[发明专利]智能化中压开关设备

说明书

技术领域

本发明涉及开关设备，尤其是一种智能化中压开关设备。

背景技术

参考图1所示，目前，智能化中压成套开关设备，由于采用多个单一元件设备来实现智能化功能，而单一元件设备由不同的生产厂家制造，所以，其系统的匹配往往无法达到最佳状态，产品的协调可靠性差。此外，电力系统中压开关设备普遍存在一、二次系统相对独立和二次系统功能分散、冗余等问题。这造成了开关成套设备的体积大，材料消耗大，生产、制造、调试、运行维护、检修等工作量大，技术要求高。

开关柜是电力系统中重要的控制设备之一。电力市场与电网建设的迅猛发展，对开关设备功能提出了更高要求，具有信息采集、信息处理、判断、决策和执行功能的智能化开关需求越来越大。开关设备的总体发展趋势是在向大容量、高电压、智能化、组合化、小型化、无油化、免维护和远程故障诊断技术等方向发展，同时信息技术将全面渗透到输配电技术和设备中。特别是国家提出智能电网建设后，进一步加剧电力设备市场的激烈竞争，单纯制造一次设备或二次设备、无智能化研发能力、跟不上市场潮流的电力设备制造企业最终难逃淘汰厄运，只有不断提高一二次设备整体设计实力、提高系统解决方案综合配套能力的企业，才能在优胜劣汰中存活。

传统中压开关柜主要是由断路器、互感器、隔离刀闸、避雷器和二次设备等组成，完成电流、电压数据采集、继电保护、数据上传等功能。断路器和二次设备之间的断路器位置信号、控制信号等信息的传输通过控制电缆完成，形成了变电站内电缆沟和电缆层中庞大的二次电缆群。

开关设备采取定期检修模式，主要技术手段是开关设备的定期预防性试验，实践证明，除与运行时间有关的故障模式占主导地位以外，大多情况下定期检修只能增加发生故障或缺陷的概率，降低运行设备的可靠性。

定期检修造成的停电往往影响了供电可靠性和售电量。目前，全社会对供电可靠性的要求越来越高，大量定期检修所需要安排的停电时间也越来越难，随着《中华人民共和国电力法》的普及和深入，停电所造成电力用户的损失要实施赔偿制度，给定期检修制度带来了不可避免的冲击。

因此传统中压开关柜的运行、检修模式与供电可靠性、运行维护人员紧缺的矛盾日益突出，已不能满足智能电网的发展需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可以根据开关的状态和电网的运行模式，自动选择最佳模式进行控制与保护的智能化中压开关设备。

本发明采用的技术方案是：

智能化中压开关设备，包括操作机构、中央控制器，以及分别与该中央控制器交互的智能监测单元、智能识别单元、智能控制单元，该智能检测单元用于电量参数的监测、环境参数的监测和操作机构机械特性的监测，智能识别单元用于设备的运行参数进行显示和记录，智能控制单元用于断路器在实验位与工作位之间移动的自动控制、断路器及接地开关分合闸的自动控制、故障报警与诊断，所述中央处理器通过网络与本地服务器交互、以及经本地服务器与远程客户端交互。

进一步，所述中央控制器由ARM主机和DSP从机组成，该ARM主机控制流程包括以下步骤：（A1）读取配置文件；（A2）设置轮询间隔；（A3）启动轮询函数；（A4）当到达轮询时间，通过SPI下发采集命令给DSP从机；（A5）查询SPI状态；（A6）接收DSP上传数据；（A6）通过socket调用61850接口以传输数据至本地服务器；所述DSP从机控制流程包括以下步骤：（B1）初始化DSP；（B2）SPI等待接收ARM主机下发的命令；（B3）判断是否为预设的指令，若是则进入下一步，否则继续等待；（B4）解析命令；（B5）向指定的监测设备发送命令；（B6）智能控制单元执行采集命令进行数据采集；（B7）整合、筛选数据；（B8）通过SPI上传筛选后的数据给ARM主机。

进一步，所述智能检测单元包括电量监测子单元、局部放电监测子单元、母线/触头温度监测子单元、操作机构故障监测子单元。

进一步，所述智能控制单元包括闭锁控制子单元和柜体智能控制子单元，该闭锁控制子单元用于防止误分与误合断路器、防止带负荷拉/合隔离开关、防止带电合接地线、防止带接地线合断路器、防止误入带电间隔；所述柜体智能控制子单元用于控制接地开关开合、加热/排风、以及控制小车工作。

进一步，所述智能化中压开关设备还包括一系统电源，该系统电源采用开关电源，该开关电源包括依次连接的变压器、线性稳压芯片、线性电压调节芯片。