基于无线电能传输的刀闸分合位置实时检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无线电能传输的刀闸分合位置实时检测系统及方法，在刀闸摆臂上设置接收线圈和能量接收电路，相对接收线圈设置有发射线圈和能量发射电路，刀闸摆臂在刀闸旋转控制模块的控制下沿水平旋转摆动实现刀闸分合，发射线圈在发射线圈旋转控制模块的控制下沿水平旋转，且在发射线圈旋转角度范围内的其中一个角度位置，能量接收电路能通过接收线圈获得最大拾取电压，刀闸旋转控制模块或/和所述发射线圈旋转控制模块根据能量接收电路反馈的拾取电压实现刀闸分合位置实时检测。其效果是：本发明专利技术不需要人员直接到现场进行状态检查，大大减少了运行人员的劳动强度，缩短了操作时间，可以实时检测，检测精度高，反应快。快。快。

【技术实现步骤摘要】
基于无线电能传输的刀闸分合位置实时检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及变电站设备智能检测技术，尤其涉及一种基于无线电能传输的刀闸分合位置实时检测系统及方法。

技术介绍

[0002]刀闸设备是变电站的重要设备之一，在变电站进行倒闸时，一次装置的刀闸一端的机械零件出现松动或二次环限位开关出现故障，从而导致误动作，影响供电的安全性和可靠性，危害到社会的正常生产和经济发展。
[0003]随着智能电网的发展，为了避免因误操作引起的严重事故，需要对其工作状态进行实时监控，以提高电网的运行可靠性。在变电所的操作规程中，要根据不同的原理、不同的检测方法对刀闸进行检测，只有当两个不同的检测信号都发生变化时，才能判定刀闸的合闸正确性。目前，刀闸合位的首要准则是由机械辅助开关节点获得，但随着时间的推移，会出现打滑、变形等现象，使刀闸位置不准确。目前，有三种类型的刀闸关闭：现场人工确认，图像识别，安装姿态传感器。
[0004]人工现场确认是由变电站工作人员在现场直接观察刀闸分合情况，以确定刀闸分合是否正确，但这一做法耗时耗力，运行效率低下，且存在着大量的人为因素，与智能电网的发展背道而驰。
[0005]图像识别是通过摄像头捕捉到刀开关的开、关状态，通过图像分析软件来判断刀开关的开、关状态。这是一种非常复杂的方法，它的成本非常高，并且由于光线、雨、雾等条件的限制，在光线、雨、雾等条件下，很容易造成错误的判断，难以准确地判断出刀闸是否分合到位。
[0006]利用姿态传感器与刀闸一同转动，得到一种位移或角度位移的资料，利用此方法求出传感器的转角及位移，从而判断出其开闭合状态。但是，由于机械转动，姿态传感器的电缆容易缠绕在机械连杆上，造成数据偏差，从而影响了实际应用。
[0007]因此，现有的各项刀闸分合位置检测技术均还存在一定的弊端或不足。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术的首要目的在于提供一种基于无线电能传输的刀闸分合位置实时检测系统，使其实现高精度、低成本的刀闸运行位置及分合到位实时检测。
[0009]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0010]一种基于无线电能传输的刀闸分合位置实时检测系统，其关键在于，在刀闸摆臂上设置接收线圈和能量接收电路，相对所述接收线圈设置有发射线圈和能量发射电路，所述刀闸摆臂在刀闸旋转控制模块的控制下沿水平旋转摆动实现刀闸分合，所述发射线圈在发射线圈旋转控制模块的控制下沿水平旋转，且在所述发射线圈旋转角度范围内的其中一个角度位置，所述能量接收电路能通过所述接收线圈获得最大拾取电压，所述刀闸旋转控制模块或/和所述发射线圈旋转控制模块根据所述能量接收电路反馈的拾取电压实现刀闸
分合位置实时检测。
[0011]可选地，所述发射线圈和所述接收线圈均为倾斜设置的平面线圈，在所述发射线圈旋转角度范围内的其中一个角度位置，所述发射线圈和所述接收线圈相互平行正对，且在该角度位置处所述能量接收电路通过所述接收线圈获得最大拾取电压U
max
。
[0012]可选地，所述能量发射电路包括交流电源、整流逆变电路和LCCL拓扑补偿模块，其中LCCL拓扑补偿模块用于控制所述发射线圈保持恒流输出，所述能量接收电路包括副边电容补偿模块和A/D采样模块。
[0013]可选地，在所述能量接收电路上连接有用于反馈拾取电压的WiFi信号发射模块，在所述发射线圈旋转控制模块上连接有电压比较模块，所述电压比较模块通过WiFi信号接收模块获取所述接收线圈的拾取电压。
[0014]可选地，所述A/D采样模块和所述WiFi信号发射模块的工作电源由所述接收线圈提供。
[0015]可选地，所述发射线圈旋转控制模块上还连接有显示模块，所述显示模块用于显示刀闸摆臂的旋转角度。
[0016]可选地，所述WiFi信号接收模块、所述比较模块、所述显示模块和所述发射线圈旋转控制模块的工作电源由所述交流电源提供。
[0017]可选地，所述发射线圈安装在刀闸旋转轴底部且倾斜朝上设置，所述接收线圈安装在高压侧的刀闸摆臂上且倾斜朝下设置，发射线圈和接收线圈与水平面都保持α角。
[0018]此外，本专利技术的目的还在于提供一种基于无线电能传输的刀闸分合位置实时检测方法，采用前文所述的基于无线电能传输的刀闸分合位置实时检测系统，其关键在于，包括以下步骤：
[0019]S11：控制发射线圈旋转，获取发射线圈旋转角度范围内，能量接收电路通过所述接收线圈获得最大拾取电压U
max
；
[0020]S12：将发射线圈旋转至合闸方向；
[0021]S13：通过刀闸旋转控制模块控制刀闸摆臂转动，并获取接收线圈的拾取电压u，按照：判定刀闸是否合闸。
[0022]此外，本专利技术的目的还在于提供一种基于无线电能传输的刀闸分合位置实时检测方法，采用前文所述的基于无线电能传输的刀闸分合位置实时检测系统，其关键在于，包括以下步骤：
[0023]S21：确定刀闸装置高度为H，摆臂长度为L，并以刀闸旋转轴底部中心为圆心，以合闸位置方向为x轴，刀闸中心轴方向为z轴，垂直二者方向为y轴建立空间直角坐标系；
[0024]S22：通过发射线圈旋转控制模块控制发射线圈旋转，并确定接收线圈获得最大拾取电压时发射线圈的偏移角度θ；
[0025]S23：按照确定刀闸高压侧触头所处位置坐标P(x,y,z)来实现刀闸分合位置的实时检测。
[0026]本专利技术的显著效果是：
[0027](1)本专利技术不需要工作人员直接到现场进行实时刀闸位置检测，大大减少了运行人员的劳动强度，可节省大量运维时间﹐提升工作效率及安全性。
[0028](2)本专利技术能够以较低成本实现刀闸运行位置及分合到位的实时检测，检测精度高，反应快，具有较高的实用性。
[0029](3)本专利技术采用无线电能传输原理，能量传输可以给副边供电，在刀闸侧无需外加电源，发射线圈旋转控制模块和刀闸的旋转动力来源相同，简化系统结构，减少检测误差。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本专利技术具体实施例的安装结构示意图；
[0032]图2为本专利技术具体实施例的系统电路原理图；
[0033]图3为本专利技术具体实施例的方法控制流程图；
[0034]图4为本专利技术具体实施例中系统等效电路图；
[0035]图5本专利技术具体实施例中刀闸分合过程中副边拾取电压变化曲线图。
具体实施方式
[0036]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无线电能传输的刀闸分合位置实时检测系统，其特征在于，在刀闸摆臂上设置接收线圈和能量接收电路，相对所述接收线圈设置有发射线圈和能量发射电路，所述刀闸摆臂在刀闸旋转控制模块的控制下沿水平旋转摆动实现刀闸分合，所述发射线圈在发射线圈旋转控制模块的控制下沿水平旋转，且在所述发射线圈旋转角度范围内的其中一个角度位置，所述能量接收电路能通过所述接收线圈获得最大拾取电压，所述刀闸旋转控制模块或/和所述发射线圈旋转控制模块根据所述能量接收电路反馈的拾取电压实现刀闸分合位置实时检测。2.根据权利要求1所述的基于无线电能传输的刀闸分合位置实时检测系统，其特征在于，所述发射线圈和所述接收线圈均为倾斜设置的平面线圈，在所述发射线圈旋转角度范围内的其中一个角度位置，所述发射线圈和所述接收线圈相互平行正对，且在该角度位置处所述能量接收电路通过所述接收线圈获得最大拾取电压U
max
。3.根据权利要求1或2所述的基于无线电能传输的刀闸分合位置实时检测系统，其特征在于，所述能量发射电路包括交流电源、整流逆变电路和LCCL拓扑补偿模块，其中LCCL拓扑补偿模块用于控制所述发射线圈保持恒流输出，所述能量接收电路包括副边电容补偿模块和A/D采样模块。4.根据权利要求3所述的基于无线电能传输的刀闸分合位置实时检测系统，其特征在于，在所述能量接收电路上连接有用于反馈拾取电压的WiFi信号发射模块，在所述发射线圈旋转控制模块上连接有电压比较模块，所述电压比较模块通过WiFi信号接收模块获取所述接收线圈的拾取电压。5.根据权利要求4所述的基于无线电能传输的刀闸分合位置实时检测系统，其特征在于，所述A/D采样模块和所述WiFi信号发射模块的工作电源由所述接收线圈提供。6.根据权利要求4或5所述的基于无线电能传输的刀...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏晨阳，刘雷雷，刘云海，曹宇恒，陈宇航，卢晨昊，王琪，荣灿灿，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：