一种变电站继电保护硬压板防误动监控系统及方法

技术领域

本发明提供一种变电站继电保护硬压板防误动监控系统及方法，属于变电站继电保护硬压板防误动监控技术领域。

背景技术

在变电站运行过程中，提供有继电保护是电力系统可靠持续供电的重要保障，保证继电保护装置可靠、安全运行，除了继电保护装置本身的功能及性能外，防止二次设备误操作是一条非常重要的措施。

而在电力系统运行方式的改变、基建施工、运行维护、检修调试等过程中，往往涉及到对于变电站继电保护硬压板的投退，期间进行的人工操作很容易出现失误，比如出现误投退、误动、误碰硬压板等，这些操作将会直接影响继电保护功能的实现，严重时甚至会引起保护拒动或误动，影响电网安全运行。因此针对继电保护硬压板的防误操作管控就显得尤为重要。

现阶段针对变电站继电保护硬压板正常投退，出于安全因素和可靠性供电因素的考量，需要提供一套防误动装置对硬压板进行安全防护，本发明基于“防止硬压板误动”和“物联网互联技术”，可以有效防止继电保护硬压板误碰误动事故的发生，能够将变电站压板防误动管理从“人防措施”改进为“技防措施”，保障电网的安全运行。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种变电站继电保护硬压板防误动监控系统结构及监控方法的改进。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种变电站继电保护硬压板防误动监控系统，包括硬压板防误动装置、遥控器和监控终端，所述硬压板防误动装置包括锁定组件，所述锁定组件包括限位柱杆、横向连杆、锁紧螺栓、齿条导轨，所述限位柱杆垂直设置在横向连杆的一端，所述限位柱杆的顶部设置有限位旋钮，通过旋转限位旋钮能够控制限位柱杆在横向连杆上垂直运动，所述锁紧螺栓向下穿过横向连杆的中部并与硬压板基座连片相接触、所述硬压板基座连片的底部设置有硬压板基座，所述锁紧螺栓与硬压板基座连片之间还设置有压力传感器，所述横向连杆的另一端活动设置在齿条导轨上，使横向连杆能够在齿条导轨上滑动；

所述硬压板防误动装置还包括控制组件，所述控制组件封装在数据处理模块中，所述数据处理模块安装在齿条导轨的外侧，所述数据处理模块的侧面设置有充电接口、针孔位、SIM卡槽，所述数据处理模块的顶部设置有红外感应接收口、指示红灯、指示绿灯；

所述数据处理模块的底部和限位柱杆的底部均设置有磁钉，将硬压板防误动装置垂直放置在继电保护装置硬压板面板上，通过磁钉将硬压板防误动装置固定在继电保护装置硬压板面板上，所述限位柱杆能够挡住硬压板基座连片防止误动；

所述数据处理模块的内部还设置有控制器、无线通信模块、数据存储模块、蓄电池，所述控制器通过导线分别与无线通信模块、数据存储模块、压力传感器、红外感应接收口、指示红灯、指示绿灯相连，所述红外感应接收口用于接收遥控器发送的控制信号，所述无线通信模块通过无线网络与监控终端无线连接；

所述控制器的电源输入端与蓄电池相连，在蓄电池的电源端还设置有电源开关，所述蓄电池的充电端与充电接口相连。

所述硬压板基座的上下端均设置有与保护回路相连的连接孔的柱板，所述柱板相邻的不与保护回路相连的两个连接孔组成，将硬压板基座连片向外拔出、插入与保护回路相连或不相连的连接孔，控制回路的导通或中断。

所述硬压板基座的上下端均设置有接线柱，所述硬压板基座连片的静触头与下端接线柱相连，所述硬压板基座连片的动触头与上端接线柱相连，通过操作接线柱的松紧能够控制硬压板基座连片与上端接线柱的连接或分离，控制回路的导通或中断。

所述数据处理模块上还设置有蜂鸣器，所述蜂鸣器的控制端通过导线与控制器相连。

所述充电接口具体为Type-C规格的充电接口，输出电压规格为5V和12V。

一种变电站继电保护硬压板防误动监控方法，包括如下监控步骤：

步骤一：向数据处理模块的SIM卡槽中插入SIM卡，打开电源开关，控制指示绿灯闪烁；

步骤二：将硬压板防误动装置垂直放置在继电保护装置硬压板面板上，将限位柱杆放置于硬压板一侧，将齿条导轨与数据处理模块放置于硬压板另一侧，通过底部设置的磁钉固定于硬压板面板上；

调节限位旋钮，控制横向连杆水平下降，直到横向连杆下方设置的压力传感器与硬压板基座连片的表面接触时停止；

步骤三：拧紧锁紧螺栓，使压力传感器产生并保持压力；

步骤四：控制遥控器启动程序按钮，硬压板防误动装置的红外感应接收口收到信号，装置启动成功，在装置运行过程中，当强制拆除装置以操作压板时，设置的压力传感器检测压力数值降低，压力数值变化数值将实时反馈至数据处理模块，控制蜂鸣器报警，数据处理模块同时将告警信息通过SIM卡由无线通信模块远程发送至监控终端进行显示；

步骤五：监控完毕后，先通过控制遥控器关闭程序按钮，控制硬压板防误动装置关闭监控后，取下装置关闭电源开关。

本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明提供的硬压板防误动装置可以锁定继电保护装置屏柜的硬压板，并进行自动识别判断，及时发现压板误动的异常状态，有效解决压板误操作、误碰误动问题，另外提供的监控系统可以自主完成数据的采集、回传、分析和报警，避免了工作人员必须一直在现场蹲守看护的情况，减少工作时间，降低工作强度，节约了人力物力，并可以有效提高监控响应的实时性，确保电网正常安全的运行。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明监控系统实施例1分位状态的结构示意图；

图2为本发明监控系统实施例1合位状态的结构示意图；

图3为图1的仰视图；

图4为图2的仰视图；

图5为图2的俯视图；

图6为图2的侧视图；

图7为本发明监控系统实施例2分位状态的结构示意图；

图8为本发明监控系统实施例2合位状态的结构示意图；

图9为图7的仰视图；

图10为图8的仰视图；

图11为本发明硬压板防误动监控方法的步骤流程图；

图12为本发明监控系统的结构示意图；

图13为本发明监控系统的电路结构示意图；

附图序号说明：1-硬压板基座，2-硬压板基座连片，3-限位柱杆，4-限位旋钮，5-横向连杆，6-锁紧螺栓，7-压力传感器，8-齿条导轨，9-数据处理模块，10-充电接口，11-磁钉，12-红外感应接收口，13-指示红灯，14-指示绿灯，15-针孔位，16-SIM卡槽，17-电源开关。

具体实施方式

本发明具体提供一种可智能报警的物联网继电保护硬压板防误动装置，该装置能够锁住硬压板，通过压力传感器就地自适应感知硬压板状态信息，实时智能识别处理，并通过监控系统及时上传硬压板位置信息至后台监控终端，对误动的硬压板装置会及时告警并上传报警信息，实现对硬压板状态实时高效识别，及时收到硬压板误动信息并进行及时恢复处理，防止事故的发生。

本发明针对使用的压板基材为变电站继电保护装置常见的硬压板，一般包含实施例1所述的拔插式硬压板监控装置和实施例2所述的旋拧式硬压板监控装置两种：

如图1至图6所示，拔插式硬压板监控装置由一个可旋转连接片、底部上下端各带一个与保护回路相连的连接孔的柱板、柱板相邻的不与保护回路相连的两个连接孔组成，将连接片向外拔出、插入与保护回路相连或不相连的连接孔，实现回路的导通或中断、保护功能的投入或退出；

如图7至图10所示，旋拧式硬压板监控装置由一个可旋转连接片、上下两端的接线柱及两接线柱之间的柱板组成，连接片静触头与下端接线柱相连、动触头与上端接线柱相连，将上下两端的接线柱向外拧出、可以转动连接片，向内拧紧后、可以固定连接片，实现连接片与上端接线柱的连接或分离，继而来实现回路的导通或中断、保护功能的投入或退出；

本发明提供的硬压板防误动装置对“拔插式”和“旋拧式”两种类型压板都能实现防误动及报警功能，该装置主要包括：固定装置、锁定系统、感知系统、数据处理模块、物联网通信模块、电源系统及信号显示模块。

其中固定装置由强力磁钉组成，材质为钕铁硼，形状为实心圆形，具有磁力强、磁性久的特点。位于整套装置下方，处在装置与硬压板基面板的连接面上，用于将整套装置固定在继电保护装置硬压板基面板上。

所述的锁定系统，包括竖向限位柱杆、齿条导轨、横向连杆、锁紧螺栓。所述的“竖向限位柱杆”采用PVC材质，由竖向柱杆和顶部限位旋钮组成，下部通过强力磁钉与硬压板基面板垂直固定，具有挡住硬压板连接片、防止其误动功能。所述的齿条导轨采用PVC材质，该导轨连接横向连杆，可以使横向连杆上下升降至不同位置，实现对不同高度的硬压板连接片或柱板进行固定，具有通用性。所述的横向连杆采用PVC材质，一端与限位柱杆相连，另一端连接齿条导轨，可以上下滑动，上端有孔槽，用以固定锁紧螺栓。所述锁定系统中的锁紧螺栓，插入横向连杆的孔槽中，下部与压力传感器相连，用以拧紧压力传感器，使压力信号产生。

所述的感知系统由压力传感器组成，位于横向连杆锁紧螺母下方，包含压力敏感元件和信号处理单元，能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号，供给数据处理模块。

所述的数据处理模块，包括“硬压板压力信息存储单元”、“硬压板压力识别单元”、“硬压板压力识别结果处理单元”。所述的“硬压板压力信息存储单元”用于存储屏柜硬压板压力信息，建立正确的样本数据库。所述的“硬压板压力识别单元”用于对硬压板压力进行识别处理。所述的“硬压板压力识别结果处理单元”用于将识别出的硬压板压力与正确的硬压板压力信息进行比对，输出识别结果。

所述的物联网通信模块，用于接收移动终端下发的装置启闭控制信号，同时监测压力传感器工作情况以及蓄电池对外供电情况，并将监测数据上传至移动终端。包括无线传输单元、压板压力信息传输协议、云端信息交互单元、蜂鸣器。所述的无线传输单元采用SIM卡传输，将信号传给SIM卡后通过GPRS进行传输，将数据传输延迟降低在100ms内，满足使用后台机及手机客户端进行控制的现场需求，所述SIM卡槽带有针孔位，方便进行SIM卡的拆换与安装，同时现场有红外感应接收口，当电源控制开关打开时（置于ON位置），可以通过红外遥控器对装置进行遥控，实现装置内部运行程序的启动与停运。所述的压板信息传输协议，通过定义压板有压、压板无压两种状态协议，减少传输数据量，便于压板压力状态的快速传输。所述的云端信息交互单元，在云端建立信息的接收单元与下发单元，可以接收的压板变位信息与告警信息，同时可以将异常投退的压板告警信息下发至客户端或手机端app，提醒客户及时处理异常压板变位信息，同时接通蜂鸣器。所述的蜂鸣器在人员误动压板时，响起蜂鸣声，具有警示作用，提醒人员到现场进行检查处理。

所述的电源系统，包含充电装置、内嵌蓄电池模块和电源控制开关；所述的充电装置采用Type-C充电接口，用充电线为内嵌蓄电池充电，所述的内嵌蓄电池模块，正常工作条件下，为外置传感器模块、数据处理模块、物联网模块、指示灯提供电源供应，输出5V/12V稳定电压，提供稳定持续电源。所述的电源控制开关由开关控制器构成，有ON、OFF两种状态，实现电源回路的接通、中断，继而实现装置的运行与停用。

所述的电源系统中，电源控制开关位于整套装置的下方，置于凹槽内，先将装置电源控制开关打开、置于ON位置时，再将整套装置放置与硬压板基面板贴合后固定，电源控制开关位于正常工作方式下人员接触不到的位置，防止人员恶意关闭电源控制开关。

所述的信号显示模块，包含红绿指示灯，所述红灯和绿灯在不同功能下呈现闪烁和常亮，本发明实施例中要求红灯电量不足时3秒闪一次，人员误动压板报警时常亮，所述的绿灯在充电时3秒闪一次，充满电后常亮，正常工作时3秒闪一次。

如图11至图13所示，进一步的，本发明提出的变电站继电保护硬压板防误动监控方法，具体包括如下步骤：

步骤（1）：插入SIM卡，打开电源开关、置于ON位置，绿灯闪烁；

步骤（2）：将硬压板防误动装置垂直地放在继电保护装置屏硬压板面板上，竖向限位柱杆放于硬压板一侧，齿条导轨与“数据处理、物联网模块”放于硬压板另一侧，均通过底部磁钉固定于硬压板面板上。调节限位旋钮，使横向连杆水平地上下升降，当横向连杆下方的压力传感器模块贴在硬压板连片上表面时停止；

步骤（3）：拧紧锁紧螺栓，使压力传感器模块产生并保持压力；

步骤（4）：用移动客户端遥控器，点击启动程序按钮，通过红外感应接收口，使整套装置开始运行。如果运行过程中，有人想强拆装置以操作压板时，压力传感器压力消失，数据采集处理模块采集不到压力信息，物联网装置将启动内部蜂鸣器报警、同时将告警信息通过SIM卡远传给客户端或手机端app，起到提醒警示作用；

步骤（5）：需要取下硬压板防误动装置时，应先通过移动客户端遥控器，点击关闭程序按钮，或使用遥控器经过红外感应接收口，使内部程序停运。再取下整套装置，关闭电源开关、置于OFF位置。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。