一种电力开关柜的远程分闸控制系统及方法与流程

本发明涉及电力电气设备控制技术领域，特别是涉及一种电力开关柜的远程分闸控制系统及方法。

背景技术：

目前在配电所或者气站等场所经常会用到电力开关柜来实现对关合和断开电力线路以及对电气电力系统的保护作用，其对电气电力系统的安全可靠地运行起着举足轻重的作用。

在使用电力开关柜对电气电力系统进行保护的过程中，经常需要进行按压其中的一些按钮和旋转其中的一些闸门进行分闸操作，而现目前这些按压按钮和旋转闸门的动作都是通过配电所或者气站人员人工操作来实现的，然而在用到电力开关柜的场所都是易发生电力事故的高危场所，这样通过人工操作的方式既不智能增加了人力成本，也容易导致工作人员在高危场所人工操作时因为发生安全事故而造成人身伤害；而且在电力开关柜分闸按钮出现故障时也不能及时的察觉。

发明/

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种电力开关柜的远程分闸控制系统及方法，能够解决现有电力开关柜通过人工操作存在的不智能增加了人力成本，容易给工作人员造成人身伤害以及分闸按钮出现故障不能及时察觉的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电力开关柜的远程分闸控制系统，包括：

远程控制终端：用于发送控制电力开关柜实现分闸的控制指令信号以及接收电力开关柜反馈的信号；

电力开关柜控制端：用于与远程控制终端建立通信连接，接收远程控制终端发送的控制指令信号并进行分析处理以及向远程控制终端发送反馈信号；

分闸控制机构：用于与电力开关柜控制端控制连接，并根据电力开关柜控制端接收的远程控制终端发送的不同控制指令信号实现不同分闸的自动控制操作。

优选地，电力开关柜控制端包括一用于接收远程控制终端发送的控制指令信号以及发送反馈信号的无线收发模块；

用于检测分闸控制机构是否完成分闸操作以及检测电力开关柜分闸后工作状态的检测模块；

一用于处理分析远程控制终端发送的控制指令信号和检测模块反馈信号的控制模块；

用于显示电力开关柜工作状态和远程控制终端发送的控制指令信号以及检测模块反馈信号的显示模块。

优选地，无线收发模块与控制模块连接实现信号的相互传输，检测模块的输出端与控制器模块的输入端连接，控制模块的输出端与显示模块的输入端连接。

优选地，控制模块与分闸控制机构控制连接，实现不同分闸的自动控制操作。

优选地，电路开关柜控制端还包括用于为控制模块提供电力供应的电源管理模块，电源管理模块的供电输出端与控制模块的供电输入端连接。

优选地，分闸控制机构包括根据远程控制终端发送的控制指令信号实现电力开关柜按压分闸动作的按压控制机构和实现电力开关柜旋转分闸动作的旋转控制机构；按压控制机构和旋转控制机构分别与控制模块控制连接。

一种基于电力开关柜远程分闸控制系统的控制方法，方法包括的步骤如下：

远程控制终端根据需要的分闸操作发送相应的分闸操作控制指令信号到电力开关柜控制端；

电力开关柜控制端根据接收到的分闸操作控制指令信号控制分闸控制机构进行自动分闸操作；

电力开关柜控制端根据传感器反馈的信号判断分闸控制机构是否完成自动分闸操作。

优选地，在进行远程控制终端根据需要的分闸操作发送相应的分闸操作控制指令信号到电力开关柜控制端的步骤前还需要进行将电力开关柜控制端和分闸控制机构安装在电路开关柜上的步骤。

优选地，分闸操作控制指令包括按压分闸操作控制指令和旋转分闸操作指令。

优选地，电力开关柜控制端根据传感器反馈的信号判断所述分闸控制机构是否完成自动分闸操作的具体步骤如下：

检测压力传感器和电流电压传感器信号是否发生变化；

根据压力传感器和电流电压传感器信号变化情况判断所述分闸控制机构是否完成自动分闸操作。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明能够通过远程控制终端实现对电力开关柜的远程操作控制，提高了电力开关柜自动化和智能化的程度，节省了人力成本，更加避免了工作人员在配电所和气站等高危场所进行人工操作时因发生安全事故而造成的人身伤害，保障了工作人员的人身安全；通过压力传感器和电流电压传感器能够方便判断电力开关柜中分闸器件是否出现故障，如果出现故障能够及时提醒维护人员到场进行维修。

附图说明

图1是本发明的系统原理图；

图2为本发明电力开关柜控制端的原理图；图3是本发明的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种电力开关柜的远程分闸控制系统，包括：

远程控制终端：用于发送控制电力开关柜实现分闸的控制指令信号以及接收电力开关柜反馈的信号；

电力开关柜控制端：用于与远程控制终端建立通信连接，接收远程控制终端发送的控制指令信号并进行分析处理以及向远程控制终端发送反馈信号；

分闸控制机构：用于与电力开关柜控制端控制连接，并根据电力开关柜控制端接收的远程控制终端发送的不同控制指令信号实现不同分闸的自动控制操作。

优选地，如图2所示，电力开关柜控制端包括一用于接收远程控制终端发送的控制指令信号以及发送反馈信号的无线收发模块；

无线收发模块可以根据不同电力电气应用的场所以及电力开关柜的具体情况，如传输距离的大小，接收频率的大小选择不同的无线收发器件设备和通信方式，可采用包括但不限于蓝牙收发器、红外收发器、zigbee或者通过3g和4g等通信网络进行数据信号的传输交互。

用于检测分闸控制机构是否完成分闸操作以及检测电力开关柜分闸后工作状态的检测模块；

优选地，检测模块包括安装在电力开关柜按钮分闸开关和旋钮分闸开关处，用于检测电力开关柜按钮分闸开关和旋钮分闸开关处压力变化的压力传感器，以及用于检测电力开关柜内部控制电路分闸前后电流电压变化的电流传感器和电压传感器；压力传感器、电流传感器和电压传感器的输出端与控制模块的数据输入端连接。

一用于处理分析远程控制终端发送的控制指令信号和检测模块反馈信号的控制模块；

优选地，控制模块包括用于对接收的远程控制终端、压力传感器、电流传感器和电压传感器传递的信号进行分析处理的微处理器以及对数据进行存储管理的存储器；微处理器的i/o接口与存储器连接便于数据的读取和存储；

微处理器可采用c8051系列、stc89系列或者at89系列的单片机，存储器可采用内置的flash闪存存储器或者外接的sd卡存储器。

优选地，电力开关柜控制端还包括方便与外部连接的接口模块，接口模块与微处理器的i/o接口连接，接口模块包括usb接口、rs232接口和rs485接口中的一种或者多种。

用于显示电力开关柜工作状态和远程控制终端发送的控制指令信号以及检测模块反馈信号的显示模块；

优选地，显示模块包括用于显示电力开关柜工作状态的oled显示屏和用于显示电源管理模块电量余量的电量电量电量显示条，电量电量电量显示条可采用由8只发光二极管组成的显示光格条，光格条越少表示电源管理模块中电量就越低，光格条可以由一个按钮k点亮，没按动一次显示一次，固定时间比如两秒钟后自动熄灭，光格条也可以不由按钮k点亮，可以一直长时间不熄灭显示电源管理模块中电量余量的多少。

优选地，无线收发器件与控制模块中的微处理器的i/o接口连接实现信号的相互传输，检测模块中的电压传感器、电流传感器和压力传感器的输出端与控制器模块中的微处理器的i/o接口连接，控制模块中的微处理器的i/o接口与显示模块中的oled显示屏的输入端连接，控制模块中的微处理器的i/o接口还与显示模块中的用于显示电源管理模块中电量余量多少的电量电量电量显示条的输入端连接。

优选地，控制模块中的微处理器与分闸控制机构控制连接，实现不同分闸的自动控制操作。

优选地，电路开关柜控制端还包括用于为控制模块提供电力供应的电源管理模块，电源管理模块的供电输出端与控制模块的供电输入端连接。

电源管理模块包括为电力开关柜控制端提供电力供应的供电单元和为电池单元中的电源电量进行电源充电管理的充电管理单元；充电管理单元的输入端连接外接电源，充电管理单元的输出端与电池单元的输入端连接，电池单元的输出端与微处理器的供电输入端连接。电池单元包括可充电的干电池或者锂电池，优选地，电池单元为锂离子电池，充电管理单元通过连接外接电源输出12.6v的直流电压，然后为锂电池实现充电，充电管理单元采用锂电池的专用充电器，如采用12.6v/5a的18650锂电池充电器，其输入电压在100-240v之间，电压频率为50-60hz，输出12.6v的电压和5a的电流。

优选地，分闸控制机构包括根据远程控制终端发送的控制指令信号实现电力开关柜按压分闸动作的按压控制机构和实现电力开关柜旋转分闸动作的旋转控制机构；按压控制机构和旋转控制机构分别与控制模块控制连接。

优选地，按压控制机构包括实现对按钮闸门进行按压点动的机械触臂，以及与微处理器控制连接接收微处理器发出的触发信号带动机械触臂实现对按钮闸门按压点动的按钮电机；

旋转控制机构包括一夹持住旋钮闸门进行顺时针或者逆时针旋转实现对旋钮闸门进行旋转动作的旋转式机械手，以及与微处理器控制连接接收微处理器发出的触发信号带动旋转式机械手实现对旋转闸门进行旋转动作的旋钮电机。

如图3所示，一种基于电力开关柜远程分闸控制系统的控制方法，方法包括的步骤如下：

s1、远程控制终端根据需要的分闸操作发送相应的分闸操作控制指令信号到电力开关柜控制端；

s2、电力开关柜控制端根据接收到的分闸操作控制指令信号控制分闸控制机构进行自动分闸操作；

s3、电力开关柜控制端根据传感器反馈的信号判断分闸控制机构是否完成自动分闸操作。

优选地，在进行远程控制终端根据需要的分闸操作发送相应的分闸操作控制指令信号到电力开关柜控制端的s1步骤前还需要进行将电力开关柜控制端和分闸控制机构安装在电路开关柜上的步骤。

优选地，分闸操作控制指令包括按压分闸操作控制指令和旋转分闸操作指令；将按压分闸操作控制指令设定为控制指令信号1，将旋转分闸操作指令设定为控制指令信号2，将控制指令信号1和控制指令信号2进行区别标识设定，则微处理器根据接远程控制终端发送的分闸操作控制指令，就能及时区别处接收的分闸操作指令是控制指令信号1还是控制指令信号2；当微处理器识别出接收到的分闸操作控制指令是控制指令信号1时，则控制按钮电机带动机械触臂实现电力开关柜的按压分闸操作，当微处理器识别出接收到的分闸操作控制指令是控制指令信号2时，则控制旋钮电机带动旋转式机械手实现电力开关柜的旋转分闸操作，其中，旋转分闸是顺时针旋转还是逆时针旋转由旋钮电机的正向转动和逆向转动决定。

优选地，在对控制指令信号1和控制指令信号2进行区别标识设定中可以通过对控制指令信号1和控制指令信号2的信号字节长短不同加以区分，或者通过对控制指令信号1和控制指令信号2的信号字节中某同一位置的字节（如，控制指令信号1和控制指令信号2信号的首字节或者尾字节）进行区别设定加以区分等方式对控制指令信号1和控制指令信号2进行区别标识设定。

优选地，步骤s3电力开关柜控制端根据传感器反馈的信号判断所述分闸控制机构是否完成自动分闸操作的具体步骤如下：

s31、检测压力传感器和电流电压传感器信号是否发生变化；

s32、根据压力传感器和电流电压传感器信号变化情况判断所述分闸控制机构是否完成自动分闸操作。

优选地，步骤s32根据压力传感器和电流电压传感器信号变化情况判断所述分闸控制机构是否完成自动分闸操作的详细步骤如下：

s321、当微处理器接收到的检测压力传感器的信号没有发生变化，而接收到的检测电压和电流传感器的信号发生了变化，则说明分闸操作已经完成实现，但是压力传感器可能出现故障或者损坏，微处理器及时将信息反馈到远程控制终端，远程控制终端接收到信息后及时派遣维护人员到场维修；

s322、当微处理器接收到的检测压力传感器的信号发生变化，而接收到的检测电压和电流传感器的信号没有发生变化，则说明按压控制机构或者旋转控制机构已经触发了电力开关柜的分闸按钮或者分闸旋钮，但是电力开关柜没有实现分闸，说明电力开关柜内部电路或者分闸控制部分出现故障，微处理器及时将信息反馈到远程控制终端，远程控制终端接收到信息后及时派遣维护人员到场维修；

s323、当微处理器接收到的检测压力传感器、电压和电流传感器的信号均没有发生变化，则微处理器将信息反馈到远程控制终端，远程控制终端再次发送相应分闸操作控制指令到微处理器，若存在步骤s321和步骤s322的情况，则根据步骤s321和步骤s322中的处理方式进行处理；如果远程控制终端重复3次向微处理器发送相应分闸操作控制指令，微处理器一直接收到的检测压力传感器、电压和电流传感器的信号均没有发生变化，则说明电力开关柜控制端或者电力开关柜本身出现故障，微处理器及时将信息反馈到远程控制终端，远程控制终端接收到信息后及时派遣维护人员到场维修；

s324、当微处理器接收到的检测压力传感器、电压和电流传感器的信号均发生变化，则说明电力开关柜控制端正常完成了对电力开关柜自动分闸的操作；

其中，存储器对每次远程控制端终端发送的分闸操作控制指令的数据进行存储。

以上所述仅为本发明/发明的实施例，并非因此限制本发明/发明的专利范围，凡是利用本发明/发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明/发明的专利保护范围内。