专利名称：一种压板位置智能检测系统及检测方法
技术领域：
本发明属于电力系统设备领域，涉及一种电力控制设备的压板位置智能检测系统 及检测方法。
背景技术：
“电力生产，安全第一”，继电保护系统的安全运行，是电力系统最重要的安全保 障，而继电保护系统中相关设备的安全运行尤其重要。因为继电保护装置等设备的特殊性， 在跳闸回路上，必须设计的“压板”，是确保继电保护系统安全运行和人员安全的重要保障 手段。该压板是一个肉眼可视的断开点，便于运行人员判断继电保护装置的跳/合闸电路 是否可连通开关(断路器)的跳/合闸线圈，为检修、运行提供了极大的方便，但也使变电 站的继电保护系统中，增加了一个不能通过计算机远方监视的断开点。因继电保护跳闸压板的特殊性，正常状态下(无跳闸命令时)，压板主电路两侧不 能同时带电。压板的投退由人工操作，完全靠运行人员的责任心、实际技术水平来把关。故 在实际运行中，因压板投退不当，造成保护系统不能正确行为的现象时有发生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够自动检测并显示压板投退状态的电 力继电保护设备的压板位置智能检测系统及检测方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。一种压板位置智能检测系统，包括至少2个智能压板、中继器和上位机；所述各个 智能压板采用级联的方式相连，上电时中继器自动检测与配置各智能压板的地址，并通过 总线把各个智能压板的位置信息上传到中继器；所述中继器将各个智能压板的位置信息通 过网络传输至上位机；所述上位机与所述中继器相连，用以监测所述智能压板的投退状态。作为本发明的一种优选方案，所述总线网络为SPI网络，或IIC网络，或TXD/RXD 网络，或LIN总线网络，或CAN网络，或M-BUS总线网络，或以太网，或ProfiBus网络，或现 场总线网络。作为本发明的另一种优选方案，所述检测系统还连有一控制屏，所述上位机连接 有N个中继器；所述上位机设有监测系统，用以现场设定智能压板投入的逻辑和规则，自动 判断所述智能压板的位置与控制屏设定的压板投入规则是否匹配，以及实现报警功能。作为本发明的再一种优选方案，所述上位机为PC机或继电保护装置或测控装置。作为本发明的再一种优选方案，所述智能压板包括压板主电路，感应装置，测量电 路，显示装置所述压板主电路用以控制电气主回路的通、断；感应装置用以感应压板的通 断状态；测量电路用以接收所述感应装置感应到的信息；显示装置根据测量电路的输出， 显示压板位置。作为本发明的再一种优选方案，所述显示装置为LED。作为本发明的再一种优选方案，所述将各智能压板的位置信息传输至上位机的网络为RS485网络。
作为本发明的再一种优选方案，所述将各智能压板的位置信息传输至上位机的网络为以太网。
作为本发明的再一种优选方案，所述将各智能压板的位置信息传输至上位机的网络为CAN网络。
一种压板位置智能检测系统的检测方法，包括以下步骤
步骤一，上电时中继器自动检测与配置各智能压板的地址，各个智能压板将采集到的自身的位置信息通过总线上传到中继器；
步骤二，所述中继器再将各个智能压板的位置信息通过网络传输至上位机；
步骤三，所述上位机记录1判断各个智能压板的投退状态，并将记录结果通过网络回传给中继器；
步骤四，所述中继器将上位机回传的记录结果通过总线转发给各智能压板。
作为本发明的一种优选方案，上电时中继器自动检测与配置各智能压板的地址，不需手动设定。
作为本发明的另一种优选方案，所述检测结果通过智能压板上的LED显示。
作为本发明的再一种优选方案，所述各个智能压板的投退状态包括连通状态1断开状态和虚接状态三种情况。
本发明的有益效果它解决了电力系统继电保护系统的控制／跳闸压板的位置监视问题，能准确1实时地反映压板的位置，避免人为因素造成的压板误投退，从而消除了因压板误投退造成的安全事故隐患，达到了事故前的科学预防，实现了压板管理的自动化，极大提高了电网运行的安全性，适应了智能电网的发展要求。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细说明。
图l为本发明压板位置智能检测系统的示意 图2为实施例二中智能压板的拆分结构示意 图3为实施例三中智能压板的拆分结构示意图。
主要组件符号说明
111螺帽；121把手；
131连接片；141垫片；
151传感器；161铜柱；
171定位板；181测量电路；
191固定套；2l1拉手；
221面板；231支架；
241测量电路； 251感应装置。
具体实施方式
本发明公开了一种压板位置智能检测系统及检测方法。
实施例一
本发明提供了一种压板位置智能检测系统，如图1所示，包括至少2个智能压板、 中继器和上位机；所述各个智能压板采用级联的方式相连，上电时中继器自动检测与配置 各智能压板的地址，并通过总线把各个智能压板的位置信息上传到中继器；所述中继器将 各个智能压板的位置信息通过网络传输至上位机；所述上位机与所述中继器相连，用以监 测所述智能压板的投退状态。所述总线网络为SPI网络，或IIC网络，或TXD/RXD网络，或LIN总线网络，或CAN 网络，或M-BUS总线网络，或以太网，或Profi Bus网络，或现场总线网络。所述上位机连接 有多个中继器；所述上位机设有监测系统，用以现场设定智能压板投入的逻辑和规则，自动 判断所述智能压板的位置与控制屏设定的压板投入规则是否匹配，以及实现报警功能。所 述上位机为PC机或继电保护装置或测控装置。所述智能压板包括压板主电路，感应装置， 测量电路，显示装置所述压板主电路用以控制电气主回路的通、断；感应装置用以感应压 板的通断状态；测量电路用以接收所述感应装置感应到的信息；显示装置根据测量电路的 输出，显示压板位置。所述显示装置为LED。所述将各智能压板的位置信息传输至上位机的 网络为RS485网络，所述网络的网络协议为RS485网络的MODBUS协议。所述将各智能压板 的位置信息传输至上位机的网络为以太网，所述网络的网络协议为IEC60870-103协议。一种压板位置智能检测系统的检测方法，包括以下步骤步骤一，上电时中继器自动检测与配置各智能压板的地址，各个智能压板将采集 到的自身的位置信息通过总线上传到中继器；步骤二，所述中继器再将各个智能压板的位置信息通过网络传输至上位机；步骤三，所述上位机监测各个智能压板的投退状态，并将监测结果通过网络回传 给中继器；步骤四，所述中继器将上位机回传的监测结果通过总线转发给各个智能压板。上电时中继器自动检测与配置各智能压板的地址，不需手动设定。所述监测结果 通过智能压板上的LED显示。所述各个智能压板的投退状态包括连通状态、断开状态和虚 接状态三种情况。智能压板的基本原理是使用非电量原理，实现对压板位置的监视。当压板投入或 退出时，可被远方实时监视，并在远方和就地压板上同时显示压板的实时状态。配套上位机 的智能压板专家系统软件后，构成了完整的智能压板系统。该系统可生成压板运行数据库， 实现压板位置远方实时查询、历史数据查询、报表生成、自动压板状态核对、不正确工作告 警等数据库高级应用功能。可以实现压板投退预演功能，在PC机上实现投入逻辑的预演， 并下传至压板，在压板上予以提示(预演通过后需要投退的压板，相应压板的LED闪烁)。所述上位机为PC机、或继电保护装置、或测控装置、或故障信息子站等。所述总线 是用简单的电气网络，采用级联的方式把各个压板的位置信息上传到中继器，再通过RS485 网络MODBUS协议传输至上位机，实现显示、记录、打印等功能，也可通过WEB网络形式或手 机短信形式发布。智能压板可接收中继器转发的其自身的位置信息，显示在LED上。所述 智能压板具有压板主电路，用以控制电气主回路的通、断；感应装置用以感应压板的通断状 态；测量电路用以接收所述感应装置感应到的信息。显示装置，根据测量电路的输出，显示 压板位置。中继器进一步和上位机连接，上传智能压板投退状态的信号，接收远方控制信 号。上位机设有监测系统，用以设定智能压板投入的逻辑和规则，自动判断所述智能压板的位置与控制屏设定的压板投入规则是否匹配，从而实现压板投退预演功能和压板误投退的 报警功能。所述智能压板如图2所示，包括连接片13，所述连接片13上设有传感器15，所述 感应装置通过感应传感器15的位置而获知连接片13的位置；所述连接片13上面中间部位 设有把手12，所述把手12为与连接片13绝缘的把手；所述连接片13 —端设有套口，另一 端设有卡口。测量电路18中设有显示所述连接片13的通断状态的LED，所述智能压板还包 括光控管，用以将所述LED所发出的光显示在智能压板表面上。与连接片13上的套口相对 应的固定套19的外侧面顶部延伸出一定位板17。松开螺帽11时，所述连接片13的卡口与 铜柱16脱离，此时所述连接片13可以绕所述套口旋转，当旋转到一定角度时被所述定位板 17挡住不动，此时连接片13处于完全断开状态。本实施例的操作方法为当压板断开时，连接片13固定的靠在定位板17上，此时上位机监测为断开状态， 同时智能压板上的LED点亮为绿色，可以认定是断开状态； 当压板需要闭合时，连接片13从断开放置处，顺时针旋转60度，连接片13的卡口 正好进入两个碗型垫片14之间，此时上位机监控状态显示为虚接状态，智能压板上的黄色 LED亮，提示现场运行人员操作有误；继续把两个螺帽11拧紧到位，此时LED变为红色亮， 上位机显示闭合状态；当压板需要断开时，操作人员把螺帽11松开，此时连接片13处于连通状态，但是 接触不完好，此时上位机监控状态显示为虚接，即有故障，会报警；同时智能压板上的LED 转为黄色亮，提示操作有错误；继续把连接片13逆时针旋转60度，放置在定位板17上，此 时上位机显示为完全断开状态；智能压板上的LED转为绿色亮，可以直观的判定压板处于 合法断开状态，且和上位机判定的状态一致。本发明的上位机建有实时运行的专家数据库，可根据控制屏的具体配置，通过系 统判断智能压板投退是否正确，对于不正确的运行方式及时报警，避免出现事故，提高电网 运行的安全性。本发明也可以作为继电保护和测控装置的辅助元件使用。继电保护装置可 把压板的状态测量位置读回去，从而把开环系统变成闭环系统，进一步完善变电站控制系 统。本发明中的智能压板采用24V网络方式接线，解决了普通网络易受电磁的干扰问 题。而上位机或后台系统通过网络(RS485网或者以太网或者CAN网)，实时读入各个智能 压板的开闭位置。各个智能压板的地址由中继器自动分配，节约了大量的工作量，具有较强 的实用性。智能压板上没有硬件可调节电路，所有智能压板硬件完全相同。当任意一个智 能压板损坏，可直接替换。原位置更换新的压板后，系统自动配置，不必人工参与，配置后的 功能与原先功能相比没有任何变化。上位机实时读入各压板的开闭状态，且压板上的LED 也实时显示上位机确认的状态。系统运行过程中任一个智能压板不工作或损坏，系统会自 动报警，提示及时更换，并不影响其他智能压板的正常工作。本发明中智能压板的运行方式 与普通压板完全相同，运行规程不必作任何改动。本发明对压板运行位置的监视是在幕后 “静悄悄”的进行的，压板投退正确时，上位机安静的持续监视，不正确时，按设定方式及时 报警。本发明解决了电力系统继电保护系统的控制/跳闸压板的位置监视问题，成功地实现了压板位置的远方监控，能准确、实时地反映压板的位置，避免人为因素造成的压板误 投退，从而消除了因压板误投退造成的安全事故隐患，达到了事故前的科学预防，极大提高 了电网运行的安全性，适应了智能电网的发展要求。实施例二本实施例与实施例一的区别在于，所述智能压板如图3所示，包括拉手21，面板 22，支架23，测量电路24，和感应装置25。所述拉手21用以控制所述智能压板主回路的通 断；所述面板22位于所述智能压板的中部，固定所述拉手21 ；所述支架23通过所述面板22 与所述拉手21相连；所述感应装置25用以感应所述拉手21的通断状态；所述测量电路24 用以接收感应装置感应到的信息。所述拉手底部中间设有定位柱，定位柱两端设有铜柱。所 述面板22为槽型定位面板，槽型定位面板的中间设有与定位柱相套合的定位孔，槽型定位 面板的两端设有与所述铜柱相套合的闭合位置孔，闭合位置孔旁设有断开位置孔；闭合位 置孔与断开位置孔关于定位孔呈中心对称。本实施例的操作方法为当需要断开时，把拉手21从闭合位置孔拉出，逆时针旋转30度，插入断开位置孔 内，此时上位机监测到的状态为断开状态，同时压板上的绿色LED亮，可以认定是断开状 态，且判定的断开状态的位置和上位机的判定位置是一致的；当需要闭合时，把拉手21从断开位置孔内拉出，顺时针旋转30度，把拉手插入闭 合位置孔内，并用力压入至完全闭合；此时上位机监测到的状态为闭合状态，同时压板上的 红色LED亮，可以认定是闭合状态；当需要闭合或需要断开时，由于操作人员失误没有把拉手21压放到合法位置，或 没有完全把拉手21拉出，此时上位机监测智能压板为虚接状态，即有故障，会报警。同时压 板上的红色LED和绿色LED交替亮。这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例 中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实 施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明 的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其他形式、结构、布置、比例，以及用其他元件、 材料和部件来实现。
权利要求
1.一种压板位置智能检测系统，其特征在于，所述系统包括至少2个智能压板、中继器 和上位机；所述各个智能压板采用级联的方式相连，上电时中继器自动检测与配置各智能压板的 地址，并通过总线把各个智能压板的位置信息上传到中继器；所述中继器将各个智能压板的位置信息通过网络传输至上位机； 所述上位机与所述中继器相连，用以监测所述智能压板的投退状态。
2.根据权利要求1所述的压板位置智能检测系统，其特征在于所述总线网络为SPI 网络，或IIC网络，或TXD/RXD网络，或LIN总线网络，或CAN网络，或M-BUS总线网络，或以 太网，或ProfiBus网络，或现场总线网络。
3.根据权利要求1所述的压板位置智能检测系统，其特征在于所述检测系统还连有 一控制屏，所述上位机连接有N个中继器；所述上位机设有监测系统，用以现场设定智能压 板投入的逻辑和规则，自动判断所述智能压板的位置与控制屏设定的压板投入规则是否匹 配，从而实现压板投退预演功能和压板误投退的报警功能。
4.根据权利要求1所述的压板位置智能检测系统，其特征在于所述上位机为PC机或 继电保护装置或测控装置。
5.根据权利要求1所述的压板位置智能检测系统，其特征在于，所述智能压板包括 压板主电路，用以控制电气主回路的通、断；感应装置，用以感应压板的通断状态； 测量电路，用以接收所述感应装置感应到的信息； 显示装置，根据测量电路的输出，显示压板位置。
6.根据权利要求1所述的压板位置智能检测系统，其特征在于所述显示装置为LED。
7.根据权利要求1所述的压板位置智能检测系统，其特征在于所述将各智能压板的 位置信息传输至上位机的网络为RS485网络，或以太网，或CAN网络。
8.权利要求1至7任意一项所述的压板位置智能检测系统的检测方法，其特征在于，包 括以下步骤步骤一，上电时中继器自动检测与配置各智能压板的地址，各个智能压板将采集到的 自身的位置信息通过总线上传到中继器；步骤二，所述中继器再将各个智能压板的位置信息通过网络传输至上位机； 步骤三，所述上位机监测各个智能压板的投退状态，并将监测结果通过网络回传给中 继器；步骤四，所述中继器将上位机回传的监测结果通过总线转发给各个智能压板。
9.根据权利要求8所述的压板位置智能检测系统的检测方法，其特征在于上电时中 继器自动检测与配置各智能压板的地址，不需手动设定。
10.根据权利要求8所述的压板位置智能检测系统的检测方法，其特征在于所述监测 结果通过智能压板上的LED显示。
全文摘要
本发明公开了一种压板位置智能检测系统及检测方法，包括至少2个智能压板、中继器和上位机；各个智能压板采用级联的方式相连，并通过总线网络把自身的位置信息上传到中继器；中继器与上位机按网络方式相连，中继器将各智能压板的位置信息通过网络传输至上位机；所述检测系统用以监测所述智能压板的实时投退状态，并记录历史运行数据，可进一步升级为压板运行的专家系统。本发明解决了电力系统继电保护系统的控制/跳闸压板的位置监视问题，实现了压板位置监控的自动化，能准确、实时地反映压板的位置，避免人为因素造成的压板误投退，消除了因压板误投退造成的安全事故隐患，达到了事故前的科学预防，极大提高了电网运行的安全性。
文档编号H02J13/00GK102005815SQ20091019493
公开日2011年4月6日 申请日期2009年9月1日 优先权日2009年9月1日
发明者牛志平, 牛硕男, 王建林 申请人:上海艾木恩投资发展有限公司