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隔离开关的控制方法、装置及其系统与流程

2021-12-04 01:59:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及变电设备技术领域,尤其涉及一种隔离开关的控制方法、装置及其系统。


背景技术:

2.高压开关设备是电网重要的保护和控制设备,而隔离开关作为一种无灭弧功能的开关器件,能为电力系统提供明显的断口,保护运行人员和系统的安全,被广泛应用于高压电网中。
3.随着电力系统智能化要求日益提高,对电力设备的智能化水平要求逐渐增高,近年来,更是对隔离开关提出了远程操作、一键顺控等要求。运行人员通过远程通信,不必到实际现场就能实现对隔离开关的远程控制,大大方便了隔离开关的操控作业,但同时运行人员也难以准确、可靠地判断闸门分闸或合闸是否到位,容易带来安全隐患。


技术实现要素:

4.针对上述问题,本发明的目的在于提供一种隔离开关的控制方法、装置及其系统,具有远程通信和状态监测功能,能准确、可靠地判断闸门是否到位。
5.第一方面,本发明实施例提供了一种隔离开关的控制方法,其特征在于,包括:
6.获取远方控制端发出的闸门控制指令;
7.根据所述闸门控制指令启动电机,以使所述电机控制闸门动作;
8.实时获取电机状态信号,当根据所述电机状态信号判定所述闸门动作没有发生故障时,在一段预设的时间间隔后获取闸门监测信号;
9.根据所述闸门监测信号输出闸门状态信号;
10.根据所述闸门状态信号和所述闸门控制指令确定闸门到位情况;
11.根据所述闸门到位情况向所述远方控制端发送闸门状态指令。
12.在本发明第一方面的第一种实现方式中,所述闸门监测信号包括微动开关监测信号和视频监测信号;则,所述根据所述闸门监测信号输出闸门状态信号,具体包括:
13.根据所述微动开关监测信号和视频监测信号进行逻辑运算,输出闸门状态信号。
14.根据第一方面的第二种实现方式中,所述闸门监测信号包括微动开关监测信号、视频监测信号和辅助开关监测信号;则,所述根据所述闸门监测信号输出闸门状态信号,具体包括:
15.根据所述微动开关监测信号、视频监测信号和辅助开关监测信号进行逻辑运算,输出闸门状态信号。
16.根据第一方面的第二种实现方式,在第一方面的第三种实现方式中,所述微动开关监测信号包括微动开关合位信号、微动开关分位信号;
17.所述视频监测信号包括视频合位信号、视频分位信号;
18.所述辅助开关监测信号包括辅助开关合位信号和辅助开关分位信号;
19.所述闸门状态信号包括闸门合位信号、闸门分位信号和闸门异常信号;
20.则,所述根据所述微动开关监测信号、视频监测信号和辅助开关监测信号进行逻辑运算,输出闸门状态信号,具体包括:
21.当所述微动开关监测信号为微动开关合位信号、所述视频监测信号为视频合位信号和所述辅助开关监测信号为辅助开关合位信号时,输出的所述闸门状态信号为闸门合位信号;
22.当所述微动开关监测信号为微动开关分位信号、所述视频监测信号为视频分位信号和所述辅助开关监测信号为辅助开关分位信号时,输出的所述闸门状态信号为闸门分位信号;
23.当所述微动开关监测信号、所述视频监测信号和所述辅助开关监测信号为其他情况时,输出的所述闸门状态信号为闸门异常信号。
24.根据第一方面的第三种实现方式,在第一方面的第四种实现方式中,所述闸门控制指令包括分闸控制指令和合闸控制指令;则,所述根据所述闸门状态信号和所述闸门控制指令确定闸门到位情况,具体包括:
25.当所述闸门状态信号为闸门合位信号,所述控制指令为合闸控制指令时,判定所述闸门合位到位;
26.当所述闸门状态信号为闸门分位信号,所述控制指令为分闸控制指令时,判定所述闸门分位到位;
27.当所述闸门状态信号和所述控制指令为其他情况时,判定所述闸门未到位。
28.根据第一方面的第四种实现方式,在第一方面的第五种实现方式中,所述闸门状态指令包括闸门合位到位指令、闸门分位到位指令和闸门未到位警示指令;则,所述根据所述闸门到位情况向所述远方控制端发送闸门状态指令,具体包括:
29.当判定所述闸门合位到位时,控制所述电机停止并向所述远方控制端发送闸门合位到位指令;
30.当判定所述闸门分位到位时,控制所述电机停止并向所述远方控制端发送闸门分位到位指令;
31.当判定所述闸门未到位时,控制所述电机停止并向所述远方控制端发送闸门未到位警示指令。
32.根据第一方面的第五种实现方式,在第一方面的第六种实现方式中,所述电机状态信号至少包括电机电流信号和主轴扭矩信号;则,所述根据所述电机状态信号判定所述闸门动作没有发生故障,具体包括:
33.获取所述电机电流信号的电流值和所述主轴扭矩信号的扭矩值;
34.将所述电流值与第一阈值比较;当所述所述电流值小于或等于第一阈值时,判定所述电机电流无异常;
35.将所述扭矩值与第二阈值、第三阈值比较;当所述扭矩值大于第二阈值小于第三阈值时,判定所述主轴扭矩无异常;
36.当所述电机电流和所述主轴扭矩皆无异常时,判定所述闸门动作没有发生故障。
37.第二方面,本发明实施例提供了一种隔离开关的控制装置,其特征在于,至少包括:
38.信号获取模块,用于获取远方控制端发出的闸门控制指令;
39.电机控制模块,用于控制电机的启动和停止;
40.故障判断模块,用于实时获取电机状态信号,根据所述电机状态信号判定所述闸门动作是否发生故障;
41.闸门到位判断模块,用于获取闸门监测信号,根据所述闸门监测信号输出闸门状态信号并根据所述闸门状态信号和所述闸门控制指令确定闸门到位情况;
42.信号发送模块,用于向远方控制端发送闸门状态指令。
43.第三方面,本发明实施例还提供了一种隔离开关的控制系统,其特征在于,至少包括隔离开关、电机、远方控制端、监测组件以及如权利要求9所述的隔离开关的控制装置;其中,所述隔离开关与所述电机连接,所述电机、远方控制端和监测组件分别与所述控制装置连接。
44.相比于现有技术,本发明的一个实施例具有如下有益效果:
45.本发明提供的一种隔离开关的控制方法,通过远程通信实时获取电机状态信号,及时检测并判断闸门动作是否发生故障;在确认闸门动作无故障后,对闸门到位情况进行判断,通过获取微动开关监测信号、视频监测信号和辅助开关监测信号进行逻辑运算来对闸门到位情况进行三重信号确认,有效地提高了判断结果的准确性和可靠性。所以,用户通过所述控制方法对隔离开关的远程操控和状态监测时,能准确、可靠地判断闸门是否到位,不仅使高压电网的日常监控作业更简便;还能进一步保证运行人员和电网系统的安全。
附图说明
46.为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
47.图1是本发明第一实施例提供的隔离开关的控制方法的流程示意图。
48.图2是本发明第三实施例提供的输出闸门状态信号的逻辑运算的示意图。
49.图3是本发明第六实施例提供的隔离开关的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
50.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
51.请参阅图1,本发明第一实施例提供了一种隔离开关的控制方法,包括以下步骤:
52.s1,获取远方控制端发出的闸门控制指令。
53.在本发明实施例中,所述闸门控制指令可以为分闸控制指令或合闸控制指令;所述远方控制端可以为任意能发出所述闸门控制指令的控制器、处理器等设备,本发明对此不做任何限定。
54.s2,根据所述闸门控制指令启动电机,以使所述电机控制闸门动作。
55.具体的,所述闸门动作仅限于闸门分位动作和闸门合位动作。处理器接收并识别
所述闸门控制指令,当所述闸门控制指令为分闸控制指令时,处理器将启动电机并控制电机进行分闸动作;当所述闸门控制指令为合闸控制指令时,处理器将启动电机并控制电机进行合闸动作。
56.示例性的,所述电机安装有一个主轴,所述主轴连接所述电机和隔离开关闸门,所述闸门的闸刀安装在主轴的一端,可随主轴一同旋转。当电机进行分闸动作时,电机控制主轴带动闸刀向分闸方向旋转;当电机进行合闸动作时,电机控制主轴带动闸刀向合闸方向旋转。
57.s3,实时获取电机状态信号,当根据所述电机状态信号判定所述闸门动作没有发生故障时,在一段预设的时间间隔后获取闸门监测信号;
58.在本发明实施例中,所述电机状态信号至少包括电机电流信号和主轴扭矩信号;则,所述实时获取电机状态信号,根据所述电机状态信号判定所述闸门动作没有发生故障,具体包括:
59.获取所述电机电流信号的电流值和所述主轴扭矩信号的扭矩值;
60.将所述电流值与第一阈值比较,当所述所述电流值小于或等于第一阈值时,判定所述电机电流无异常;
61.将所述扭矩值与第二阈值、第三阈值比较,当所述扭矩值大于第二阈值小于第三阈值时,判定所述主轴扭矩无异常;
62.当所述电机电流和所述主轴扭矩皆无异常时,判定所述闸门动作没有发生故障。
63.s4,根据所述闸门监测信号输出闸门状态信号;
64.在本发明实施例中,所述闸门监测信号可以仅包括微动开关监测信号和视频监测信号;则,所述根据所述闸门监测信号输出闸门状态信号,具体包括:
65.根据所述微动开关监测信号和视频监测信号进行逻辑运算,输出闸门状态信号。
66.s5,根据所述闸门状态信号和所述闸门控制指令确定闸门到位情况;
67.在本实施例中,所述闸门控制指令包括分闸控制指令和合闸控制指令;则,所述根据所述闸门状态信号和所述闸门控制指令确定闸门到位情况,具体包括:
68.当所述闸门状态信号为闸门合位信号,所述控制指令为合闸控制指令时,判定所述闸门合位到位;
69.当所述闸门状态信号为闸门分位信号,所述控制指令为分闸控制指令时,判定所述闸门分位到位;
70.当所述闸门状态信号和所述控制指令为其他情况时,判定所述闸门未到位。
71.s6,根据所述闸门到位情况向所述远方控制端发送闸门状态指令。
72.在本实施例中,所述闸门状态指令包括闸门合位到位指令、闸门分位到位指令和闸门未到位警示指令;则,所述根据所述闸门到位情况向所述远方控制端发送闸门状态指令,具体包括:
73.当判定所述闸门合位到位时,控制所述电机停止并向所述远方控制端发送闸门合位到位指令;
74.当判定所述闸门分位到位时,控制所述电机停止并向所述远方控制端发送闸门分位到位指令;
75.当判定所述闸门未到位时,控制所述电机停止并向所述远方控制端发送闸门未到
位警示指令。
76.综上所述,本发明实施例提供了一种隔离开关的控制方法,通过远程通信实时获取电机状态信号;在确认闸门动作无故障后,对闸门到位情况进行判断,通过获取微动开关监测信号、视频监测信号进行逻辑运算来对闸门到位情况确认,有效地提高了判断结果的准确性和可靠性。所以,用户通过所述控制方法对隔离开关的远程操控和状态监测时,能准确、可靠地判断闸门是否到位,成功实现了隔离开关的远程操控和状态监测功能,不仅使高压电网的日常监控作业更简便;还能进一步保证运行人员和电网系统的安全。
77.为了便于对本发明的理解,下面将对本发明的一些优选实施例做更进一步的描述。
78.本发明第二实施例:
79.在本发明第一实施例的基础上,所述步骤s3实时获取电机状态信号,判定所述闸门动作没有发生故障的同时,还包括根据所述电机状态信号判定所述闸门动作发生故障,具体包括:
80.获取所述电机电流信号的电流值和所述主轴扭矩信号的扭矩值;
81.将所述电流值与第一阈值比较;当所述电流值大于第一阈值时,判定所述闸门动作发生故障;
82.将所述扭矩值与第二阈值、第三阈值比较;当所述扭矩值小于第二阈值或大于第三阈值时,判定所述闸门动作发生故障。
83.当判定所述闸门动作发生故障时,控制所述电机停止工作并向所述远方控制端发送故障警示指令。
84.在本实施例中,通过实时获取电机状态信号对电机工作状态进行监控,并在故障发生时及时停止电机工作并反馈故障警示信号,能有效、及时地阻止闸门异常动作,预防因电机故障导致闸门异常动作,从而带来电网安全威胁。
85.本发明第三实施例:
86.在本发明的第三个实施例中,所述闸门监测信号包括微动开关监测信号、视频监测信号和辅助开关监测信号;则,所述根据所述闸门监测信号输出闸门状态信号,具体包括:
87.根据所述微动开关监测信号、视频监测信号和辅助开关监测信号进行逻辑运算,输出闸门状态信号。
88.在本发明的第四个实施例中,所述微动开关监测信号包括微动开关合位信号、微动开关分位信号;
89.所述视频监测信号包括视频合位信号、视频分位信号;
90.所述辅助开关监测信号包括辅助开关合位信号和辅助开关分位信号;
91.所述闸门状态信号包括闸门合位信号、闸门分位信号和闸门异常信号;
92.则,所述根据所述微动开关监测信号、视频监测信号和辅助开关监测信号进行逻辑运算,输出闸门状态信号,具体包括:
93.当所述微动开关监测信号为微动开关合位信号、所述视频监测信号为视频合位信号和所述辅助开关监测信号为辅助开关合位信号时,输出的所述闸门状态信号为闸门合位信号;
94.当所述微动开关监测信号为微动开关分位信号、所述视频监测信号为视频分位信号和所述辅助开关监测信号为辅助开关分位信号时,输出的所述闸门状态信号为闸门分位信号;
95.当所述微动开关监测信号、所述视频监测信号和所述辅助开关监测信号为其他情况时,输出的所述闸门状态信号为闸门异常信号。
96.图2给出了根据所述微动开关监测信号、视频监测信号和辅助开关监测信号进行逻辑运算,输出闸门状态信号的一个例子,如图所示:
97.a使用二进制数值01代表合位、10代表分位、11代表异常;
98.b当监测到辅助开关为合位时,返回辅助开关合位信号01;当监测到辅助开关为分位时,返回辅助开关分位信号10;当监测到微动开关为合位时,返回微动开关合位信号01;当监测到微动开关为分位时,返回微动开关分位信号10;当监测到微动开关既不是分位也不是合位,或微动开关出现故障时,返回微动开关异常信号11;当视频识别到闸门为合位时,返回视频合位信号01;当视频识别到闸门为分位时,返回视频分位信号10;当视频识别到闸门既不是分位也不是合位,或视频识别出现故障时,返回视频异常信号11;
99.c对所述返回的微动开关监测信号、视频监测信号和辅助开关监测信号进行与运算。只有当所述微动开关监测信号、视频监测信号和辅助开关监测信号皆为合位信号01时,运算结果则为01,所述闸门状态信号则为闸门合位信号;只有当所述微动开关监测信号、视频监测信号和辅助开关监测信号皆为分位信号10时,运算结果则为10,所述闸门状态信号则为闸门合位信号;当所述微动开关监测信号、视频监测信号和辅助开关监测信号同时存在分位、合位信号或出现异常信号,运算结果为11,所述闸门状态信号则为闸门异常信号。
100.在本实施例中,通过监测微动开关的触发状态和视频识别闸门位置状态的同时,还增加监测辅助开关的状态,获取三重闸门监测信号进行与运算来判定闸门状态,使闸门分位、合位状态的判定过程更加严谨、准确、可靠,从而提高本实施例隔离开关控制方法的可靠性、安全性。
101.本发明第四实施例:
102.受开关内环境因素的影响,隔离开关触头的接触部位会出现表面氧化、触头松动等现象,导致触头接触不良、接触电阻过大,造成载流故障的发生,甚至还会出现触头温度过高乃至烧毁等意外,因此,本发明第四个实施例提供的一种隔离开关控制方法在本发明第一个实施例的基础上还可以包括:实时监测隔离开关内部环境参数,并根据所述内部环境参数对隔离开关内部环境进行调节;内部环境参数至少包括温度参数和湿度参数。
103.在本实施例中,通过对隔离开关内部环境的湿度和温度等环境因素进行监控,能预防或减缓所述隔离开关触头的氧化故障过程,还能达到及时发现事故隐患并排除的效果。
104.请参阅图3,本发明第五实施例提供了一种隔离开关的控制装置1,其特征在于,至少包括:
105.信号获取模块11,用于获取远方控制端发出的闸门控制指令;
106.电机控制模块12,用于控制电机的启动和停止;
107.故障判断模块13,用于实时获取电机状态信号,根据所述电机状态信号判定所述闸门动作是否发生故障;
108.闸门到位判断模块14,用于获取闸门监测信号,根据所述闸门监测信号输出闸门状态信号并根据所述闸门状态信号和所述闸门控制指令确定闸门到位情况;
109.信号发送模块15,用于向远方控制端发送闸门状态指令。
110.另外,本发明提供的装置实施例附图中,模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接,具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。
111.进一步的,所述隔离开关的控制装置还包括存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,例如隔离开关的控制程序。所述隔离开关的控制装置执行所述计算机程序时实现上述隔离开关的控制方法实施例中的步骤,例如图1所示的步骤s1~s6,或者,实现所述装置实施例中各模块/单元的功能,例如闸门到位判断模块模块。
112.示例性的,所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元,所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中,并由处理器执行,以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块,所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区。其中,所述隔离开关的控制装置集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom,read

only memory)、随机存取存储器(ram,random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
113.本发明第六实施例提供了一种隔离开关的控制系统,其特征在于,至少包括隔离开关、电机、远方控制端、监测组件以及上述的隔离开关的控制装置;其中,所述隔离开关与所述电机连接,所述电机、远方控制端和监测组件分别与所述控制装置连接。
114.特别的,所述隔离开关可包括开关闸门、微动开关,还可以包括辅助开关。所述远方控制端可以为任意可发出闸门控制指令信号的设备,本发明对此不作具体限定。所述监测组件可以包括电流互感器、扭矩传感器、微动开关监测设备、辅助开关监测器和摄像头,所述电流互感器接入到上述隔离开关的控制装置用于获取电机电流,该功能完全独立,即便是故障情况下也不会对电机控制闸门动作有任何影响;所述扭矩传感器的监测数据可通过直流小信号接入到上述隔离开关的控制装置用于获取主轴工作扭矩;所述摄像头可通过支持网络传输功能扩展的以太网接口接入上述隔离开关的控制装置用于拍摄闸门位置实时视频,与所述微动开关监测设备和辅助开关监测器共同监测闸门状态判断闸门动作是否到位。
115.优选的,所述隔离开关与所述电机通过主轴连杆机械连接,所述电机、远方控制端和监测组件皆通过航空插排与第五实施例提供的隔离开关的控制装置电连接。其中所述航空插排可分为电源航空插排和信号航空插排;所述电源航空插排一端与总电源连接,另一端各接口通过航空插头连接线与所述电机、远方控制端和监测组件电连接并给所述电机、
远方控制端和监测组件电供给;所述信号航空插排则给所述控制装置提供多个接口分别与所述电机、远方控制端和监测组件电连接以实现通信。特别的,因为航空插排既方便接线又能实现接线的快速更换,同时还具备接线防错的特点,所以,本实施例提供的采用航空插排接线方式的隔离开关的控制系统具有接线快速灵活、准确可靠的优点,方便新建站的接线预制。
116.优选的,本发明实施例提供的一种隔离开关的控制系统还可以包括温湿度传感器和控制器,所述温湿度控制器可通过rs485串口接入到上述隔离开关的控制装置用于对隔离开关的内部环境进行监控。更优选的,还可以通过红外成像仪对隔离开关内部环境的温度进行检测,能在不停电、不影响整体设备运行的情况下对隔离开关的温度进行实时在线监测。
117.进一步的,本发明实施例提供的一种隔离开关的控制系统还可以包括外接显示设备,所述外接显示设备可通过rs485串口接入到上述隔离开关的控制装置,使运行人员能实时地、直观地观测隔离开关内部环境、电机运行状态及闸门动作状态。所述外接显示设备可以为桌上型计算机、掌上电脑、移动终端及智能平板等智能显示设备。
118.需说明的是,以上所描述的隔离开关的控制系统实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的设备或单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
119.以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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