一种便携式分合闸装置及方法与流程

本发明涉及电力电网领域，特别涉及一种便携式分合闸装置及方法。

背景技术：

高压开关柜是非常重要的配电设备，其安全稳定运行对电网的供电可靠性具有十分重要的意义。考虑到操作时的人身安全和设备安全，国网公司明确规定高压开关柜的分闸、合闸操作必须通过调度中心进行远程遥控，严禁带电就地操作。当远程遥控操作出现故障时，现有的方法是断开上级开关，再就地进行分闸、合闸操作。这种方法将导致停电范围扩大，停电时间严重增加，造成大量的负荷损失。

技术实现要素：

本发明在于克服现有技术的上述不足，提供一种无需断开上级开关就能实现分合闸操作的便携式分合闸装置及方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种便携式分合闸装置，包括执行器，所述执行器包括微处理器、脉冲产生单元、分闸执行单元、固定单元、第一供电单元，所述脉冲产生单元连接所述微处理器、分闸执行单元，用于接收所述微处理器的脉冲控制信号，产生电脉冲到所述分闸执行单元，所述分闸执行单元在所述电脉冲的作用下进行分闸操作；所述固定单元用于将所述遥控分合闸装置固定在开关柜上；所述第一供电单元用于向所述微处理器、脉冲产生单元、分闸执行单元、固定单元进行供电。

进一步地，还包括含光耦开关的分合闸回路，所述含光耦开关的分合闸回路连接开关柜的五防锁两端与分合闸出口压板，用于五防解锁验证以及开关位置判断，并利用所述微处理器发出控制信号，闭合所述含光耦开关的分合闸回路的执行继电器，实现遥控分合闸。

进一步地，所述脉冲产生单元为储能电容。

进一步地，所述储能电容的容量为1500-2000uF。

进一步地，所述固定单元为电磁吸盘，所述电磁吸盘吸附在开关柜上。

进一步地，还包括远程控制器，所述远程控制器包括第二无线通信单元、交互单元、第二供电单元，所述执行器上还包括第一无线通信单元，连接所述微处理器；所述交互单元连接所述第二无线通信单元，用于发送分闸控制信号到所述第二无线通信单元，所述第二无线通信单元将所述分闸控制信号通过所述第一无线通信单元发送到微处理器，继而控制分闸执行单元在所述电脉冲的作用下进行分闸操作。

进一步地，所述执行器还包括身份验证单元，所述身份验证单元连接所述微处理器，用于当检测身份信息通过后，所述微处理器控制脉冲产生单元工作。

本发明同时公开了一种便携式分合闸方法，包括以下步骤：

初始化装置参数；

检测是否接收到分闸命令，若是，则进行身份验证；

检测身份验证是否通过，若是，则控制脉冲产生单元产生电脉冲到分闸执行单元，所述分闸执行单元在所述电脉冲的作用下进行分闸操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果

本发明的便携式分合闸装置通过设置外部执行器，使得能够在不断电的情况下控制高压开关柜的分合闸操作。

附图说明

图1所示为本发明的便携式分合闸装置执行器模块框图。

图2所示为本发明的便携式分合闸装置远程控制器模块框图。

图3所示为本发明另一个实施例的便携式分合闸装置执行器模块框图。

图4所示为本发明执行器逻辑框图。

图5所示为本发明另一个实施例的便携式分合闸装置执行器模块框图。

图6所示为本发明的便携式分合闸方法流程图。

图7所示为本发明一个具体实施例的便携式分合闸方法流程图。

图8所示为本发明便紧急分闸接线图。

图9所示为本发明遥控分合闸外部接线图。

图10所示为利用光耦选择回路检测开关位置原理图。

图11所示为遥控分合闸执行原理图。

图12所示为本发明一个具体实施例的便携式分合闸方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

图1所示为本发明的便携式分合闸装置执行器模块框图，包括执行器1，所述执行器1包括微处理器11、脉冲产生单元12、分闸执行单元13、固定单元14、第一供电单元15，所述脉冲产生单元12连接所述微处理器11、分闸执行单元13，用于接收所述微处理器11的脉冲控制信号，产生电脉冲到所述分闸执行单元13，所述分闸执行单元13在所述电脉冲的作用下进行分闸操作；所述固定单元14用于将所述遥控分合闸装置固定在开关柜上；所述第一供电单元15用于向所述微处理器11、脉冲产生单元12、分闸执行单元13、固定单元14进行供电。

本发明的执行器与高压开关柜电气相连，该微处理器为8输入8输出的16位PLC（可编程逻辑控制器）模块，在实际连接中，PLC模块输入端与输出端的1-4号端口接入开关柜分合闸压板，分别采集开关位置信号与进行遥控分合闸操作。

本发明的便携式分合闸装置通过设置外部执行器，使得能够在不断电的情况下控制高压开关柜的分合闸操作。

具体地，所述脉冲产生单元为储能电容。储能电容通过预先存储电容，并在需要产生点脉冲的时候进行快速放电操作，从而产生一个高压脉冲，继而控制分闸执行单元完成分闸动作。

优选的，所述储能电容的容量为1500-2000uF。

具体地，参看图4，所述固定单元为电磁吸盘，所述电磁吸盘吸附在开关柜上，将紧急分闸装置与电磁吸盘机械连接，固定在开关柜的“紧急分闸”按钮上。储能电容储存能量，并与紧急分闸装置的电磁铁电气连接，在接收到紧急分合闸命令后释放能量，产生一个高压脉冲，控制分闸执行单元完成分闸动作。

具体地，参看图2、图3，还包括远程控制器2，所述远程控制器2包括第二无线通信单元21、交互单元22、第二供电单元23，所述执行器上还包括第一无线通信单元16，连接所述微处理器11；所述交互单元22连接所述第二无线通信单元21，用于发送分闸控制信号到所述第二无线通信单元21，所述第二无线通信单元21将所述分闸控制信号通过所述第一无线通信单元16发送到微处理器11，继而控制分闸执行单元13在所述电脉冲的作用下进行分闸操作。本发明的第一、第二无线通信单元均为具有无线转RS485串口通讯功能的433MHz无线通信模块。

具体地，参看图5，所述执行器还包括身份验证单元17，所述身份验证单元17连接所述微处理器11，用于当检测身份信息通过后，所述微处理器11控制脉冲产生单元工作。身份验证单元可以采用密码验证、指纹识别等验证方式，具体验证方式均为现有技术，在此不再赘述。

实施例1：

本实施例提供一下处理方式：

若由于操作回路故障导致远程遥控失败，即故障是由操作系统引起的，则利用电磁吸盘将执行装置固定在“紧急分闸”按钮上。操作人员发出电容充电命令，并输入密码接通电容器充电回路，为电容器充电。接下来在规定时间内操作人员再次发出紧急分闸指令，电容产生高压脉冲控制执行装置动作，进行紧急分闸操作，电容在动作完成后放电。若在规定时间内未能接收到紧急分闸指令，则电容不产生高压脉冲，直接放电，具体时间可根据现场情况进行设置。

若由于远程遥控回路故障导致远程遥控失败，即故障是由于远程遥控端引起的，则将执行系统接入开关柜的分合闸压板以检测开关位置，准备分合开关。利用执行系统的无线通讯模块将开关位置信号上传给手持系统，在显示屏上显示。操作人员利用手持系统向执行系统发出分（合）闸的选择命令，并输入密码，以闭合遥控出口继电器，开放遥控分合闸的正电源。接下来在规定时间内操作人员再次向PLC发出分（合）闸指令，以闭合遥控正电开放继电器，控制开关动作。动作完成后，遥控出口继电器与遥控正电开放继电器复归。若未能在规定时间内发出分（合）闸指令，则开关不动作，遥控出口继电器与遥控正电开放继电器复归。

本发明同时公开了一种便携式分合闸方法，参看图,6，包括以下步骤：

初始化装置参数；

检测是否接收到分闸命令，若是，则进行身份验证；

检测身份验证是否通过，若是，则控制脉冲产生单元产生电脉冲到分闸执行单元，所述分闸执行单元在所述电脉冲的作用下进行分闸操作。

在一个具体实施例中，在实现紧急分闸时，远程控制器用于人员在室外遥控控制，包括4.3寸TW可编程触摸屏、具有无线转RS485串口通讯功能的433MHz无线通讯模块、内置聚合物锂电池。将4.3寸TW可编程触摸屏与手持系统的无线通讯模块连接，进行串口通讯。操作人员操作触摸屏，利用远程控制器的无线通讯模块与执行器的无线通讯模块通讯，利用内置聚合物锂电池向手持系统提供24V直流电压。手持系统的逻辑图见附图2。

执行器与开关柜电气相连，包括8输入8输出的16位PLC（可编程逻辑控制器）模块、具有无线转RS485串口通讯功能的433MHz无线通讯模块、内置聚合物锂电池、储能电容、电磁吸盘以及紧急分闸执行装置。内置聚合物锂电池向执行系统提供24V直流电压。参看图4，PLC模块输出端的5、6端口接入定制线圈，7、8号端口经直流电源分别接入电容器与吸盘。。无线通讯模块与远程控制器、PLC模块通讯。电磁吸盘与吸附在开关柜上，将紧急分闸装置与电磁吸盘机械连接，固定在开关柜的“紧急分闸”按钮上。储能电容储存能量，并与紧急分闸装置的电磁铁电气连接，在接收到紧急分合闸命令后释放能量，产生一个高压脉冲，控制紧急分闸装置完成分闸动作。执行系统逻辑图见附图3。具体接线参看图7，将紧急分闸执行器吸在开关柜紧急分闸孔上，专用控制线（4芯）第1、2芯线接入执行系统紧急分闸接线孔，第3、4芯接入执行系统电磁吸盘接线孔。

在一个实施方式中，参看图8，紧急分闸流程如下：

S11、初始化装置参数；

S12、判断是否接受到电容器充电命令，若是，则执行步骤S13，若否，则执行步骤S12；

S13、判断身份识别是否正确，若是，则执行步骤S14，若否，则执行步骤S13；

S14、对电容器进行充电；

S15、判断预定时间内是否接收到分闸执行命令，若是，则进行分闸操作，并对电容器进行放电，若否，则对电容器直接进行放电。

实施例2：

本发明同时提供一种遥控分合闸方案，还包括含光耦开关的分合闸回路，所述含光耦开关的分合闸回路连接开关柜的五防锁两端与分合闸出口压板，用于五防解锁验证以及开关位置判断，并利用所述微处理器发出控制信号，闭合所述含光耦开关的分合闸回路的执行继电器，实现遥控分合闸。其具体接线参看图9，将专用的操作回路控制线91一端接入执行端，另一端夹持于五防电气锁两端（不分极性）；92一端连接仪器的“分闸压板”接口，一端夹持在开关柜跳闸出口压板上；93一端接仪器“合闸压板”接口，一端夹持于开关柜重合闸出口压板上（若未投重合闸则接入重合闸压板上桩头）。合闸操作可只接重合闸出口压板、分闸操作可只接跳闸出口压板。

接线完成后，利用位于执行端内部的光耦选择回路进行开关位置判断，参看图10。在五防锁有一端带正电的情况下，如果分闸压板带负电则光耦2或4所在回路导通，表明此时开关位于合位，并利用光耦开关2或4将信号传给PLC；如果合闸压板带负电则光耦1或3所在回路导通，表明此时开关位于分位，并利用光耦开关1或3将信号传给PLC输入端。

在判断开关位置后，参看图11，图11所示为遥控分合闸执行控制回路，手持系统通过无线通讯相PLC发出分合闸命令，通过PLC发出执行信号控制继电器动作。如果要分闸操作，则PLC发出指令闭合五防继电器1、五防继电器2、分闸继电器1、分闸继电器2，将五防锁的正电压引入分闸压板，从而完成分闸操作；如果要合闸操作，则PLC发出指令闭合五防继电器1、五防继电器2、合闸继电器1、合闸继电器2，将五防锁的正电压引入合闸压板，从而完成合闸操作，即由PLC输出端1-4控制。

在一个具体实施例中，远程控制器用于人员在室外遥控控制，包括4.3寸TW可编程触摸屏、具有无线转RS485串口通讯功能的433MHz无线通讯模块、内置聚合物锂电池。将4.3寸TW可编程触摸屏与手持系统的无线通讯模块连接，进行串口通讯。操作人员操作触摸屏，利用远程控制器的无线通讯模块与执行器的无线通讯模块通讯，利用内置聚合物锂电池向手持系统提供24V直流电压。手持系统的逻辑图见附图2。

执行器与开关柜电气相连，包括8输入8输出的16位PLC（可编程逻辑控制器）模块、具有无线转RS485串口通讯功能的433MHz无线通讯模块、内置聚合物锂电池。内置聚合物锂电池向执行系统提供24V直流电压。PLC模块输入端1号端口接收光耦开关1、3发出的信号，采集并判断开关是否处于分位；2号输入端接收采光耦开关2、4发出的信号，采集并判断开关是否处于合位。PLC输出端1-4号端口接入五防锁，进行遥控分合闸操作。

在一个实施方式中，参看图12，遥控分合闸流程如下：

S21、初始化装置参数；

S22、采集开关位置数据，并对开关位置数据进行传输和显示；

S23、判断是否接收到分闸选择命令，若是，则执行步骤S24，若否，则执行步骤S27；

S24、判断身份识别是否正确，若是，则执行步骤S25，若否，则执行步骤S22；

S25、开放遥控分闸正电源；

S26、判断预定时间内是否接收到分闸执行命令，若是，则进行分闸操作，并遥控出口继电器与遥控正电开放继电器复归，若否，则直接遥控出口继电器与遥控正电开放继电器复归；

S27、判断是否接收到合闸选择命令，若是，则执行步骤S28，若否，则执行步骤S22；

S28、判断身份识别是否正确，若是，则执行步骤S29，若否，则执行步骤S22；

S29、开放遥控合闸正电源；

S30、判断预定时间内是否接收到合闸执行命令，若是，则进行合闸操作，并遥控出口继电器与遥控正电开放继电器复归，若否，则直接遥控出口继电器与遥控正电开放继电器复归。

上面结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限制于上述实施方式，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以作出各种修改或改型。