用于变电站开关柜的一键顺控支持系统及其应用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于变电站开关柜的一键顺控支持系统及其应用方法，一键顺控支持系统包括测距单元、中央处理单元、信号输出单元和电机驱动单元，测距单元包括手车工作位测距传感器、手车试验位测距传感器和反射板，反射板安装在手车触臂上，手车工作位测距传感器、手车试验位测距传感器间隙安装布置在变电站开关柜的断路器室顶部且当手车触臂处于工作位时反射板与手车工作位测距传感器相对布置、当手车触臂处于试验位时反射板与手车试验位测距传感器相对布置。本发明专利技术可有效实现对智慧变电站、智能变电站与常规变电站高压开关柜内手车一键顺控的支持，为变电站一键顺控操作提供与电气辅助接点非同源的手车位置信息及手车遥控控制。

【技术实现步骤摘要】
用于变电站开关柜的一键顺控支持系统及其应用方法
本专利技术涉及变电站开关柜的倒闸操作技术，具体涉及一种用于变电站开关柜的一键顺控支持系统及其应用方法。
技术介绍
随着电网建设的不断推进，变电站数量日益增加，运维人员工作量急聚增加，特别是变电站倒闸操作安全风险高、操作工作量大。为了减轻电网运维人员压力，提高变电站倒闸操作安全性，研究人员开发出倒闸“一键顺控”系统，利用软硬件技术实现变电站倒闸操作的程序自动执行，运维人员仅进行辅助确认。“一键顺控”系统的程序顺利执行依赖于开关位置信号的准确识别及手车底盘的电动控制。根据电网相关规范要求，开关倒闸操作时需通过两个非同源的信号确认开关位置状态。一般开关本体会提供辅助位置节点用于判别开关位置，而另外一个非同源的开关位置信号则需通过其他技术手段获得。在10kV高压开关柜中，手车位置的电动控制与如何识别手车位置是决定“一键顺控”程序能否顺利执行的关键问题。目前，国内并未有相关专利涉及开关柜的一键顺控支持系统。仅有部分专利针对手车位置的识别，相关方法各有优缺点。如申请号为CN109855534A的中国专利文献公开了一种基于视频图像识别的开关柜底盘手车位置判定方法，该方法对手车位置的判定步骤为：采集被检测开关柜底盘手车的当前位置图像；根据当前位置图像获取被检测开关柜底盘手车的当前参考位置坐标；将当前参考位置坐标和预设的分闸位置坐标信息、合闸位置坐标信息进行比较，从而确定被检测开关柜底盘手车的位置。这种手车位置视频识别方法对算法要求较高，且成本相对较高。如申请号为CN109525042A的中国专利文献公开了一种隔离开关位置分析系统及方法，该专利技术包括处理装置、操作机构状态采集装置、连接操作机构状态采集装置的位置标记激发装置以及连接处理装置的光信息采集装置；操作机构状态采集装置在操作机构的工作状态发生变化时，向位置标记激发装置传输激发指令；位置标记激发装置基于激发指令，向隔离开关上的各预设定位标记点投射光信号；光信息采集装置采集光信号，并对采集到的光信号进行图像编码，将得到的图像码流传输给处理装置；处理装置解码图像码流，得到隔离开关分合闸的空间准确位置；并基于空间准确位置，确认隔离开关的分合闸状态。该方法规避了传统图像识别的缺点，提高了隔离开关位置的获取准确度。但该专利技术仅针对一般隔离开关的位置分析，并非针对高压开关柜手车位置分析研发，无法适用于手车位置信号的确认。如申请号为CN201320823478.5的中国专利文献公开了一种开关柜隔离开关位置观测仪，该专利技术包括潜望镜本体、照明灯和照明开关，其中照明开关设置在潜望镜本体上，潜望镜本体包括观测端、连接管和目测端，照明灯设置在潜望镜本体的观测端。该专利技术主要用于人为观测开关柜内部手车位置，无法为“一键顺控”程序提供有效的开关柜手车位置信号。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种用于变电站开关柜的一键顺控支持系统及其应用方法，本专利技术能够提供一种高效、可靠且具有经济性的一键顺控支持解决方案，既能实现手车位置的辨识，也能实现手车位置的有效控制，本专利技术可有效实现对智慧变电站、智能变电站与常规变电站高压开关柜内手车一键顺控的支持，为变电站一键顺控操作提供与电气辅助接点非同源的手车位置信息及手车遥控控制。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种用于变电站开关柜的一键顺控支持系统，包括测距单元、中央处理单元、信号输出单元和电机驱动单元，所述测距单元包括手车工作位测距传感器、手车试验位测距传感器和反射板，所述反射板安装在变电站开关柜的断路器的手车触臂上，所述手车工作位测距传感器、手车试验位测距传感器间隙安装布置在变电站开关柜的断路器室顶部且当手车触臂处于工作位时反射板与手车工作位测距传感器相对布置、当手车触臂处于试验位时反射板与手车试验位测距传感器相对布置，手车工作位测距传感器、手车试验位测距传感器、电机驱动单元分别与中央处理单元相连。可选地，所述手车工作位测距传感器为红外测距仪、或者激光测距仪、或者超声波测距仪。可选地，所述手车试验位测距传感器为红外测距仪、或者激光测距仪、或者超声波测距仪。可选地，所述电机驱动单元与手车的电动底盘控制端相连，所述电机驱动单元用于实现手车的电动底盘控制为顺控操作人员提供手车位置控制，所述电机驱动单元的输入端与信号处理单元的输出相连。可选地，所述中央处理单元还连接有检测启动信号处理单元，所述检测启动信号处理单元用于接收外部的一键顺控操作信号以通过中央处理单元启动手车工作位测距传感器、手车试验位测距传感器进行测距。可选地，所述中央处理单元还分别连接有信号输出单元和视频信号采集单元，所述视频信号采集单元安装于变电站开关柜的断路器室，所述视频信号采集单元用于采集手车在开关柜内的运动视频数据并输出至中央处理单元以便为顺控操作人员提供手车位置的视频图像数据，所述视频信号采集单元的输出端与信号处理单元的输入端相连。可选地，所述视频信号采集单元包括可见光摄像头。可选地，所述视频信号采集单元还包括红外摄像头。此外，本专利技术还提供一种前述用于变电站开关柜的一键顺控支持系统的应用方法，实施步骤包括：1）检测启动信号处理单元是否有一键顺控操作信号输入，如果有一键顺控操作信号输入则触发视频信号采集单元反馈开关柜内的实时图像信息，并跳转执行步骤2）；2）启动测距单元反馈手车位置信号；3）校核手车位置信号与顺控操作逻辑是否矛盾，若不矛盾则跳转执行步骤4），若矛盾则结束执行本次操作并退出；4）启动电机驱动单元控制手车摇入或摇出；5）启动测距单元反馈手车位置信号；6）根据手车位置信号判断顺控操作是否已经完成，若已经完成则结束本次操作并跳转执行步骤7）；否则跳转执行步骤4）；7）控制视频信号采集单元结束采集工作。可选地，所述启动测距单元反馈手车位置信号的详细步骤包括：S1）启动手车工作位测距传感器、手车试验位测距传感器发射探测信号进行测距；S2）基于手车工作位测距传感器、手车试验位测距传感器的输出信号分别计算出手车工作位测距传感器、手车试验位测距传感器所测量出的距离值；S3）判断手车工作位测距传感器测量出的距离值等于设定值是否成立，如果成立则判定手车位置为工作位；判断手车试验位测距传感器测量出的距离值等于设定值是否成立，如果成立则判定手车位置为试验位；S4）生成手车位置信号。和现有技术相比，本专利技术具有下述优点：1、本专利技术测距单元包括手车工作位测距传感器、手车试验位测距传感器和反射板，反射板安装在手车触臂上，手车工作位测距传感器、手车试验位测距传感器间隙安装布置在变电站开关柜的断路器室顶部且当手车触臂处于工作位时反射板与手车工作位测距传感器相对布置、当手车触臂处于试验位时反射板与手车试验位测距传感器相对布置，本专利技术针对高压开关柜手车一键顺控问题，提出集成手车位置识别及电动底盘自动控制的一体化支持系统，利用光学/声学测距原理识别触本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于变电站开关柜的一键顺控支持系统，其特征在于，包括测距单元（1）、中央处理单元（2）和电机驱动单元（3），所述测距单元（1）包括手车工作位测距传感器（11）、手车试验位测距传感器（12）和反射板（13），所述反射板（13）安装在变电站开关柜的断路器的手车触臂上，所述手车工作位测距传感器（11）、手车试验位测距传感器（12）间隙安装布置在变电站开关柜的断路器室顶部且当手车触臂处于工作位时反射板（13）与手车工作位测距传感器（11）相对布置、当手车触臂处于试验位时反射板（13）与手车试验位测距传感器（12）相对布置，手车工作位测距传感器（11）、手车试验位测距传感器（12）、电机驱动单元（3）分别与中央处理单元（2）相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于变电站开关柜的一键顺控支持系统，其特征在于，包括测距单元（1）、中央处理单元（2）和电机驱动单元（3），所述测距单元（1）包括手车工作位测距传感器（11）、手车试验位测距传感器（12）和反射板（13），所述反射板（13）安装在变电站开关柜的断路器的手车触臂上，所述手车工作位测距传感器（11）、手车试验位测距传感器（12）间隙安装布置在变电站开关柜的断路器室顶部且当手车触臂处于工作位时反射板（13）与手车工作位测距传感器（11）相对布置、当手车触臂处于试验位时反射板（13）与手车试验位测距传感器（12）相对布置，手车工作位测距传感器（11）、手车试验位测距传感器（12）、电机驱动单元（3）分别与中央处理单元（2）相连。


2.根据权利要求1所述的用于变电站开关柜的一键顺控支持系统，其特征在于，所述手车工作位测距传感器（11）为红外测距仪、或者激光测距仪、或者超声波测距仪。


3.根据权利要求2所述的用于变电站开关柜的一键顺控支持系统，其特征在于，所述手车试验位测距传感器（12）为红外测距仪、或者激光测距仪、或者超声波测距仪。


4.根据权利要求3所述的用于变电站开关柜的一键顺控支持系统，其特征在于，所述电机驱动单元（3）与手车的电动底盘控制端相连，所述电机驱动单元（3）用于实现手车的电动底盘控制为顺控操作人员提供手车位置控制，所述电机驱动单元（3）的输入端与信号处理单元（2）的输出相连。


5.根据权利要求4所述的用于变电站开关柜的一键顺控支持系统，其特征在于，所述中央处理单元（2）还连接有检测启动信号处理单元（4），所述检测启动信号处理单元（4）用于接收外部的一键顺控操作信号以通过中央处理单元（2）启动手车工作位测距传感器（11）、手车试验位测距传感器（12）进行测距。


6.根据权利要求5所述的用于变电站开关柜的一键顺控支持系统，其特征在于，所述中央处理单元（2）还分别连接有信号输出单元（5）和视频信号采集单元（6），所述视频信号采集单元（6）安装于变电站开关柜的断路器室，所述视频信号采集单元（6）用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：严亚兵，毛文奇，李辉，潘华，黎刚，朱维钧，欧阳帆，刘伟良，梁文武，徐浩，李刚，许立强，吴晋波，洪权，臧欣，余斌，熊尚峰，李理，蔡昱华，刘志豪，尹超勇，王善诺，闫迎，董国琴，肖纳敏，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43