一种贯通轴式遥控压板及其遥控方法

技术领域

本发明涉及电力二次设备硬压板技术领域，具体是一种贯通轴式遥控压板及其遥控方法。

背景技术

随着电网建设规模以及智能变电站技术的快速发展，对变电站一次系统、二次系统的安全性、可靠性以及运维人员操作的规范性提出了更高的要求。目前变电站一次设备的全感知体系已较为完善，有成熟的技术手段支撑，但二次设备如压板，尤其是常规变电站中保护硬压板等普遍缺乏成熟有效的全感知手段，对二次保护压板的状态监测、校核以及远程操控较为薄弱，同时尚无有效的手段对操作票中二次保护压板投退操作本身进行防误逻辑的技术把关，工作过多依赖人工。导致电网不断扩大的规模与结构性缺员之间的矛盾日益严峻，容易出现一些人为导致的安全生产事故，所以迫切需要寻求深化和拓展变电站信息化和智能化水平的手段方法，实现提质增效。

随着调控一体化的发展，变电站基本实现了无人值守，设备的操作由变电站转移到远方的监控中心或运维中心站。目前一次设备的信息化、智能化水平已经达到了很高的程度，随着一键顺控操作模式的推广，变电站一次设备基本已实现了遥控操作。但对于倒闸操作中与一次设备配合操作的二次设备如二次压板、操作电源空开等，目前的信息化、智能水平相对较低，仍然需要到站端现场进行手动操作；极大地制约了调控一体化以及一键顺控操作的进一步发展。智能变电站的设计目前已经采用软压板的方式替代传统的功能硬压板，这解决了功能压板的遥控问题，但对于出口压板，仍然采用的是硬压板，硬压板属于传统的非智能设备，无法实现遥控操作。随着新一代智能变电站的建设，要求变电站实现无人化远程遥控操作。目前，一次设备基本已实现遥控操作，而二次设备中的硬压板特别是出口压板的遥控操作急需解决。目前，已有的一些压板遥控技术方案，如：200810140099.X《保护压板电动投退装置》、201510102445.5《电动压板及其所应用的电动压板控制系统》等，这些方案虽然实现了压板的遥控操作，但均采用的是普通的减速电机通过齿轮或凸轮等结构进行力矩输出，从而带动压板进行旋转，改变压板投退状态。这种方式存在以下两个方面的问题，一是控制精度不高，通过到位信号反馈停机，由于惯性作用，容易造成电机堵转进而造成电机烧坏；二是结构复杂，通过较多的力矩传输机构，长期工作后可能造成磨损，进而影响整个力传输机构的卡滞，压板遥控的可靠性降低。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术的不足，提供的一种控制精度高，且遥控压板投退可靠性高的贯通轴式遥控压板及其遥控方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种贯通轴式遥控压板，包括压板本体和智能控制部件，所述压板本体包括压板基座、压板拉手和压板连杆，所述智能控制部件包括贯通轴式步进电机、控制电路、投状态检测电路和退状态检测电路；所述压板基座中心设置通孔，所述压板连杆下端穿过所述通孔，并且通过丝杆结构与所述贯通轴式步进电机连接，所述压板连杆上端设置所述压板拉手；所述控制电路根据遥控信号控制所述贯通轴式步进电机转动，带动所述压板连杆上、下移动，进行压板退、投操作，所述退状态检测电路和投状态检测电路根据所述压板连杆上、下移动的位置进行压板投退状态的检测。

进一步的，所述压板拉手底部设置两个插针，所述两根插针电气连接，所述压板基座上设置与两所述插针对应的两个插座，所述压板基座底部设置两个接线部件，两所述接线部件分别与两所述插座电气连接，所述接线部件用于接入保护测控装置保护回路或出口回路。

进一步的，所述通孔两侧均设置卡槽，所述压板连杆两侧均设置凸出卡边，所述凸出卡边卡接于所述卡槽内，用于限制所述压板连杆的运动轨迹。

进一步的，所述压板连杆侧面设置凸点，所述压板连杆上、下移动一定距离进行退、投操作时，所述凸点接触到所述退状态检测电路或投状态检测电路的微动开关，实现压板投退状态的检测，并将状态信号输出至所述控制电路，所述控制电路接收投状态检测电路和退状态检测电路的状态信号，并输出至外部上位机。

进一步的，所述压板基座下设置壳体，所述贯通轴式步进电机、控制电路、投状态检测电路和退状态检测电路均设置在所述壳体内部。

进一步的，所述丝杆结构包括丝杆和丝套，所述丝杆下端与所述贯通轴式步进电机连接传动，所述丝套与所述丝杆上端螺纹连接，所述丝套上设置所述压板连杆。

进一步的，所述控制电路通过RS485线与通信管理机信号连接，所述通信管理机通过交换机与顺控主机信号连接。

进一步的，所述控制电路与综合测控装置信号连接，所述综合测控装置通过光纤与交换机信号连接，交换机与顺控主机信号连接。

一种所述贯通轴式遥控压板的遥控方法，包括：

上位机发送控制指令至控制电路；

控制电路输出控制信号至贯通轴式步进电机，贯通轴式步进电机根据控制信号进行正向或反向旋转，带动压板连杆进行向上或向下运动，贯通轴式步进电机根据信号旋转一个特定的角度后停止，压板连杆向上或向下运动到压板退出或投入位置；

压板连杆上的凸点对应投状态检测电路或退状态检测电路，实现压板状态的检测，压板状态信号输出至控制电路，传输至上位机。

保护硬压板也叫保护连片，是保护装置联系外部接线的桥梁和纽带，关系到保护的功能和动作出口能否正常发挥作用；随着调控一体化的发展，变电站基本实现了无人值守，设备的操作由变电站转移到远方的监控中心或运维中心站。目前变电站一次设备智能体系已较为完善，但二次设备如压板，尤其是常规变电站中保护硬压板等普遍缺乏成熟有效的全感知手段，为了解决硬压板的遥控问题，本领域的技术人员容易想到对现有硬压板增加智能动作机构，从而实现远程控制压板推出、旋转90度、拉回等动作。如公布号为CN112234575 A专利文献公开的一种硬压板、硬压板遥控系统及方法，其中，硬压板包括电机、压板连片、压板座、保护屏面、复位弹簧、丝杆、支架和伸缩锁止机构。本发明通过硬压板各部件之间的传动配合，将电机的旋转动作转换为压板连片的推出、旋转90度、拉回等动作，以实现硬压板的投退切换。压板连片旋转90度打开，继续旋转90度闭合，控制过程简单，大大降低了操作人员的工作量，而且安全可靠。并且，该硬压板的投退可手动控制，避免控制器硬件故障时无法控制硬压板状态。该发明硬压板遥控及方法，可实现硬压板的远程遥控，避免工作人员到现场遥控，节省人力，便于硬压板的监视和校核。又如公布号为CN110838677 A专利文献公开的一种旋转直线电机驱动式遥控压板，包括压板拉手可拉出并旋转设定角度回位的压板组件、盒状壳体以及设于盒状壳体内的驱动组件和状态检测装置，压板拉手伸入盒状壳体内的前端杆体上设有限位柱和检测部，驱动组件包括导轨套筒和旋转直线电机，导轨套筒侧壁上设有导轨和检测孔，压板拉手的前端杆体穿设于导轨套筒中，且限位柱嵌入导轨中以引导压板拉手动作，旋转直线电机与压板拉手的前端杆体传动连接，以驱动压板拉手进行直线动作和旋转动作，检测孔的位置与检测部相适应，状态检测装置设于导轨套筒旁侧，以使状态检测装置透过检测孔检测压板拉手的转动及投退状态。该遥控压板自动化程度高，操作简便，安全可靠。这两项专利文献公开的遥控压板，其压板拉手的动作与传统硬压板拉手的动作一致，均进行直线动作和旋转动作，由此可知，本领域的技术人员在对硬压板进行智能改进时，仅仅增加了遥控机动结构，并未对压板的整体结构进行改进，从而也未对压板拉手的动作进行改变，因此，本申请通过对智能控制部件创新设计，对压板本体的整体结构进行改进，改变了压板拉手的动作，实现了压板的远程控制以及压板状态的检测，对本领域技术人员来说是不容易想到的。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明贯通轴式遥控压板，采用贯通轴式步进电机，代替常规的减速电机，步进电机的转动角度可控制，解决减速电机停机控制精度不高，因惯性导致电机堵转而烧机的问题，采用贯通轴式步进电机控制丝杆的简单伸缩运动方式实现压板的投退操作，解决齿轮、凸轮等复杂的力矩传输机构因长期磨损造成卡滞的问题；控制电路接收监控中心或运维中心站的远程控制信号，在控制电路的控制下贯通轴式步进电机转动特定角度，压板连杆在丝杆结构的作用下向上或者向下运动，从而使压板拉手与压板基座分合，压板拉手下的插针与压板基座上的插座对接、分离，实现信号的导通或断开，从而实现压板远程遥控投退，而且本发明传动结构简单，可靠性高。

另外，压板拉手与压板连杆连接，通过压板连杆带动其上下运动，从而实现压板的投退操作。压板拉手上有两根插针，两根插针电气连接，用于插入压板基座对应的插座，实现信号的导通或断开；压板连杆为圆柱形结构，其中末端为丝杆结构，与贯通轴式步进电机配合，上部带凸出卡边，与压板基座凹槽配合实现压板连杆顺着凹槽运动，压板连杆中间位置带有一凸点，与投状态检测电路或退状态检测电路配合实现压板投退状态的检测；压板基座中心有一圆形通孔，压板连杆穿过通孔，通孔设置两个卡槽，分别对应压板连杆的凸出卡边，以此限制压板连杆的运动轨迹。压板基座下方设置两个接线部件，接线部件分别与对应压板拉手的插针位置的两个插座电气连接，接线部件用于接入保护测控装置保护或出口回路；控制电路接收外部控制命令，并输出控制信号控制贯通轴式步进电机进行正向或反向旋转到特定位置，控制电路接收投状态检测电路和退状态检测电路的状态信号，并输出至外部上位机；投状态检测电路和退状态检测电路通过检测压板连杆中间位置的凸点，从而实现压板投退状态的检测，并将状态信号输出至控制电路，检测方式采用微动开关检测方式，灵敏度高，能够及时、准确获取压板状态。

附图说明

图1是本发明实施例一在退状态的结构示意图；

图2是本发明实施例一在投状态的结构示意图；

图3是本发明实施例三中通信硬件连接示意图；

图4是本发明实施例四中通信硬件连接示意图；

其中，1-压板基座，2-压板拉手，3-压板连杆，4-贯通轴式步进电机，5-控制电路，6-投状态检测电路，7-退状态检测电路，8-插针，9-接线部件，10-凸出卡边，11-凸点，12-壳体，13-丝杆，14-丝套，15-通信管理机，16-交换机，17-顺控主机，18-综合测控装置。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容，但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。

实施例一

如图1~2所示，一种贯通轴式遥控压板，包括压板本体和智能控制部件，所述压板本体包括压板基座1、压板拉手2和压板连杆3，所述智能控制部件包括贯通轴式步进电机4、控制电路5、投状态检测电路6和退状态检测电路7；所述压板基座1中心设置通孔，所述压板连杆3下端穿过所述通孔，并且通过丝杆结构与所述贯通轴式步进电机4连接，所述压板连杆3上端设置所述压板拉手2；所述控制电路5根据遥控信号控制所述贯通轴式步进电机4转动，带动所述压板连杆3上、下移动，进行压板退、投操作，所述退状态检测电路7和投状态检测电路6根据所述压板连杆3上、下移动的位置进行压板投退状态的检测。

所述压板拉手2底部设置两个插针8，所述两根插针8电气连接，所述压板基座1上设置与两所述插针8对应的两个插座，所述压板基座1底部设置两个接线部件9，两所述接线部件9分别与两所述插座电气连接，所述接线部件9用于接入保护测控装置保护回路或出口回路。

所述通孔两侧均设置卡槽，所述压板连杆3两侧均设置凸出卡边10，所述凸出卡边10卡接于所述卡槽内，用于限制所述压板连杆3的运动轨迹。

所述压板连杆3侧面设置凸点11，所述压板连杆3上、下移动一定距离进行退、投操作时，所述凸点11接触到所述退状态检测电路7或投状态检测电路6的微动开关，实现压板投退状态的检测，并将状态信号输出至所述控制电路5，所述控制电路5接收投状态检测电路6和退状态检测电路7的状态信号，并输出至外部上位机。

所述压板基座1下设置壳体12，所述贯通轴式步进电机4、控制电路5、投状态检测电路6和退状态检测电路7均设置在所述壳体12内部。

所述丝杆结构包括丝杆13和丝套14，所述丝杆13下端与所述贯通轴式步进电机4连接传动，所述丝套14与所述丝杆13上端螺纹连接，所述丝套14上设置所述压板连杆3。

实施例二

一种所述贯通轴式遥控压板的遥控方法，包括以下步骤：

监控中心或运维中心站的上位机发送控制指令至控制电路；

控制电路输出控制信号至贯通轴式步进电机，贯通轴式步进电机根据控制信号进行正向或反向旋转，带动压板连杆进行向上或向下运动，贯通轴式步进电机根据信号旋转一个特定的角度后停止，压板连杆向上或向下运动到压板退出或投入位置；

压板连杆上的凸点对应投状态检测电路或退状态检测电路，实现压板状态的检测，压板状态信号输出至控制电路，传输至上位机。

实施例三

如图1~3所示，一种贯通轴式遥控压板，包括压板本体和智能控制部件，所述压板本体包括压板基座1、压板拉手2和压板连杆3，所述智能控制部件包括贯通轴式步进电机4、控制电路5、投状态检测电路6和退状态检测电路7；所述压板基座1中心设置通孔，所述压板连杆3下端穿过所述通孔，并且通过丝杆结构与所述贯通轴式步进电机4连接，所述压板连杆3上端设置所述压板拉手2；所述控制电路5根据遥控信号控制所述贯通轴式步进电机4转动，带动所述压板连杆3上、下移动，进行压板退、投操作，所述退状态检测电路7和投状态检测电路6根据所述压板连杆3上、下移动的位置进行压板投退状态的检测。

所述压板拉手2底部设置两个插针8，所述两根插针8电气连接，所述压板基座1上设置与两所述插针8对应的两个插座，所述压板基座1底部设置两个接线部件9，两所述接线部件9分别与两所述插座电气连接，所述接线部件9用于接入保护测控装置保护回路或出口回路。

所述通孔两侧均设置卡槽，所述压板连杆3两侧均设置凸出卡边10，所述凸出卡边10卡接于所述卡槽内，用于限制所述压板连杆3的运动轨迹。

所述压板连杆3侧面设置凸点11，所述压板连杆3上、下移动一定距离进行退、投操作时，所述凸点11接触到所述退状态检测电路7或投状态检测电路6的微动开关，实现压板投退状态的检测，并将状态信号输出至所述控制电路5，所述控制电路5接收投状态检测电路6和退状态检测电路7的状态信号，并输出至外部上位机。

所述压板基座1下设置壳体12，所述贯通轴式步进电机4、控制电路5、投状态检测电路6和退状态检测电路7均设置在所述壳体12内部。

所述丝杆结构包括丝杆13和丝套14，所述丝杆13下端与所述贯通轴式步进电机4连接传动，所述丝套14与所述丝杆13上端螺纹连接，所述丝套14上设置所述压板连杆3。

本发明实施例的贯通轴式遥控压板，与实施例一的不同之处在于：

所述插座内设置红外线探测器，所述红外线探测器与所述控制电路信号连接，当插针与插座对接、分离时，所述红外线探测器探测到投、退信号，并通过控制电路发送至上位机，红外线探测器与微动开关相互配合，准确识别压板的投退状态。

所述控制电路5通过RS485线与通信管理机15信号连接，所述通信管理机15通过交换机16与顺控主机17信号连接。

本发明实施例中，多个贯通轴式遥控压板的控制电路分别通过RS485线与通信管理机信号连接，遥控压板由通信管理单元通过通信的方式进行控制，控制命令由顺控主机进行下发。同时，遥控压板将状态信息以通信的方式返回通信管理单元，再返回到顺控主机，实现闭环的控制。通信管理单元按间隔设置，与站控层的通信可通过屏蔽双绞线或光线，通信规约支持IEC61850或104,智能遥控压板与通信管理单元的通信方式为RS485，规约支持MODBUS。

实施例四

如图4所示，本发明实施例的贯通轴式遥控压板，与实施例一的不同之处在于：

所述控制电路5与综合测控装置18信号连接，所述综合测控装置18通过光纤与交换机16信号连接，交换机16与顺控主机17信号连接。

本发明实施例中，多个贯通轴式遥控压板的控制电路分别与UT-841综合测控装置信号连接，遥控压板由测控装置或就地单元通过接点的方式进行控制，控制命令由顺控主机进行下发。同时，遥控压板将状态信息以接点的方式返回测控装置或就地单元，再返回到顺控主机，实现闭环的控制。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。