一种非接触式压板状态采集装置及压板状态监测系统的制作方法

本发明属于电力系统继电保护二次设备监测，具体涉及一种非接触式压板状态采集装置及压板状态监测系统。

背景技术：

1、这近里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

2、随着变电站远方集中监控、无人值班运行模式的推广运用，数据信息集中上送及统一管理成为发展的必然趋势。但是，现有的针对变电站压板位置及状态的监测仍采用人工方式，这种管理方式耗时耗工，并且存在误投退、漏投退的风险。

3、传统变电站压板状态的监测与管理存在以下几个问题：

4、(1)保护压板存在漏投、误投，导致电网大面积停电风险；

5、(2)人工核查保护压板状态工作量大、准确率低；

6、(3)对压板的投退操作完全靠现场人员对照压板投退表和运行规程来进行，没有有效的防误技术手段；

7、(4)随着保护专业智能模式转型的发展，信息集中上送、统一管理成为趋势，变电站硬压板状态信息作为设备状态监测的重要组成部分也亟需纳入集中管理。

8、目前，为适应变电站无人值班和设备远方集中监控业务需求，对变电站设备信息采集广度、设备感知能力深度、设备运维管理维度均提出了更高要求。现有技术中，采用压板在线监测装置实时监测压板的投退状态，通过在线监测实现快速报警及故障诊断，以此减少人工巡检和维护的工作量。

9、然而，现有的压板状态采集通常是在压板连接片上套接磁部件，即需要在压板连接片上安装附属套件来获取压板的当前状态，如图1所示。由于继电保护运行过程中的压板是带电的，因此，通过安装附件的方式在压板连接片上套接磁部件，以此采集压板状态，这一过程存在误分误合运行压板以及误触电的风险，影响电力系统安全运行和工作人员的安全。另外，通过断电后再安装附件的方式，过程复杂且耗时耗力。

10、另外，目前变电站电力通信多采用有线方式、无线公网wifi方式等实现，其中有线方式施工难度大，成本高，灵活性不足，且不支持移动接入，而且其检修困难，存在消防隐患；无线公网wifi方式存在信号覆盖存在盲区、密集并发业务承载力不足、网络安全仍需验证等问题。上述问题均影响变电站压板状态的有效安全监测。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题和缺陷，本发明提供了一种非接触式压板状态采集装置及压板状态监测系统，该采集装置能够实现不接触压板连接片而采集到压板的实时状态，避免压板状态检测时需要套接磁部件存在误分误合压板以及误触电的问题，提高安全性能；采用可信wlan网络进行变电站通信，兼顾有线通信支持监测系统，更适配变电站现场复杂的应用环境，减少施工难度和施工周期；在线监测压板状态，实现快速报警，解决由于人员疏忽所造成的压板位置不一致等问题，消除事故隐患，保证变电站二次设备安全可靠运行。

2、第一方面，本发明提供了一种非接触式继电保护压板状态采集装置。

3、一种非接触式继电保护压板状态采集装置，包括扁平的l型壳体结构和底板，l型壳体结构的一端嵌入传感器；

4、继电保护辅助开关组包括压板连接片，压板连接片的一端与第一接触点连接并沿第一接触点旋转，压板连接片的另一端设有挂孔并通过挂孔连接第二接触点；l型壳体结构嵌入传感器的一端探入两端分别连接第一接触点和第二接触点的压板连接片的底部，且传感器与压板连接片无接触；l型壳体结构的另一端与底板固定连接，底板上设有磁铁并通过磁铁吸附到压板的屏柜面板上。

5、进一步的技术方案，所述l型壳体结构的内部设有光电传感器小板，所述光电传感器小板上设有光电感应传感器，所述光电感应传感器嵌入所述l型壳体结构一端的壳体上，用于感应压板连接片是否通过挂孔与第二接触点连接。

6、进一步的技术方案，所述底板的内部设有采集单元板卡，所述l型壳体结构与所述底板固定连接，所述l型壳体结构内部的光电传感器小板插接在所述采集单元板卡上；

7、所述底板的一侧设有开孔，所述采集单元板卡通过485总线穿过开孔与外部汇集单元连接。

8、进一步的技术方案，所述采集装置还包括多个结构相同的l型壳体结构，多个l型壳体结构依次均匀固定设置在底板上，且每个l型壳体结构分别对应一组继电保护辅助开关组；每一l型壳体结构内部均设有光电传感器小板，多个光电传感器小板均插接在底板内部设置的采集单元板卡上。

9、第二方面，本发明提供了一种压板状态监测系统。

10、一种压板状态监测系统，包括多个采集单元、多个汇集单元、管理机和监控主站；变电站包括多个保护室，每一保护室中设有独立的保护测控屏柜，每一保护测控屏柜中设有采集单元和汇集单元，变电站全站部署一个管理机；

11、所述采集单元包括第一方面所提出的非接触式压板状态采集装置，用于实时采集压板状态数据；所述采集单元通过有线传输上送压板状态数据至所述汇集单元，所述汇集单元通过可信wlan网络和有线传输上送压板状态数据至所述管理机，所述管理机再将压板状态数据上送至监控主站。

12、进一步的技术方案，所述汇集单元通过可信wlan网络与所述管理机交互，所述可信wlan网络包括核心层和接入层，所述接入层包括部署在变电站的多个无线接入设备ap、与无线接入设备连接的ap接入交换机，所述接入层包括认证服务器as、接入控制器ac和网管平台；

13、所述汇集单元作为终端sta通过无线方式接入所述无线接入设备ap，通过ap接入交换机将终端sta采集的压板状态数据上传至所述管理机，并且在上传数据之前通过所述接入层进行终端sta的可信wapi认证。

14、进一步的技术方案，所述可信wapi认证过程包括：无线接入设备ap将终端sta与自身的本地证书上传至认证服务器as进行身份认证，并对认证服务器as传回的认证结果进行验证，验证成功后再进行数据传输。

15、进一步的技术方案，所述接入层还包括无线终端接入设备cpe和终端wapi模组，所述汇集单元通过有线方式接入所述无线终端接入设备cpe，并作为终端sta，通过ap接入交换机将终端sta采集的压板状态数据上传至所述管理机，并且在上传数据之间结合终端wapi模组进行终端sta的可信wapi认证。

16、进一步的技术方案，所述管理机根据接收的每一保护测控屏柜的实时压板状态数据与历史状态基准值进行对比，若实时压板状态数据中发生状态变位，则上传至监控主站进行报警，若未发生状态变位，则根据设定时间段上送实时压板状态数据至监控主站。

17、进一步的技术方案，所述管理机还用于实时统计变电站内每一采集装置上述数据的丢包数和通信异常时间，根据统计数据进行通信异常判断，若判断通信异常，则发出告警并定位异常采集装置所在保护测控屏柜。

18、与现有技术相比，本发明存在以下有益效果：

19、1、本发明提出了一种非接触式继电保护压板状态采集装置，采用倒“l”型设计，将传感器探入到压板连接片的底部，避免了与压板连接片的接触，能够实现不接触压板连接片而采集到压板的实时状态，该采集装置可带电安装，不影响压板的正常运行，避免压板状态检测时需要套接磁部件存在误分误合压板以及误触电的问题，有利于提高压板状态采集的效率和施工的便捷性、快速性、安全性。

20、2、本发明提出了一种压板状态监测系统，有效实现对变电站压板投退状态的实时采集与在线监视、智能判断压板状态是否正常，异常时及时发出告警信息，从而减少人工巡检和维护的工作量，解决由于人员疏忽所造成的压板位置不一致等问题，消除了事故隐患，保证了变电站二次设备安全可靠运行，同时记录压板状态变更及实现保护运行态管理，保障保护正确动作和大电网安全。本发明将压板状态数据实时上送至监控主站，依托调控云拓展高级应用，在pms、二次设备在线监视等系统实现数据交互，实现变电站压板状态的在线监视、自动巡检和智能诊断，完善二次设备在线监视体系。

21、3、本发明所提出的压板状态监测系统中，变电站通信方式兼顾有线通信和可信wlan网络通信，更适配变电站现场复杂的应用环境，减少施工难度和施工周期；通信过程中进行身份认证，能够在终端接入实现对应的安全防护功能，而且电网安全身份认证能够覆盖到所有终端，解决现有电网安全身份认证体系仅针对智能终端和主站而不能完全覆盖全部终端的问题；通过上述通信设置，实时采集的压板状态数据均通过站内网络传送，不允许数据传输至外网，避免数据泄露的风险，具有较高的安全保密性。