專利名稱：一種壓板位置智能檢測系統(tǒng)及檢測方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)設備領域，涉及一種電力控制設備的壓板位置智能檢測系統(tǒng) 及檢測方法。
背景技術：
“電力生產(chǎn)，安全第一”，繼電保護系統(tǒng)的安全運行，是電力系統(tǒng)最重要的安全保 障，而繼電保護系統(tǒng)中相關設備的安全運行尤其重要。因為繼電保護裝置等設備的特殊性， 在跳閘回路上，必須設計的“壓板”，是確保繼電保護系統(tǒng)安全運行和人員安全的重要保障 手段。該壓板是一個肉眼可視的斷開點，便于運行人員判斷繼電保護裝置的跳/合閘電路 是否可連通開關(斷路器)的跳/合閘線圈，為檢修、運行提供了極大的方便，但也使變電 站的繼電保護系統(tǒng)中，增加了一個不能通過計算機遠方監(jiān)視的斷開點。因繼電保護跳閘壓板的特殊性，正常狀態(tài)下(無跳閘命令時)，壓板主電路兩側不 能同時帶電。壓板的投退由人工操作，完全靠運行人員的責任心、實際技術水平來把關。故 在實際運行中，因壓板投退不當，造成保護系統(tǒng)不能正確行為的現(xiàn)象時有發(fā)生。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能夠自動檢測并顯示壓板投退狀態(tài)的電 力繼電保護設備的壓板位置智能檢測系統(tǒng)及檢測方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案。一種壓板位置智能檢測系統(tǒng)，包括至少2個智能壓板、中繼器和上位機；所述各個 智能壓板采用級聯(lián)的方式相連，上電時中繼器自動檢測與配置各智能壓板的地址，并通過 總線把各個智能壓板的位置信息上傳到中繼器；所述中繼器將各個智能壓板的位置信息通 過網(wǎng)絡傳輸至上位機；所述上位機與所述中繼器相連，用以監(jiān)測所述智能壓板的投退狀態(tài)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述總線網(wǎng)絡為SPI網(wǎng)絡，或IIC網(wǎng)絡，或TXD/RXD 網(wǎng)絡，或LIN總線網(wǎng)絡，或CAN網(wǎng)絡，或M-BUS總線網(wǎng)絡，或以太網(wǎng)，或ProfiBus網(wǎng)絡，或現(xiàn) 場總線網(wǎng)絡。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述檢測系統(tǒng)還連有一控制屏，所述上位機連接 有N個中繼器；所述上位機設有監(jiān)測系統(tǒng)，用以現(xiàn)場設定智能壓板投入的邏輯和規(guī)則，自動 判斷所述智能壓板的位置與控制屏設定的壓板投入規(guī)則是否匹配，以及實現(xiàn)報警功能。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述上位機為PC機或繼電保護裝置或測控裝置。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述智能壓板包括壓板主電路，感應裝置，測量電 路，顯示裝置所述壓板主電路用以控制電氣主回路的通、斷；感應裝置用以感應壓板的通 斷狀態(tài)；測量電路用以接收所述感應裝置感應到的信息；顯示裝置根據(jù)測量電路的輸出， 顯示壓板位置。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述顯示裝置為LED。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述將各智能壓板的位置信息傳輸至上位機的網(wǎng)絡為RS485網(wǎng)絡。
作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述將各智能壓板的位置信息傳輸至上位機的網(wǎng)絡為以太網(wǎng)。
作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述將各智能壓板的位置信息傳輸至上位機的網(wǎng)絡為CAN網(wǎng)絡。
一種壓板位置智能檢測系統(tǒng)的檢測方法，包括以下步驟
步驟一，上電時中繼器自動檢測與配置各智能壓板的地址，各個智能壓板將采集到的自身的位置信息通過總線上傳到中繼器；
步驟二，所述中繼器再將各個智能壓板的位置信息通過網(wǎng)絡傳輸至上位機；
步驟三，所述上位機記錄1判斷各個智能壓板的投退狀態(tài)，并將記錄結果通過網(wǎng)絡回傳給中繼器；
步驟四，所述中繼器將上位機回傳的記錄結果通過總線轉發(fā)給各智能壓板。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，上電時中繼器自動檢測與配置各智能壓板的地址，不需手動設定。
作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述檢測結果通過智能壓板上的LED顯示。
作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述各個智能壓板的投退狀態(tài)包括連通狀態(tài)1斷開狀態(tài)和虛接狀態(tài)三種情況。
本發(fā)明的有益效果它解決了電力系統(tǒng)繼電保護系統(tǒng)的控制／跳閘壓板的位置監(jiān)視問題，能準確1實時地反映壓板的位置，避免人為因素造成的壓板誤投退，從而消除了因壓板誤投退造成的安全事故隱患，達到了事故前的科學預防，實現(xiàn)了壓板管理的自動化，極大提高了電網(wǎng)運行的安全性，適應了智能電網(wǎng)的發(fā)展要求。
下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細說明。
圖l為本發(fā)明壓板位置智能檢測系統(tǒng)的示意 圖2為實施例二中智能壓板的拆分結構示意 圖3為實施例三中智能壓板的拆分結構示意圖。
主要組件符號說明
111螺帽；121把手；
131連接片；141墊片；
151傳感器；161銅柱；
171定位板；181測量電路；
191固定套；2l1拉手；
221面板；231支架；
241測量電路； 251感應裝置。
具體實施方式
本發(fā)明公開了一種壓板位置智能檢測系統(tǒng)及檢測方法。
實施例一
本發(fā)明提供了一種壓板位置智能檢測系統(tǒng)，如圖1所示，包括至少2個智能壓板、 中繼器和上位機；所述各個智能壓板采用級聯(lián)的方式相連，上電時中繼器自動檢測與配置 各智能壓板的地址，并通過總線把各個智能壓板的位置信息上傳到中繼器；所述中繼器將 各個智能壓板的位置信息通過網(wǎng)絡傳輸至上位機；所述上位機與所述中繼器相連，用以監(jiān) 測所述智能壓板的投退狀態(tài)。所述總線網(wǎng)絡為SPI網(wǎng)絡，或IIC網(wǎng)絡，或TXD/RXD網(wǎng)絡，或LIN總線網(wǎng)絡，或CAN 網(wǎng)絡，或M-BUS總線網(wǎng)絡，或以太網(wǎng)，或Profi Bus網(wǎng)絡，或現(xiàn)場總線網(wǎng)絡。所述上位機連接 有多個中繼器；所述上位機設有監(jiān)測系統(tǒng)，用以現(xiàn)場設定智能壓板投入的邏輯和規(guī)則，自動 判斷所述智能壓板的位置與控制屏設定的壓板投入規(guī)則是否匹配，以及實現(xiàn)報警功能。所 述上位機為PC機或繼電保護裝置或測控裝置。所述智能壓板包括壓板主電路，感應裝置， 測量電路，顯示裝置所述壓板主電路用以控制電氣主回路的通、斷；感應裝置用以感應壓 板的通斷狀態(tài)；測量電路用以接收所述感應裝置感應到的信息；顯示裝置根據(jù)測量電路的 輸出，顯示壓板位置。所述顯示裝置為LED。所述將各智能壓板的位置信息傳輸至上位機的 網(wǎng)絡為RS485網(wǎng)絡，所述網(wǎng)絡的網(wǎng)絡協(xié)議為RS485網(wǎng)絡的MODBUS協(xié)議。所述將各智能壓板 的位置信息傳輸至上位機的網(wǎng)絡為以太網(wǎng)，所述網(wǎng)絡的網(wǎng)絡協(xié)議為IEC60870-103協(xié)議。一種壓板位置智能檢測系統(tǒng)的檢測方法，包括以下步驟步驟一，上電時中繼器自動檢測與配置各智能壓板的地址，各個智能壓板將采集 到的自身的位置信息通過總線上傳到中繼器；步驟二，所述中繼器再將各個智能壓板的位置信息通過網(wǎng)絡傳輸至上位機；步驟三，所述上位機監(jiān)測各個智能壓板的投退狀態(tài)，并將監(jiān)測結果通過網(wǎng)絡回傳 給中繼器；步驟四，所述中繼器將上位機回傳的監(jiān)測結果通過總線轉發(fā)給各個智能壓板。上電時中繼器自動檢測與配置各智能壓板的地址，不需手動設定。所述監(jiān)測結果 通過智能壓板上的LED顯示。所述各個智能壓板的投退狀態(tài)包括連通狀態(tài)、斷開狀態(tài)和虛 接狀態(tài)三種情況。智能壓板的基本原理是使用非電量原理，實現(xiàn)對壓板位置的監(jiān)視。當壓板投入或 退出時，可被遠方實時監(jiān)視，并在遠方和就地壓板上同時顯示壓板的實時狀態(tài)。配套上位機 的智能壓板專家系統(tǒng)軟件后，構成了完整的智能壓板系統(tǒng)。該系統(tǒng)可生成壓板運行數(shù)據(jù)庫， 實現(xiàn)壓板位置遠方實時查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢、報表生成、自動壓板狀態(tài)核對、不正確工作告 警等數(shù)據(jù)庫高級應用功能。可以實現(xiàn)壓板投退預演功能，在PC機上實現(xiàn)投入邏輯的預演， 并下傳至壓板，在壓板上予以提示(預演通過后需要投退的壓板，相應壓板的LED閃爍)。所述上位機為PC機、或繼電保護裝置、或測控裝置、或故障信息子站等。所述總線 是用簡單的電氣網(wǎng)絡，采用級聯(lián)的方式把各個壓板的位置信息上傳到中繼器，再通過RS485 網(wǎng)絡MODBUS協(xié)議傳輸至上位機，實現(xiàn)顯示、記錄、打印等功能，也可通過WEB網(wǎng)絡形式或手 機短信形式發(fā)布。智能壓板可接收中繼器轉發(fā)的其自身的位置信息，顯示在LED上。所述 智能壓板具有壓板主電路，用以控制電氣主回路的通、斷；感應裝置用以感應壓板的通斷狀 態(tài)；測量電路用以接收所述感應裝置感應到的信息。顯示裝置，根據(jù)測量電路的輸出，顯示 壓板位置。中繼器進一步和上位機連接，上傳智能壓板投退狀態(tài)的信號，接收遠方控制信 號。上位機設有監(jiān)測系統(tǒng)，用以設定智能壓板投入的邏輯和規(guī)則，自動判斷所述智能壓板的位置與控制屏設定的壓板投入規(guī)則是否匹配，從而實現(xiàn)壓板投退預演功能和壓板誤投退的 報警功能。所述智能壓板如圖2所示，包括連接片13，所述連接片13上設有傳感器15，所述 感應裝置通過感應傳感器15的位置而獲知連接片13的位置；所述連接片13上面中間部位 設有把手12，所述把手12為與連接片13絕緣的把手；所述連接片13 —端設有套口，另一 端設有卡口。測量電路18中設有顯示所述連接片13的通斷狀態(tài)的LED，所述智能壓板還包 括光控管，用以將所述LED所發(fā)出的光顯示在智能壓板表面上。與連接片13上的套口相對 應的固定套19的外側面頂部延伸出一定位板17。松開螺帽11時，所述連接片13的卡口與 銅柱16脫離，此時所述連接片13可以繞所述套口旋轉，當旋轉到一定角度時被所述定位板 17擋住不動，此時連接片13處于完全斷開狀態(tài)。本實施例的操作方法為當壓板斷開時，連接片13固定的靠在定位板17上，此時上位機監(jiān)測為斷開狀態(tài)， 同時智能壓板上的LED點亮為綠色，可以認定是斷開狀態(tài)； 當壓板需要閉合時，連接片13從斷開放置處，順時針旋轉60度，連接片13的卡口 正好進入兩個碗型墊片14之間，此時上位機監(jiān)控狀態(tài)顯示為虛接狀態(tài)，智能壓板上的黃色 LED亮，提示現(xiàn)場運行人員操作有誤；繼續(xù)把兩個螺帽11擰緊到位，此時LED變?yōu)榧t色亮， 上位機顯示閉合狀態(tài)；當壓板需要斷開時，操作人員把螺帽11松開，此時連接片13處于連通狀態(tài)，但是 接觸不完好，此時上位機監(jiān)控狀態(tài)顯示為虛接，即有故障，會報警；同時智能壓板上的LED 轉為黃色亮，提示操作有錯誤；繼續(xù)把連接片13逆時針旋轉60度，放置在定位板17上，此 時上位機顯示為完全斷開狀態(tài)；智能壓板上的LED轉為綠色亮，可以直觀的判定壓板處于 合法斷開狀態(tài)，且和上位機判定的狀態(tài)一致。本發(fā)明的上位機建有實時運行的專家數(shù)據(jù)庫，可根據(jù)控制屏的具體配置，通過系 統(tǒng)判斷智能壓板投退是否正確，對于不正確的運行方式及時報警，避免出現(xiàn)事故，提高電網(wǎng) 運行的安全性。本發(fā)明也可以作為繼電保護和測控裝置的輔助元件使用。繼電保護裝置可 把壓板的狀態(tài)測量位置讀回去，從而把開環(huán)系統(tǒng)變成閉環(huán)系統(tǒng)，進一步完善變電站控制系 統(tǒng)。本發(fā)明中的智能壓板采用24V網(wǎng)絡方式接線，解決了普通網(wǎng)絡易受電磁的干擾問 題。而上位機或后臺系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(RS485網(wǎng)或者以太網(wǎng)或者CAN網(wǎng))，實時讀入各個智能 壓板的開閉位置。各個智能壓板的地址由中繼器自動分配，節(jié)約了大量的工作量，具有較強 的實用性。智能壓板上沒有硬件可調節(jié)電路，所有智能壓板硬件完全相同。當任意一個智 能壓板損壞，可直接替換。原位置更換新的壓板后，系統(tǒng)自動配置，不必人工參與，配置后的 功能與原先功能相比沒有任何變化。上位機實時讀入各壓板的開閉狀態(tài)，且壓板上的LED 也實時顯示上位機確認的狀態(tài)。系統(tǒng)運行過程中任一個智能壓板不工作或損壞，系統(tǒng)會自 動報警，提示及時更換，并不影響其他智能壓板的正常工作。本發(fā)明中智能壓板的運行方式 與普通壓板完全相同，運行規(guī)程不必作任何改動。本發(fā)明對壓板運行位置的監(jiān)視是在幕后 “靜悄悄”的進行的，壓板投退正確時，上位機安靜的持續(xù)監(jiān)視，不正確時，按設定方式及時 報警。本發(fā)明解決了電力系統(tǒng)繼電保護系統(tǒng)的控制/跳閘壓板的位置監(jiān)視問題，成功地實現(xiàn)了壓板位置的遠方監(jiān)控，能準確、實時地反映壓板的位置，避免人為因素造成的壓板誤 投退，從而消除了因壓板誤投退造成的安全事故隱患，達到了事故前的科學預防，極大提高 了電網(wǎng)運行的安全性，適應了智能電網(wǎng)的發(fā)展要求。實施例二本實施例與實施例一的區(qū)別在于，所述智能壓板如圖3所示，包括拉手21，面板 22，支架23，測量電路24，和感應裝置25。所述拉手21用以控制所述智能壓板主回路的通 斷；所述面板22位于所述智能壓板的中部，固定所述拉手21 ；所述支架23通過所述面板22 與所述拉手21相連；所述感應裝置25用以感應所述拉手21的通斷狀態(tài)；所述測量電路24 用以接收感應裝置感應到的信息。所述拉手底部中間設有定位柱，定位柱兩端設有銅柱。所 述面板22為槽型定位面板，槽型定位面板的中間設有與定位柱相套合的定位孔，槽型定位 面板的兩端設有與所述銅柱相套合的閉合位置孔，閉合位置孔旁設有斷開位置孔；閉合位 置孔與斷開位置孔關于定位孔呈中心對稱。本實施例的操作方法為當需要斷開時，把拉手21從閉合位置孔拉出，逆時針旋轉30度，插入斷開位置孔 內(nèi)，此時上位機監(jiān)測到的狀態(tài)為斷開狀態(tài)，同時壓板上的綠色LED亮，可以認定是斷開狀 態(tài)，且判定的斷開狀態(tài)的位置和上位機的判定位置是一致的；當需要閉合時，把拉手21從斷開位置孔內(nèi)拉出，順時針旋轉30度，把拉手插入閉 合位置孔內(nèi)，并用力壓入至完全閉合；此時上位機監(jiān)測到的狀態(tài)為閉合狀態(tài)，同時壓板上的 紅色LED亮，可以認定是閉合狀態(tài)；當需要閉合或需要斷開時，由于操作人員失誤沒有把拉手21壓放到合法位置，或 沒有完全把拉手21拉出，此時上位機監(jiān)測智能壓板為虛接狀態(tài)，即有故障，會報警。同時壓 板上的紅色LED和綠色LED交替亮。這里本發(fā)明的描述和應用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實施例 中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領域的普通技術人員來說實 施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本發(fā)明 的精神或本質特征的情況下，本發(fā)明可以以其他形式、結構、布置、比例，以及用其他元件、 材料和部件來實現(xiàn)。
權利要求
1.一種壓板位置智能檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括至少2個智能壓板、中繼器 和上位機；所述各個智能壓板采用級聯(lián)的方式相連，上電時中繼器自動檢測與配置各智能壓板的 地址，并通過總線把各個智能壓板的位置信息上傳到中繼器；所述中繼器將各個智能壓板的位置信息通過網(wǎng)絡傳輸至上位機； 所述上位機與所述中繼器相連，用以監(jiān)測所述智能壓板的投退狀態(tài)。
2.根據(jù)權利要求1所述的壓板位置智能檢測系統(tǒng)，其特征在于所述總線網(wǎng)絡為SPI 網(wǎng)絡，或IIC網(wǎng)絡，或TXD/RXD網(wǎng)絡，或LIN總線網(wǎng)絡，或CAN網(wǎng)絡，或M-BUS總線網(wǎng)絡，或以 太網(wǎng)，或ProfiBus網(wǎng)絡，或現(xiàn)場總線網(wǎng)絡。
3.根據(jù)權利要求1所述的壓板位置智能檢測系統(tǒng)，其特征在于所述檢測系統(tǒng)還連有 一控制屏，所述上位機連接有N個中繼器；所述上位機設有監(jiān)測系統(tǒng)，用以現(xiàn)場設定智能壓 板投入的邏輯和規(guī)則，自動判斷所述智能壓板的位置與控制屏設定的壓板投入規(guī)則是否匹 配，從而實現(xiàn)壓板投退預演功能和壓板誤投退的報警功能。
4.根據(jù)權利要求1所述的壓板位置智能檢測系統(tǒng)，其特征在于所述上位機為PC機或 繼電保護裝置或測控裝置。
5.根據(jù)權利要求1所述的壓板位置智能檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述智能壓板包括 壓板主電路，用以控制電氣主回路的通、斷；感應裝置，用以感應壓板的通斷狀態(tài)； 測量電路，用以接收所述感應裝置感應到的信息； 顯示裝置，根據(jù)測量電路的輸出，顯示壓板位置。
6.根據(jù)權利要求1所述的壓板位置智能檢測系統(tǒng)，其特征在于所述顯示裝置為LED。
7.根據(jù)權利要求1所述的壓板位置智能檢測系統(tǒng)，其特征在于所述將各智能壓板的 位置信息傳輸至上位機的網(wǎng)絡為RS485網(wǎng)絡，或以太網(wǎng)，或CAN網(wǎng)絡。
8.權利要求1至7任意一項所述的壓板位置智能檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于，包 括以下步驟步驟一，上電時中繼器自動檢測與配置各智能壓板的地址，各個智能壓板將采集到的 自身的位置信息通過總線上傳到中繼器；步驟二，所述中繼器再將各個智能壓板的位置信息通過網(wǎng)絡傳輸至上位機； 步驟三，所述上位機監(jiān)測各個智能壓板的投退狀態(tài)，并將監(jiān)測結果通過網(wǎng)絡回傳給中 繼器；步驟四，所述中繼器將上位機回傳的監(jiān)測結果通過總線轉發(fā)給各個智能壓板。
9.根據(jù)權利要求8所述的壓板位置智能檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于上電時中 繼器自動檢測與配置各智能壓板的地址，不需手動設定。
10.根據(jù)權利要求8所述的壓板位置智能檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于所述監(jiān)測 結果通過智能壓板上的LED顯示。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓板位置智能檢測系統(tǒng)及檢測方法，包括至少2個智能壓板、中繼器和上位機；各個智能壓板采用級聯(lián)的方式相連，并通過總線網(wǎng)絡把自身的位置信息上傳到中繼器；中繼器與上位機按網(wǎng)絡方式相連，中繼器將各智能壓板的位置信息通過網(wǎng)絡傳輸至上位機；所述檢測系統(tǒng)用以監(jiān)測所述智能壓板的實時投退狀態(tài)，并記錄歷史運行數(shù)據(jù)，可進一步升級為壓板運行的專家系統(tǒng)。本發(fā)明解決了電力系統(tǒng)繼電保護系統(tǒng)的控制/跳閘壓板的位置監(jiān)視問題，實現(xiàn)了壓板位置監(jiān)控的自動化，能準確、實時地反映壓板的位置，避免人為因素造成的壓板誤投退，消除了因壓板誤投退造成的安全事故隱患，達到了事故前的科學預防，極大提高了電網(wǎng)運行的安全性。
文檔編號H02J13/00GK102005815SQ20091019493
公開日2011年4月6日 申請日期2009年9月1日 優(yōu)先權日2009年9月1日
發(fā)明者牛志平, 牛碩男, 王建林 申請人:上海艾木恩投資發(fā)展有限公司