智能測控裝置及應用方法
2023-12-04 14:59:36
專利名稱：智能測控裝置及應用方法
技術領域：
本發明涉及一種智能測控裝置及應用方法，尤其涉及一種電氣開關的智能測控裝
置及應用方法。
背景技術：
隨著社會的發展，電力應用成為社會發展的重要推動力。電力設備的發展是推動電力事業發展重要基礎，由此推動電力事業的前提即是電力設備的技術創新。電氣開關是變電站等電力設備中特別重要的電力設備，隨著電力設備的智能化改造，電氣開關的智能化改造也成為電力設備智能化改造的關鍵所在。現有電氣開關通常採集通常帶用手動或自動控制功能，不能對開關的運行狀態信息進行採集，更不能根據開關的狀態信息進行自動控制，因此，不能實現智能化控制。現有電氣開關採用常規的電纜進行連接，也不能進行數位訊號的傳輸，同時接線複雜，不容易維護。
發明內容
本發明解決的技術問題是克服現有技術中控制裝置不具有信息採集功能，不能依據實時採集的信息進行智能化控制的技術問題。 本發明的技術方案是構建一種智能測控裝置，包括進行數據信息處理的微處理器單元、與微處理器單元進行連接通信的通信單元，還包括開關信息採集單元、開關控制單元，所述開關信息採集單元通過通信單元與所述微處理器單元連接，所述開關採集單元與開關電連接，所述開關信息採集單元包括開關參數採集模塊和開關狀態採集模塊，所述開關運行參數採集模塊用於採集開關運行的電力參數，所述開關狀態檢測模塊用於檢測開關運行的狀態信息，所述開關控制單元根據所述開關信息採集單元採集的開關信息對開關進行控制。 本發明的進一步技術方案是所述通信單元包括通信接口，所述通信接口與所述過程總線連接。 本發明的進一步技術方案是所述通信單元包括參數配置模塊，所述參數配置模塊用於配置通信參數以適用多種不同參數的通信設備。 本發明的進一步技術方案是所述開關智能測控裝置還包括放電監測單元，所述放電監測單元用於監測開關櫃內局部放電情況。 本發明的進一步技術方案是所述開關控制單元包括斷路器控制模塊，所述斷路
器控制模塊根據微處理器獲得的通信操作指令控制斷路器的斷開和接通。 本發明的進一步技術方案是所述斷路器控制模塊包括斷路器的合閘控制和斷路
器的跳閘控制。 本發明的進一步技術方案是所述開關控制單元還包括刀閘控制模塊，所述刀閘控制模塊根據微處理器獲得的通信操作指令和程序邏輯控制刀閘運行。
本發明的進一步技術方案是所述開關控制單元還包括開關防護模塊，所述開關
3的防護模塊根據開關信息採集單元採集的開關信息和預先編制的防護邏輯對控制開關進行防護。
本發明的技術方案是提供一種智能測控裝置的控制方法，包括如下步驟 所述微處理器單元接收指令並發出操作指令； 所述開關信息採集單元接收開關信息採集指令採集開關信息； 所述開關控制單元根據開關信息執行操作指令。 本發明的進一步技術方案是在根據所述開關信息採集單元採集的開關信息驗證
所述開關控制單元執行指令的條件步驟中還包括執行指令合法性的驗證。 本發明的技術效果是通過構建一種智能測控裝置，所述智能測控裝置通過開關
信息採集單元採集開關運行的狀態信息和電力參數，所述開關控制單元根據所述開關信息
採集單元採集的開關信息對開關進行控制。本發明智能測控裝置通過開關信息採集單元和
開關控制單元的運行實現了對開關的智能化控制。同時，本發明採用通信單元進行連接，可
以通過通信單元與外部進行數據信息傳輸。本發明通過與過程總線的連接，可能接收過程
總線上其它智能電子設備的指令並執行指令，實現智能化、遠程化地操作控制。
圖1為本發明的結構示意框圖。 圖2為本發明的開關信息採集單元連接示意框圖。 圖3為本發明的電路連接圖。 圖4為本發明的流程圖。
具體實施例方式
下面結合具體實施例，對本發明技術方案進一步說明。 如圖1、圖2所示，本發明的具體實施方式
是構建一種智能測控裝置，包括進行數據信息處理的微處理器單元1、與微處理器單元1進行連接通信的通信單元2，還包括開關信息採集單元3、開關控制單元5，所述開關信息採集單元3通過通信單元2與所述微處理器單元1連接，所述開關採集單元3與開關6電連接，所述開關信息採集單元3包括開關參數採集模塊31和開關狀態採集模塊32，所述開關參數採集模塊31用於採集開關6運行的電力參數，所述開關狀態檢測模塊32用於採集開關6運行的狀態信息，所述開關控制單元5根據所述開關信息採集單元3採集的開關信息對開關6進行控制。所述開關信息採集單元3採集的開關6運行的電力參數和狀態信息通過顯示模塊4顯示輸出。本發明的具體運行過程如下操作者通人機界面單元7或者通過通信接口向所述微處理器單元1發送開關檢測指令或開關控制指令，微處理器單元1接收到開關檢測指令或開關控制指令後，向開關信息採集單元3發布開關信息採集指令，採集相關開關運行的電力參數或狀態信息，所述開關信息採集單元3採集到開關運行的電力參數或狀態信息後通過通信單元2傳輸給微處理器單元l，微處理器單元1將接收到的開關運行的電力參數或狀態信息及開關控制指令發送給開關控制單元5，開關控制單元5根據接收到的開關運行的電力參數或狀態信息及開關控制指令對開關進行控制。本發明通過構建一種智能測控裝置，所述智能測控裝置通過開關信息採集單元3採集開關6運行的狀態信息和電力參數，所述開關控制單元5根據所述開關信息採集單元3採集的開關信息對開關6進行控制。本發明智能測控裝置通過開關信息採集單元3和開關控制單元5的運行實現了對開關6的智能化控制。
如圖l所示，本發明的優選實施方式在開關信息採集單元3與所述通信單元2連接中，所述通信單元包括通信接口，所述開關信息採集單元3與微處理器單元1的連接包括如下兩種方式開關信息採集單元3直接通過通信接口 22連接微處理器單元1， S卩，開關信息採集單元3直接通過通信接口 22與微處理器單元1進行數據信息的交換，微處理器單元1通過通信接口 22獲取開關6運行的電力參數或狀態信息進行採集時，微處理器單元1通過通信接口 22發出獲取指定地址開關6運行的電力參數或狀態信息，通信接口 22將微處理器單元1的指令傳輸到相應的開關信息採集單元3，開關信息採集單元3對指定地址開關6運行的電力參數或狀態信息進行採集，然後通過通信接口 22向微片器單元1發送的採集的開關運行的電力參數或狀態信息。開關信息採集單元3連接過程總線，微處理器單元1通過通信接口 22與過程總線連接，通過過程總線獲取開關信息採集單元3採集的數據，具體來說，微處理器單元1通過通信接口 22獲取電力數據時，微處理器單元1通過通信接口 22發出獲取指定地址開關6運行的電力參數或狀態信息，通信接口 22將微處理器單元1的指令傳輸到過程總線，過程總線將開關信息採集單元3採集的微處理器指定地址開關6運行的電力參數或狀態信息通過通信接口 22向微片器單元1發送採集的開關6運行的電力參數或狀態信息。微處理器單元1通過與過程總線的連接，還可以與過程總線連接的電子智能設備進行連接通信，操作者可以通過人機界面操作單元7與微處理器單元1連接通信，發布操作指令，也可以通過與過程總線連接的智能電子設備與微處理器單元1連接通信，向微處理器單元1發布操作指令。微處理器單元1可以通過通信接口 22連接過程總線向智能電子設備傳輸數據信息包括開關6運行的電力參數或狀態信息。本實施例中，所述通信接口為串行通信接口。 如圖2所示，本發明的優選實施方式是開關信息採集單元3與所述開關6電連接，採集開關6中多種部件運行的電力參數和狀態信息，本發明的技術方案不僅僅局限於開關6中的刀閘61等設備運行的電力參數和狀態信息，根據具體情況需要，包括開關6中所有可以電動操作的電氣設備運行的電力參數和狀態信息均可以被本發明技術方案的開關信息採集單元3所採集。本發明開關信息採集單元3與開關6的具體部件連接中，採用光電隔離元件31將開關信息採集單元3與開關6的電氣設備進行隔離。本發明中，所述開關信息採集單元3採集開關運行的電力參數和狀態信息時，首先採集開關運行的電力參數和狀態信息，然後將採集到的開關運行的電力參數和狀態信息編製成信息報文，再將編製成信息報文的開關運行電力參數和狀態信息通過通信接口 22按報文優先級別發送到微處理器單元l，或者通過通信接口按報文優先級別發送至過程總線。本發明的具體實施例中開關信息採集單元3通過光電隔離元件31採集開關6以下電氣設備運行的電力參數和狀態信息刀閘61、接地刀閘62、快速接地刀閘63、非電量接觸點64、斷路器合閘位65、斷路器跳閘位66、遠/手動切換等電氣。 如圖1所示，本發明的優選實施方式是所述智能測控裝置還包括放電監測單元8，所述放電監測單元8與所述微處理器單元1和開關6連接，所述放電監測單元8用於監測開關6內弧光產生和局部放電情況，所述放電監測單元8將監測到的開關6內弧光產生和局部放電情況的信息傳輸到所述微處理器單元l，所述微處理器單元1根據接收到的開
5關6內弧光產生和局部放電情況發布斷路器控制指令或者由顯示模塊4的顯示組件顯示出來。 如圖1所示，本發明的優選實施方式是所述開關智能測控裝置還包括維護通信接口 23，所述維護通信接口 23與所述微處理器單元1電連接，外部數據通過所述所述維護通信接口 23與所述微處理器單元1進行數據交換，所述維護通信接口 23用於維護開關智能測控裝置的更新或配置。 如圖1所示，本發明的優選實施方式是所述智能測控裝置還包括人機操作界面7，所述人機操作界面7包括輸入組件，所述輸入組件用於輸入參數或指令，所述輸入組件51為按鍵。所述顯示模塊4包括LED狀態指示燈和LCD狀態顯示屏。所述LED狀態指示燈用於指示狀態信號，象報警信號、電路異常信號等；LCD狀態顯示屏用於顯示開關及相關元器件的運行參數等信息。 如圖1所示，本發明的優選實施方式是本發明所述通信單元包括參數配置模塊21，所述參數配置模塊21用於配置通信參數以適用多種不同參數的通信設備。參數配置模塊21配置參數的具體實施過程為人機界面操作單元7通過微處理器單元1向參數配置模塊21發布參數配置指令，參數配置模塊21接收到參數配置指令後按人機界面操作單元6的指令進行相應的參數配置，以適應所配置參數的通信設備。 如圖1、圖3所示，本發明的優選實施方式是所述開關控制單元5包括斷路器控制模塊51 ，所述斷路器控制模塊51根據開關信息採集單元3採集的開關信息控制斷路器的斷開和接通。具體控制過程如下所述微處理器單元1向所述開關控制單元5發出斷路器控制指令，同時向所述開關信息採集單元3發出斷路器運行信息採集指令。所述開關信息採集單元3採集所述斷路器的運行信息，所述開關信息採集單元3將採集的開關信息傳輸給所述微處理器單元l，所述微處理器單元1根據接收到的斷路器運行信息向所述開關控制單元5發出斷路器控制指令。所述開關控制單元5根據接收的斷路器控制指令向斷路器控制模塊51發出斷路器控制指令，斷路器控制模塊51根據接收的斷路器運行信息控制所述斷路器的接通和斷開。所述斷路器控制模塊51包括斷路器的合閘控制和斷路器的跳閘控制。即所述斷路器控制模塊51接收到斷路器控制指令後通過所述合閘保持繼電器HBJ控制所述合閘線圈CC或者通過所述跳閘保持繼電器TBJ控制所述跳閘線圈TC，具體過程如下所述斷路器控制模塊51接收到斷路器合閘指令時，所述斷路器控制模塊51將所述合閘保持繼電器HBJ的接點閉合使所述合閘線圈CC得電，則斷路器快速閉合，同時，所述合閘線圈CC在斷路器輔助接點控制下自動斷開。所述斷路器控制模塊51接收到斷路器跳閘指令時，所述斷路器控制模塊51將所述跳閘保持繼電器TBJ的接點閉合使所述跳閘線圈TC得電，則斷路器快速脫扣，同時，所述跳閘線圈TC在斷路器輔助接點控制下自動斷開。為了避免斷路器頻繁開合損壞操作機構和斷路器，本發明在合閘線圈和跳閘線圈控制電路中增加"防跳躍"電路。"防跳躍"由電路圖中HBJ、TBJ、HBJV繼電器線圈和它們的接點聯合組成。
本發明通過斷路器控控制模塊51對所述斷路器的控制，實現了自動化、智能化的開關控制。 如圖l所示，本發明的優選實施方式是所述開關控制單元5還包括刀閘控制模塊52，所述刀閘控制模塊52根據控制開關信息採集單元3採集的開關信息開關的刀閘運行。本發明的具體實施例為所述開關刀閘61為多個，所述微處理器單元1接收到刀閘控
6制指令時，向所述開關信息採集單元3發出採集相關刀閘運行的電力參數或狀態信息的指令，所述開關信息採集單元3採集所述刀閘的運行信息，所述開關信息採集單元3將採集的刀閘的運行信息傳輸給所述微處理器單元l，所述微處理器單元1根據接收到的刀閘的運行信息向所述開關控制單元5發出刀閘控制指令。所述開關控制單元5根據接收的刀閘控制指令向刀閘控制模塊52發出刀閘控制指令，刀閘控制模塊52根據接收的刀閘運行信息控制所述刀閘的接通和斷開。本發明中刀閘控制模塊52控制普通刀閘61、接地刀閘62、快速接地刀閘63。 本發明的優選實施方式還包括對開關"五防"的控制，開關控制單元5還包括如下模塊防止帶接地線合刀閘模塊，所述防止帶接地線合刀閘模塊用於防止接地刀閘處於閉合狀態時不允許通過遙控方式進行隔離刀閘閉合操作。防止誤分、誤合刀閘模塊，防止誤分、誤合刀閘模塊用於智能測控裝置收到遠方合分刀閘指令時，首先返回一個包含自身地址的信息，待遠方控制系統確認身份再次下達合分指令時，才執行合、分操作。防止誤入帶電間隔模塊，防止誤入帶電間隔模塊用於智能測控裝置檢測母線有電壓存在時，輸出帶電指示信號，禁止打開間隔櫃門，只在人工輸入解鎖密碼後，才能允許帶電打開防止帶負荷拉、合刀閘；若智能裝置檢測到有電流存在時，禁止所有刀閘的操作。防止帶電掛接地線模塊，防止帶電掛接地線模塊用於母線有電壓時，禁止接地刀閘(快速接地刀閘)合閘操作。
如圖1、圖4所示，本發明的具體本發明的技術方案是提供一種開關控制方法，包括如下步驟 步驟100 :所述微處理器單元1接收指令並發出操作指令。所述微處理器單元1接收指令包括如下兩種方式所述人機界面操作單元7向所述微處理器單元l發出指令，所述微處理器單元1接收所述人機界面操作單元7發出的指令，然後所述微處理器單元1向所述開關信息採集單元3發出開關信息採集指令或向所述開關控制單元5發出開關控制指令；所述微處理器單元l通過通信接口 22連接過程總線，與過程總線連接的智能電子設備通過通信接口 22向所述微處理器單元1發出指令，所述微處理器單元1通過通信接口 22接收所述智能電子發出的指令，然後所述微處理器單元1向所述開關信息採集單元3發出開關信息採集指令或向所述開關控制單元5發出開關控制指令。本實施例中，微處理器單元1接收到指令後，通過回復和返校確認所述指令的合法性，以免誤操作。在進行指令合法性驗證時，首先由微處理器單元接收操作指令，然後微處理器單元對所述操作指令進行校對驗證，驗證後確認並返回操作指令，即將原來發出操作指令的要再次確認並發回，若然後再執行操作指令。 步驟200 :開關信息採集單元3採集指令採集開關信息，即所述開關信息採集單元3接收開關信息採集指令採集開關信息。所述開關信息採集單元3接收到所述微處理器單元1發出的開關信息採集指令後，對所述微處理器單元1指定地址的開關電氣部件運行的電力參數或狀態信息進行採集，所述開關信息採集單元3將採集好的指定地址的開關電氣部件運行的電力參數或狀態信息通過通信接口 22發送至所述微處理器單元1。本發明中，所述開關信息採集單元3採集開關運行的電力參數和狀態信息時，首先採集開關運行的電力參數和狀態信息，然後將採集到的開關運行的電力參數和狀態信息編製成信息報文，再將編製成信息報文的開關運行電力參數和狀態信息通過通信接口 22按報文優先級別發送到微處理器單元l，或者通過通信接口按報文優先級別發送至過程總線。
步驟300 :所述開關控制單元根據開關信息執行指令。開關控制單元5接收所述 微處理器單元1傳送的操作指令以及所述開關信息採集單元3採集的相關開關電氣部件運 行的電力參數或狀態信息，開關控制單元5根據接收到的開關運行的電力參數或狀態信息 判斷開關的運行情況，開關控制單元5根據開關運行情況確認執行開關控制指令的執行動 作，通過確認執行開關控制指令的執行動作執行開關控制動作以實現對所述開關電氣部件 的操作執行。 以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的 保護範圍。
權利要求
一種智能測控裝置，包括進行數據信息處理的微處理器單元、與微處理器單元進行連接通信的通信單元，其特徵在於，還包括開關信息採集單元、開關控制單元，所述開關信息採集單元通過通信單元與所述微處理器單元連接，所述開關採集單元與開關電連接，所述開關信息採集單元包括開關參數採集模塊和開關狀態採集模塊，所述開關運行參數採集模塊用於採集開關運行的電力參數，所述開關狀態檢測模塊用於檢測開關運行的狀態信息，所述開關控制單元根據所述開關信息採集單元採集的開關信息對開關進行控制。
2. 根據權利要求1所述的智能測控裝置，其特徵在於，所述通信單元包括通信接口，所述通信接口與所述過程總線連接。
3. 根據權利要求1所述的智能測控裝置，其特徵在於，所述通信單元包括參數配置模塊，所述參數配置模塊用於配置通信參數以適用多種不同參數的通信設備。
4. 根據權利要求1所述的智能測控裝置，其特徵在於，所述開關智能測控裝置還包括放電監測單元，所述放電監測單元用於監測開關櫃內局部放電情況。
5. 根據權利要求1所述的智能測控裝置，其特徵在於，所述開關控制單元包括斷路器控制模塊，所述斷路器控制模塊根據微處理器獲得的通信操作指令控制斷路器的斷開和接通。
6. 根據權利要求5所述的智能測控裝置，其特徵在於，所述斷路器控制模塊包括斷路器的合閘控制和斷路器的跳閘控制。
7. 根據權利要求1所述的智能測控裝置，其特徵在於，所述開關控制單元還包括刀閘控制模塊，所述刀閘控制模塊根據微處理器獲得的通信操作指令和程序邏輯控制刀閘運行。
8. 根據權利要求1所述的智能測控裝置，其特徵在於，所述開關控制單元還包括開關防護模塊，所述開關的防護模塊根據開關信息採集單元採集的開關信息和預先編制的防護邏輯對控制開關進行防護。
9. 一種應用上述任一權利要求所述智能測控裝置的智能測控裝置控制方法，包括如下步驟所述微處理器單元接收指令並發出操作指令；所述開關信息採集單元接收開關信息採集指令採集的開關信息；所述開關控制單元根據開關信息執行操作指令。
10. 根據權利要求9所述智能測控裝置控制方法，其特徵在於，在所述微處理器單元接收開關控制指令並發出操作指令步驟中還包括執行指令合法性的驗證。
全文摘要
本發明涉及一種智能測控裝置，包括進行數據信息處理的微處理器單元、與微處理器單元進行連接通信的通信單元，還包括開關信息採集單元、開關控制單元，所述開關信息採集單元通過通信單元與所述微處理器單元連接，所述開關採集單元與開關電連接，所述開關信息採集單元包括開關參數採集模塊和開關狀態採集模塊，所述開關運行參數採集模塊用於採集開關運行的電力參數，所述開關狀態檢測模塊用於檢測開關運行的狀態信息，所述開關控制單元根據所述開關信息採集單元採集的開關信息對開關進行控制。本發明智能測控裝置通過開關信息採集單元和開關控制單元的運行實現了對開關的智能化控制。
文檔編號H02J13/00GK101777793SQ200910189550
公開日2010年7月14日 申請日期2009年11月24日 優先權日2009年11月24日
發明者郭鴻 申請人:深圳市科陸電子科技股份有限公司