一种智能配电系统的制作方法

1.本发明涉及电力设备技术领域，具体为一种智能配电系统。


背景技术：

2.选煤厂生产系统设备保护种类繁多、数量庞大，为确保设备保护在关键时刻的灵敏动作，确保设备保护的完好性和可靠性。日常检查和维护主要依据区域岗位工负责巡视，人工定期检查，测试方法为启车状态下岗位工和调度员配合，对设备保护进行逐项屏蔽，再通过手工扳动设备保护装置，整个执行过程操作难度大，易出现检查不到位情况。目前仍采用人为观察完好情况并进行记录填写，存在耗费人力较多、工作量大、记录较多、容易出现失误等问题，主要依靠员工个人主观能动性和责任心，执行结果和检查完成情况统计难度较大。此外，停送电方式仍采用传统的对讲机喊话+纸质记录方式，自动化程度低，断路器的分合与抽屉的推进和退出还需专业电工完成，而且配电室人员进出频繁，配电室环境差影响电气元件的使用寿命和故障，人员安全管理困难等问题。


技术实现要素：

3.本发明目的在于提供一种智能配电系统，具有自动化程度高的特点，系统精简高效、操作方便、性能可靠。
4.为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种智能配电系统，包括：
5.人脸识别门禁系统，所述人脸识别门禁系统安装于配电室，人脸识别门禁系统进行身份识别和进入信息记录；
6.远程停送电系统，远程停送电系统用于审批管理和停送电远程操控；
7.电能隔离系统，电能隔离系统包括隔离开关装置，所述隔离开关装置部署在用电终端上，采用机械隔离方式，将电路彻底断开；
8.自动推拉抽屉系统，所述自动推拉抽屉系统用于自动将抽屉推出和收纳，并与远程控制分合闸断路器配合从配电室内实现了自动停送电。
9.进一步的，在本发明中，所述远程停送电系统包括di/o可编程的远程控制分合闸断路器和plc，集中操作完成操作停送电任务，运用plc集中操作完成操作停送电任务。
10.进一步的，在本发明中，所述远程停送电系统还包括建立了安全自诊断和移动端流程审批系统。
11.进一步的，在本发明中，所述隔离开关装置包括机械柜，所述机械柜内设置有隔离开关、电路控制模块、电磁锁、安全联锁装置和电流感应传感器，所述机械柜外设置有操作按钮、操作手柄、应急联锁机构、机械柜门锁、可视窗口、状态指示灯、电源指示灯和操作指示灯。
12.进一步的，在本发明中，所述自动推拉抽屉系统包括步进电机、联轴器、丝杠和螺母座，步进电机通过联轴器与丝杠固定连接，所述步进电机固定于抽屉后面的柜体上，螺母座固定与抽屉内部，当步进电机产生动作后带动丝杠旋转，丝杠带动螺母座做直线运动，螺
母座带动抽屉运动，通过控制步进电机的正反转实现抽屉的拉出与推进。
13.进一步的，在本发明中，所述抽屉两侧设置有轨道，所述轨道固定安装于柜体上。
14.进一步的，在本发明中，所述联轴器安装在支架一体座上；
15.所述丝杠上设置有拉出限位板和推进限位板。
16.进一步的，在本发明中，通过plc控制步进电机。
17.有益效果，本技术的技术方案具备如下技术效果：
18.1、本发明能够对使用者身份进行核验，避免的非工作人员误操作的风险，配电室集控停送电系统采用di/o可编程的远程控制分合闸断路器，运用plc集中操作完成操作停送电任务，建立了安全自诊断和移动端流程审批系统，消除了因工人现场操作失误而引发的事故隐患，解决了传统停送电流程耗时、安全性能不高、停送电记录单据查询和保管困难等问题，大幅缩短了送电时间，减少了岗位人员，实现了远程停送电、全程无纸化审批、故障自诊断等功能。
19.2、电能隔离系统通过在用电终端部署隔离开关装置，采用机械隔离方式，将电路彻底断开，实现安全可靠的电能隔离，隔离状态以机械和电子的方式展现，直观可靠，保障设备检修时的电能隔离安全，本人申请、本人操作，线上申请、本地授权，系统精简高效、操作方便、性能可靠。
20.3、本发明在断路器分断情况下可以进行控制步进电机的工作，通过plc输出到控制器来控制步进电机正反转，控制器内部编程实现步进电机速度和转动距离，输出端口进行提示步进电机位置信号，驱动器和步进电机相连接来驱动步进电机，外接限位写入程序，通过程序互锁实现抽屉到位后停止动作。
21.应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。
22.结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
23.附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
24.图1为本发明自动推拉抽屉系统结构示意图。
25.图2为本发明隔离开关装置的结构图。
26.图3为本发明隔离开关装置的结构图。
27.图4为本发明隔离开关装置的结构图。
28.图5为本发明远程停送电流程示意图。
29.图中，各附图标记的含义如下：1、步进电机；2、丝杠；3、螺母座；4、联轴器；5、抽屉；6、柜体；7、支架一体座；8、推进限位板；9、拉出限位板；10、机械柜；11、隔离开关；12、电路控制模块；13、电磁锁；14、安全联锁装置；15、电流感应传感器；16、操作按钮；17、操作手柄；18、应急联锁机构；19、机械柜门锁；20、可视窗口；21、状态指示灯；22、电源指示灯；23、操作
指示灯。
具体实施方式
30.为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
31.一种智能配电系统包括人脸识别门禁系统、远程停送电系统、电能隔离系统和自动推拉抽屉系统，通过人脸识别设立权限，只允许专业的电气工作人员才能进入配电室；停送电系统设计了两种方式，第一种为远程自动分合断路器+自动推拉抽屉相互配合，第二种方式为远程自动分合断路器+智能隔离开关相配合；这两种与手机app停送电流程配合可以达到自动停送电，并且动力线路有明显的断开点，同时节省人力成本，提高安全性。具体结构如下。
32.人脸识别门禁系统，所述人脸识别门禁系统安装于配电室，人脸识别门禁系统进行身份识别和进入信息记录。相关人员进入变配电室时，通过人脸识别设备进行身份识别和进入信息记录，具有停送电操作权限的人员可以进入，非授权人员试图进入则报警。
33.具体的，人脸识别门禁系统由人脸识别摄像机、自动开关门执行机构、电磁锁组成。门禁系统开关从内向外可手动开门，plc可集控操作开门，智能摄像头通过对系统录入已知人员辨识可自动开门。
34.门禁系统一方面为配电室无尘环境提供有效的制约，另一方面为了有效避免外来人员误入运转设备的危险环境，造成意外伤亡事故。所以对远距离皮带栈桥添加智能人脸识别门禁系统，采用电磁对入口门进行上锁，添加执行机构实现自动开关，最后采用摄像头人脸识别实现自动开关门。
35.通过添加人脸识别门禁系统，大大提高了人员日常工作效率，提高了智能化管理水平，减少安全事故隐患，结合智能化管理软件打下结实的基础，为智能化选煤厂又迈进了一大步。
36.远程停送电系统，远程停送电系统用于审批管理和停送电远程操控。包括停送电智能审批管理；停送电远程操控，可一步到位，实现无人值守、安全停送电。
37.停送电智能审批管理：解决了停送电管理流程各个环节的单据流转效率低问题，系统取消了纸质填单，由申请人利用用户端进行操作，用户端为厂内局域网的电脑客户端、手机app软件用户端、远程internet网络用户端，通过用户端进行填写，系统自动推送到审批主管，并提醒主管及时审批，节省了单据流转时间。
38.具体的操作为，如图5所示，停电时，运维工通过手持终端(手机)打开停送电app(app及线上信息传输管理现有技术中已有，不做赘述)，选择要停电的设备号，只有在设备停止后才可以点击操作，否则无权操作，只能等待停机以后；同一个设备停电时，任一班组操作停电后，服务器便会下发对应设备分闸命令，同时断路器状态反馈到app上，所有人员可以直观看到；同时调度控制画面失去该设备的启动权限、设备控制自动转到就地，只能操
作上锁；现场安装有设备带电指示灯，灯亮说明设备没停电，灯灭表示设备已停电；运维工现场查看灯的状态后验电，急停上锁后方可检修；如果其他班组也要停该设备电，可直接在app上选择设备操作停电，现场急停上锁即可。
39.送电时，只有所有班组都送电后，服务器会给断路器发送和闸命令，送点后，调度控制回复操作权限，解锁、复位后即可控制设备起停。
40.配电室实现停送电远程操控，采用di/o可编程的远程控制分合闸断路器，运用plc集中操作完成操作停送电任务，建立了安全自诊断和移动端流程审批系统，消除了因工人现场操作失误而引发的事故隐患，解决了传统停送电流程耗时、安全性能不高、停送电记录单据查询和保管困难等问题，大幅缩短了送电时间，减少了岗位人员，实现了远程停送电、全程无纸化审批、故障自诊断等功能。
41.电能隔离系统(eeis：electric energy isolation system电能隔离系统)，电能隔离系统包括隔离开关装置，所述隔离开关装置部署在用电终端上，采用机械隔离方式，将电路彻底断开，实现安全可靠的电能隔离。隔离状态以机械和电子的方式展现，直观可靠，保障设备检修时的电能隔离安全。本人申请、本人操作；线上申请、本地授权。系统精简高效、操作方便、性能可靠。其中所述隔离开关装置包括机械柜10，所述机械柜10内设置有隔离开关11、电路控制模块12、电磁锁13、安全联锁装置14和电流感应传感器15，所述机械柜外设置有操作按钮16、操作手柄17、应急联锁机构18、机械柜门锁19、可视窗口20、状态指示灯21、电源指示灯22和操作指示灯23。
42.电能隔离系统在使用时，设置隔离开关11的触头可视窗口20，可在本地直观准确显示隔离状态。
43.动力供电未断无法隔离，一般内置设备运行监测模块，当监测用电设备仍处于工作状态时，eeis自动锁止，此时即使通过审批也无法完成解锁，保证隔离操作安全。
44.非隔离状态柜门不可开启，eeis设置操作手柄17与应急联锁机构18，当操作手柄17处于非隔离状态时，柜门自动上锁，即使通过柜门钥匙也无法开启柜门，保证在非隔离状态下eeis的电气安全。
45.隔离状态无法起车：eeis预留外部通信接口，可将eeis的隔离状态反馈至用电设备控制系统，通过程序互锁设计，实现在eeis隔离状态下提示报警并且控制系统无法正常启动设备。
46.控制系统失电无法操作：eeis控制系统采用ac220v供电，当供电回路出现故障导致eeis控制系统失电时，机械柜门锁19、电磁锁13、安全联锁装置14、操作手柄17自动处于锁定状态，避免因控制系统失电导致eeis误动作致使安全事故发生。
47.柜门开启不可操作：eeis内置柜门安全联锁装置14(感应开关)，在隔离状态下用钥匙开启柜门后，此时锁体自动锁止无法开锁，从而保证隔离手柄不可操作无法解除隔离，保证供电回路安全。
48.交叉作业可多人实物挂锁和软件挂锁：多人交叉作业时，eeis审批系统自动完成软件挂锁，保证交叉作业安全。同时仍然保留传统实物挂锁，满足部分作业人员实物挂锁的操作习惯。
49.eeis将机械结构、电子控制、算法识别、软件加密、移动通信等多种技术相结合，进行融合创新，实现机械、电子和软件的联锁控制，杜绝操作失误，保证检修时的电能隔离安
全。
50.操作说明：
51.分闸操作流程
52.1)履行停电操作流程手续；
53.2)设备停机，隔离开关柜操作指示灯亮起；
54.3)将操作手柄17旋转至off位置；
55.4)授权人员将手柄加上应急联锁机构18(锁定操作手柄17)；
56.5)如需进行箱内线路检修，需要打开箱门时，操作手柄必须旋转至off位置，同时箱门上两把钥匙锁(机械柜门锁19)也要三角钥匙正确打开(上端钥匙锁须逆时针旋转为开，顺时针旋转为关，下端钥匙锁顺时针旋转为开，逆时针旋转为关)，此时箱门才可安全打开；
57.6)箱门打开时，急联锁机构18保证操作手柄17不可进行合闸操作。
58.合闸操作流程：
59.1)履行停电操作流程手续；
60.2)授权人员打开操作手柄17上应急联锁机构18(锁定操作手柄17)；
61.3)将操作手柄17旋转至on位置；
62.4)启动机械柜10上端电源，设备运行；
63.隔离开关11具备功能：
64.1)通过在隔离开关输出端添加电流感应传感器15，实现运行信号检测；当设备处于运行状态时，运行信号互锁电磁锁13，实现运行无法隔离。
65.2)通过添加安全联锁装置14，实现非隔离状态下不可开门，非隔离状态时柜门自动机械上锁，即使通过钥匙也无法打开柜门。
66.3)当隔离开关11处于隔离状态时，通过辅助触点与plc程序互锁，实现隔离状态下程序报警、系统无法启动。
67.4)当控制系统ac220v失电时，电磁锁13失电操作手柄17处于锁定状态，从而无法隔离操作。
68.5)柜门开启时，应急联锁机构18具备锁定手柄功能，从而保证隔离手柄不可操作，无法解除隔离。
69.6)隔离手柄17具备多人实物挂锁功能。
70.7)电磁锁13功能为得电操作，失电不可操作。
71.8)通过plc程序控制现场按钮控制断开，保证执行操作时设备plc控制回路断电。
72.9)通过在隔开开关11输出端添加电流感应传感器15，显示设备运行状态。
73.10)通过在隔开开关11输入端添加电压感应器，显示允许操作状态。
74.11)可视机械柜10通过在箱体顶部设置帽檐装置、箱体门沿呈45度角外翻，箱门内侧一次性点胶密封，进线电缆采用紧固螺栓密封等方式达到防水性能，底部喇叭口采用不锈钢材质。
75.上述系统从最需要得到安全保证的人员——维护人员的角度出发，充分理解维护人员在设备检修过程中对电能隔离状态不可视、电能隔离审批等待时间长、信息沟通繁琐、交叉作业难监督等问题而出现的安全风险高，心理负担重的困境；又考虑到企业对安全、效
益和管理方面严格要求。从电能隔离状态可视、精简管理、安全保障、提升效益等方面综合考虑，根据危险能量控制理念，利用传统的电气负荷隔离原理，与先进的移动通信、身份识别和信息加密技术相结合，以实现上述技术。
76.总的来说，当有检修任务时，维护人员可在手机上进行检修申请，调度中心管理人员进行审批后，维护人员可在手机上进行eeis解锁(electric energy isolation system电能隔离系统解锁)，解锁时需要对维护人员通过手机进行身份验证,验证通过后方可正常开锁。正常开锁后,维护人员操作右侧机械隔离手柄17,完成隔离后eeis会自动落锁锁定，此时用电设备供电回路完成电能隔离。当需要解除隔离时需要重新申请、审批、验证、解锁等操作
77.自动推拉抽屉系统，所述自动推拉抽屉系统用于自动将抽屉5推出和收纳，与远程控制分合闸断路器配合从配电室内实现了自动停送电。
78.进一步的，在本发明中，所述自动推拉抽屉系统包括步进电机1、联轴器4、丝杠2和螺母座3，步进电机1通过联轴器4与丝杠2固定连接，所述步进电机1固定于抽屉5后面的柜体6上，通过plc控制步进电机，螺母座3固定与抽屉5内部，当步进电机1产生动作后带动丝杠2旋转，丝杠2带动螺母座3做直线运动，螺母座3带动抽屉5运动，通过控制步进电机1的正反转实现抽屉5的拉出与推进。
79.本实施例中，所述抽屉5两侧设置有轨道，所述轨道固定安装于柜体6上，所述联轴器4安装在支架一体座7上，所述丝杠2上设置有拉出限位板9和推进限位板8，一方面减少抽屉5与柜体的摩擦阻力，另一方面能精确的与拉出限位板9和推进限位板8之间的配合。
80.在远程控制分合闸断路器分断情况下可以进行控制步进电机1的工作，通过plc输出到控制器来控制步进电机1正反转，控制器内部编程实现电机速度和电机转动距离，输出端口进行提示步进电机1位置信号，驱动器和步进电机1相连接来驱动步进电机1。外接限位写入程序，通过程序互锁实现抽屉到位后停止动作。
81.停电流程为：plc控制停电按钮
→
系统监测设备未启动且限位开关在推入位
→
远程控制分合闸断路器
→
抽屉自动推出
→
推出限位
→
推出步进电机1停止，停电完成。
82.送电流程为：plc控制送电按钮
→
系统监测设备未启动且限位开关在推出位
→
步进电机1启动自动推入
→
推入限位到位步进电机停止，远程控制分合闸断路器
→
送电完成。
83.自动停送电需要明确停送电流程及闭锁关系，保证安全可靠。
84.停电：首先需要plc远程分掉断路器，然后在检测到断路器已经分闸状态下，启动步进电机，把抽屉摇出到限位位置。
85.送电：首先检测断路器没有合闸，启动步进电机1，把抽屉推入，检测到工作限位，停止步进电机1，然后远程合闸断路器，完成送电操作。
86.闭锁关系：步进电机1的运行时需要在远程控制分合闸断路器分闸的状态下，同时在步进电机1的运行过程中，不允许合闸断路器及启动设备。
87.虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。