分合、手车摇进摇出、接地开关关合、加热、排风、照明等；
3.在线监测功能：泄漏电流、母线温度、断路器机械特性、分合闸电流等；
4.显示功能：将相关的状态信号、电量信息、在线监测信息友好显示在工业屏上；
5.通信功能：装置内部采用RS485通信，后台可以通过RS485或以太网通信；
6.储存功能：开关设备所用的运行状态通过记录模块进行储存；
7.预警功能：实时逻辑判断，及时发出预警信号。
中压智能开关设备可以实时监测柜内母线连接处的发热温度、绝缘件的泄漏电流、开关机械特性曲线参数、开关量、分合闸线圈电流等进行实时在线监测，并智能诊断，将监测数据实时上传，超过设定阈值时及时告警。此外，该装置还可以对开关柜进行远程操控（如手车电动推进退出，接地开关电动分合以及断路器的分合等），并且能够实现开关柜“状态维修”，并及时发出预警信号，这对电网的安全运行具有重要意义。

Claims (6)

1.中压智能开关设备，其特征在于：它包括在线监测装置、温度监测模块、接地刀控制模块、底盘车控制模块、诊断系统、后台监测系统和人机界面，所述在线监测装置通过RS485总线连接人机界面，所述温度监测模块、接地刀控制模块、底盘车控制模块分别通过RS485总线连接在线监测装置内的微控制单元MCU，所述诊断系统和后台监测系统也与人机界面连接。
2.根据权利要求1所述的中压智能开关设备，其特征在于：所述在线监测装置包括微控制单元MCU、泄露电流监测单元、湿温度监测单元、霍尔传感器、采集单元和光电隔离器,所述泄露电流监测单元、湿温度监测单元、霍尔传感器、采集单元和光电隔离器均与微控制单元MCU连接。
3.根据权利要求1所述的中压智能开关设备，其特征在于：所述温度监测模块包括天线发射模块、天线接收模块、温度监测处理单元和触臂温度传感器，所述触臂温度传感器与天线发射模块电连接，所述天线发射模块与天线接收模块电连接，所述天线接收模块与温度监测处理单元电连接。
4.根据权利要求1所述的中压智能开关设备，其特征在于：所述接地刀控制模块包括接地开关控制单元和辅助开关，所述接地开关控制单元控制辅助开关位于合闸位置或工作位置，所述辅助开关再与泄漏电流监测单元连接。
5.根据权利要求1所述的中压智能开关设备，其特征在于：所述底盘车控制模块包括底盘车控制单元和辅助开关，所述底盘车控制单元控制辅助开关位于试验位置或工作位置，所述辅助开关再与控制电机连接。
6.根据权利要求1所述的中压智能开关设备，其特征在于：所述后台监测系统包括基于Modbus通信协议的RS485通讯接口、收发器和光电隔离器，基于IEC61850通信协议的网络接口、网络变压器和网卡芯片。
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