变电站硬压板智能投退系统 |
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| 申请号 | CN202310718433.X | 申请日 | 2023-06-16 | 公开(公告)号 | CN116683394A | 公开(公告)日 | 2023-09-01 |
| 申请人 | 国网山东省电力公司威海供电公司; | 发明人 | 陈庆; 周扬; 孙忠林; 李凯; 贺喜临; 王鹏; 李世英; 张家瑞; 宗围民; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提出一种变电站硬 压板 智能投退系统，包括绝缘座架，继电保护装置中的绝缘的两 电极 护柱间隔的固定在座架中的 水 平安装板上，设置在两电极护柱上的供、受电极贯穿对应的电极护柱，在其中一个电极上设有硬压板，硬压板在第一驱动机构作用下能转动以在投运 位置 与退出位置间切换，投运位置是指硬压板另一端转动至另一个电极以实现两个电极的电连接；退出位置是指硬压板另一端转动以脱离另一个电极，直至转动至预设位置；当硬压板处于投运位置或者退出位置时，通过压紧机构实现硬压板的压紧；当硬压板需要在投运位置与退出位置之间切换时，通过控制压紧机构以松开硬压板。上述变电站硬压板智能投退系统能实现硬压板的智能投退，提高工作效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种变电站硬压板智能投退系统，其特征在于：包括绝缘的座架，继电保护装置中的绝缘的第一电极护柱和第二电极护柱间隔的固定在所述座架中的水平安装板上，所述第一电极护柱和第二电极护柱均沿着竖直方向设置且贯穿所述安装板，设置在所述第一电极护柱上的供电极沿着竖直方向设置且贯穿所述第一电极护柱，设置在所述第二电极护柱上的受电极沿着竖直方向设置且贯穿所述第二电极护柱，在其中一个电极上设有硬压板，所述硬压板在第一驱动机构的作用下能够转动，以在投运位置与退出位置之间切换，其中投运位置是指在所述第一驱动机构的作用下所述硬压板的另一端转动至另一个电极，通过所述硬压板实现两个电极的电连接；退出位置是指在所述第一驱动机构的作用下所述硬压板的另一端转动以脱离另一个电极，直至转动至预设位置；当所述硬压板处于所述投运位置或者退出位置时，通过压紧机构实现所述硬压板的压紧，以使所述硬压板不能再转动；当所述硬压板需要从投运位置切换至退出位置、或者从退出位置切换至投运位置时，通过控制所述压紧机构以松开所述硬压板，以使所述硬压板能够转动。 |
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| 说明书全文 | 变电站硬压板智能投退系统技术领域背景技术[0002] 硬压板是继电保护装置联系外部接线的桥梁和纽带，也是人机交互的一种手段，通过硬压板的投、退操作，可实现保护装置的部分功能，还可决定保护动作的结果。硬压板的误投退也会造成一些后果，严重的还会导致电力设备被烧毁或引起大范围停电事故，进而影响电网的运行安全。现有的变电站硬压板的投退一般是由运维人员人工进行，这会存在诸多问题，例如工作效率低、有电气风险、以及误投退风险等。 发明内容[0004] 为了实现上述目的，本申请提出了一种变电站硬压板智能投退系统，包括绝缘的座架，继电保护装置中的绝缘的第一电极护柱和第二电极护柱间隔的固定在所述座架中的水平安装板上，所述第一电极护柱和第二电极护柱均沿着竖直方向设置且贯穿所述安装板，设置在所述第一电极护柱上的供电极沿着竖直方向设置且贯穿所述第一电极护柱，设置在所述第二电极护柱上的受电极沿着竖直方向设置且贯穿所述第二电极护柱，在其中一个电极上设有硬压板，所述硬压板在第一驱动机构的作用下能够转动，以在投运位置与退出位置之间切换，其中投运位置是指在所述第一驱动机构的作用下所述硬压板的另一端转动至另一个电极，通过所述硬压板实现两个电极的电连接；退出位置是指在所述第一驱动机构的作用下所述硬压板的另一端转动以脱离另一个电极，直至转动至预设位置；当所述硬压板处于所述投运位置或者退出位置时，通过压紧机构实现所述硬压板的压紧，以使所述硬压板不能再转动；当所述硬压板需要从投运位置切换至退出位置、或者从退出位置切换至投运位置时，通过控制所述压紧机构以松开所述硬压板，以使所述硬压板能够转动。 [0005] 在一些实施例中，在处于所述安装板上方的所述另一个电极上套有两个导电锥形垫圈，两个锥形垫圈呈镜像对称，且两个锥形垫圈的锥形部相对设置，以使硬压板从两个锥形垫圈的锥形部形成的入口处卡接至该电极。 [0006] 在一些实施例中，所述第一驱动机构的结构如下：包括设置在所述安装板上的投退电机，所述投退电机驱动齿轮转动，所述齿轮与设置在所述硬压板上的齿形结构相啮合，通过控制所述投退电机能够实现所述硬压板在投运位置以及退出位置之间切换。 [0007] 在一些实施例中，在所述安装板上分别设有第一位置传感器以及第二位置传感器，两个位置传感器分别经过对应的连接线与控制单元相连接，其中所述第一位置传感器用于检测所述硬压板是否转动至投运位置，并将检测信息传输至所述控制单元；所述第二位置传感器用于检测所述硬压板是否转动至退出位置，并将检测信息传输至所述控制单元。 [0008] 在一些实施例中，所述压紧机构的结构如下：包括安装在所述座架上盖板上的松紧电机，其中所述上盖板可拆卸的连接在所述座架上，所述上盖板安装在所述座架上时，与所述安装板相平行且二者相距预设距离；所述松紧电机的输出轴上设有传动件，通过所述传动件，绝缘的主动螺母轮能够转动，所述主动螺母轮中的内螺纹与所述供电极上的外螺纹相配合，以使所述主动螺母轮能够相对所述供电极上下移动，所述传动件还能够消除所述主动螺母轮的上下位移对所述松紧电机输出轴的影响；所述主动螺母轮经同步带与绝缘的从动螺母轮相连接，所述从动螺母轮中的内螺纹与所述受电极上的外螺纹相配合，以在所述主动螺母轮转动时，所述从动螺母轮能相对所述受电极上下移动；当需要压紧所述硬压板时，驱动所述松紧电机，使所述主动螺母轮和从动螺母轮同步向下移动，以实现硬压板的压紧；在所述上盖板上设有压力传感器，所述压力传感器与控制单元相连接，所述压力传感器用于检测所述压紧机构所处的状态，即压紧状态以及松开状态，且将检测到的信息实时传送至所述控制单元。 [0009] 在一些实施例中，还设有张紧机构，用于张紧所述同步带。 [0010] 在一些实施例中，所述硬压板的结构如下：包括依次相连接的第一导电板、绝缘板和第二导电板，其中所述第一导电板套在所述其中一个电极上，在所述第一导电板的外边缘设有与所述齿轮配合使用的齿形结构，在所述第一驱动机构的作用下，所述第一导电板能够转动；在所述第二导电板上设有卡接口，当所述第二导电板转动至投运位置时，所述卡接口卡接在所述另一个电极上，所述绝缘板上转动连接有绝缘的转轴，所述转轴沿着竖直方向设置，在所述转轴上固定连接有绝缘的圆形底板，沿着所述圆形底板的周向向上延伸设置绝缘的围板，在所述围板以及所述圆形底板所围成的空间内的转轴上设有N个导电熔丝，N≥2，且N为整数，相邻两个熔丝之间设有绝缘隔垫，在所述围板上沿着周向间隔的设有2N个开口，每个熔丝的两端从两个相对应的开口处伸出；每个熔丝的一端通过第一弹性导电部能与所述第一导电板实现电连接，该熔丝的另一端通过第二弹性导电部能与所述第二导电板实现电连接；在所述围板的外壁处间隔的设有多个齿形凸出部，通过第二驱动机构作用于所述齿形凸出部，能够实现所述围板的转动，进而能够通过各个熔丝实现所述第一导电板与第二导电板的电连接。 [0011] 在一些实施例中，所述第一弹性导电部和第二弹性导电部的结构呈镜像对称，所述第一弹性导电部包括绝缘的导向块，所述导向块设置在所述第一导电板上、或者绝缘板上、或者是部分处在第一导电板上，部分处在绝缘板上，所述导向块中设有导向孔，在所述导向孔中设有导电弹性件，所述弹性件的两端分别从所述导向孔的两端伸出，所述弹性件的一端与导电柱相连接，所述导电柱固定在所述第一导电板上，所述弹性件的另一端连接有导电竖板，所述导电竖板呈与所述围板形状相匹配的弧状，在所述弹性件的弹力作用下，所述导电竖板持续抵在所述围板的外壁处，且当所述开口转动至所述导电竖板时，所述导电竖板的局部仍抵在所述围板的外壁处，熔丝的两端能够与两侧的导电竖板接触，实现第一导电板与第二导电板的电连接。 [0012] 在一些实施例中，所述第二驱动机构采用弹性推进片，所述弹性推进片设置在所述座架上，在所述安装板上还设有第三位置传感器，所述第三位置传感器与所述控制单元相连接，所述第三位置传感器用于检测硬压板是否转动至相应位置，当转动至相应位置时，在所述弹性推进片的作用下，所述围板已经转动相应的圈数，以将当前一个熔丝转走，将下一个熔丝转动至两个导电竖板之间，实现所述第一导电板与第二导电板的电连接，当所述第三位置传感器检测到信号时，代表着熔丝已经更换完成，所述第三位置传感器将检测的信号传输至所述控制单元。 [0013] 本申请的该方案的有益效果在于上述变电站硬压板智能投退系统能够实现硬压板的智能投退，提高工作效率，降低电气风险以及误投退风险；另外通过设计硬压板的结构，当某一熔丝损坏时，能够进行熔丝的更换，尽可能的缩短因硬压板的损坏所导致的断电时间。附图说明 [0014] 图1示出了实施例中变电站硬压板智能投退系统的结构示意图。 [0015] 图2示出了实施例中硬压板的结构示意图。 [0016] 图3示出了图2中局部结构的A‑A剖示结构示意图。 [0017] 图4示出了实施例中熔丝的结构示意图。 [0018] 附图标记：1‑座架，101‑安装板，102‑上盖板，2‑第一电极护柱，3‑第二电极护柱，4‑供电极，5‑受电极，6‑锥形垫圈，7‑松紧电机，8‑传动件，9‑主动螺母轮，10‑同步带，11‑从动螺母轮，12‑张紧机构，1201‑长圆孔，1202‑连接轴，1203‑螺母，1204‑垫片，13‑压力传感器，14‑硬压板，1401‑第一导电板，1402‑绝缘板，1403‑第二导电板，14031‑卡接口，1404‑转轴，1405‑圆形底板，1406‑围板，1407‑熔丝，1407‑1‑环形部，1407‑2‑接触部，14071‑第一熔丝，14072‑第二熔丝，1408‑绝缘隔垫，1409‑齿形凸出部，14010‑第一弹性导电部，14011‑第二弹性导电部，14012‑齿形结构，15‑投退电机，16‑齿轮，17‑第一位置传感器，18‑第二位置传感器，19‑连接线，20‑弹性推进片，21‑第三位置传感器。 具体实施方式[0019] 下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步的说明。 [0020] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。 [0021] 如图1～4所示，本申请所涉及的变电站硬压板智能投退系统包括绝缘的座架1，所述座架1装配在继电保护装置上，具体的是将所述座架1与继电保护装置中的绝缘的第一电极护柱2和第二电极护柱3相连接，在本实施例中，所述第一电极护柱2和第二电极护柱3间隔的固定在所述座架1中的水平安装板101上，所述第一电极护柱2和第二电极护柱3均沿着竖直方向设置且贯穿所述安装板101，设置在所述第一电极护柱2上的供电极4沿着竖直方向设置且贯穿所述第一电极护柱2，设置在所述第二电极护柱3上的受电极5沿着竖直方向设置且贯穿所述第二电极护柱3，在其中一个电极(在本实施例中，是在受电极5)上设有硬压板14，所述硬压板14在第一驱动机构的作用下能够转动，以在投运位置与退出位置之间切换，其中投运位置是指在所述第一驱动机构的作用下所述硬压板14的另一端转动至另一个电极(在本实施例中，指供电极4)，通过所述硬压板14实现两个电极的电连接；退出位置是指在所述第一驱动机构的作用下所述硬压板14的另一端转动以脱离另一个电极，直至转动至预设位置。当所述硬压板14处于所述投运位置或者退出位置时，通过压紧机构实现所述硬压板14的压紧，以使所述硬压板14不能再转动；当所述硬压板14需要从投运位置切换至退出位置、或者从退出位置切换至投运位置时，通过控制所述压紧机构以松开所述硬压板14，以使所述硬压板14能够转动。 [0022] 为了使硬压板14能够更佳顺畅的转动至投运位置，在处于所述安装板101上方的所述另一个电极上套有两个导电锥形垫圈6，两个锥形垫圈6呈镜像对称，且两个锥形垫圈6的锥形部相对设置，以方便硬压板14从两个锥形垫圈6的锥形部形成的入口处卡接至该电极。 [0023] 在本实施例中，所述第一驱动机构的结构如下：包括设置在所述安装板101上的投退电机15，所述投退电机15驱动齿轮16转动，所述齿轮16与设置在所述硬压板14上的齿形结构14012相啮合，通过控制所述投退电机15能够实现所述硬压板14在投运位置以及退出位置之间切换。 [0024] 为了使硬压板14精准的在投运位置以及退出位置之间切换，在所述安装板101上分别设有第一位置传感器17以及第二位置传感器18，两个位置传感器分别经过对应的连接线19与控制单元相连接，其中所述第一位置传感器17用于检测所述硬压板14是否转动至投运位置，并将检测信息传输至所述控制单元；所述第二位置传感器18用于检测所述硬压板14是否转动至退出位置，并将检测信息传输至所述控制单元。 [0025] 在本实施例中，所述压紧机构的结构如下：包括安装在所述座架1上盖板102上的松紧电机7，其中所述上盖板102可拆卸的连接在所述座架1上，以方便整个系统的装配，所述上盖板102安装在所述座架1上时，与所述安装板101相平行且二者相距预设距离。所述松紧电机7的输出轴上设有传动件8，通过所述传动件8，绝缘的主动螺母轮9能够转动，所述主动螺母轮9中的内螺纹与所述供电极4上的外螺纹相配合，以便使所述主动螺母轮9能够相对所述供电极4上下移动，所述传动件8还能够消除所述主动螺母轮9的上下位移对所述松紧电机7输出轴的影响，在本实施例中，所述传动件8可采用变量套。 [0026] 所述主动螺母轮9经同步带10与绝缘的从动螺母轮11相连接，所述从动螺母轮11中的内螺纹与所述受电极5上的外螺纹相配合，以便在所述主动螺母轮9转动时，所述从动螺母轮11能相对所述受电极5上下移动。当需要压紧所述硬压板14时，驱动所述松紧电机7，使所述主动螺母轮9和从动螺母轮11同步向下移动，以实现硬压板14的压紧。在所述上盖板102上设有压力传感器13，所述压力传感器13与控制单元相连接，所述压力传感器13用于检测所述压紧机构所处的状态(压紧状态以及松开状态)，进而将检测到的信息实时传送至所述控制单元。具体的，所述压力传感器13与所述从动螺母轮11相对应，以检测所述从动螺母轮11的位置，进而得出所述压紧机构的状态。 [0027] 为了实现所述主动螺母轮9和从动螺母轮11的高度同步，还设有张紧机构12，用于张紧所述同步带10。在本实施例中，所述张紧机构12的结构如下：包括设置在所述上盖板102上的长圆孔1201，连接轴1202沿着竖直方向贯穿所述长圆孔1201，在所述连接轴1202的下方设有张紧轮，通过调整所述连接轴1202处在所述长圆孔1201中的位置，所述张紧轮能够张紧所述同步带10，所述连接轴1202通过螺母1203固定在所述上盖板102处，在所述连接轴1202上还可以套有垫片1204，所述垫片1204处在所述螺母1203与上盖板102的上表面之间。 [0028] 本申请所涉及的硬压板14的结构如下：包括依次相连接的第一导电板1401、绝缘板1402和第二导电板1403，其中所述第一导电板1401套在所述其中一个电极(在本实施例中，是在受电极5)上，在所述第一导电板1401的外边缘设有与所述齿轮16配合使用的齿形结构14012，在所述第一驱动机构的作用下，所述第一导电板1401能够转动；在所述第二导电板1403上设有卡接口14031，当所述第二导电板1403转动至投运位置时，所述卡接口14031卡接在所述另一个电极(在本实施例中，指供电极4)上，具体的是卡接在两个锥形垫圈6之间的另一个电极上；所述绝缘板1402上转动连接有绝缘的转轴1404，所述转轴1404沿着竖直方向设置，在所述转轴1404上固定连接有绝缘的圆形底板1405，沿着所述圆形底板 1405的周向向上延伸设置绝缘的围板1406，在所述围板1406以及所述圆形底板1405所围成的空间内的转轴1404上设有N个导电熔丝1407，N≥2，且N为整数，在本实施例中，所述熔丝 1407包括与所述转轴1404套接的环形部1407‑1、以及分别设置在所述环形部1407‑1两侧的接触部1407‑2，相邻两个熔丝1407之间设有绝缘隔垫1408，在所述围板1406上沿着周向间隔的设有2N个开口，每个熔丝1407的两端从两个相对应的开口处伸出。 [0029] 每个熔丝1407的一端通过第一弹性导电部14010能与所述第一导电板1401实现电连接，该熔丝1407的另一端通过第二弹性导电部14011能与所述第二导电板1403实现电连接，所述第一弹性导电部14010和第二弹性导电部14011的结构呈镜像对称，具体的，所述第一弹性导电部14010包括绝缘的导向块，所述导向块设置在所述第一导电板1401上、或者绝缘板1402上、或者是部分处在第一导电板1401上，部分处在绝缘板1402上，所述导向块中设有导向孔，在所述导向孔中设有导电弹性件(例如弹簧)，所述弹性件的两端分别从所述导向孔的两端伸出，所述弹性件的一端与导电柱相连接，所述导电柱固定在所述第一导电板1401上，所述弹性件的另一端连接有导电竖板，所述导电竖板呈与所述围板1406形状相匹配的弧状，在所述弹性件的弹力作用下，所述导电竖板持续抵在所述围板1406的外壁处，且当所述开口转动至所述导电竖板时，所述导电竖板的局部仍抵在所述围板1406的外壁处，熔丝1407的两端能够与两侧的导电竖板接触，实现第一导电板1401与第二导电板1403的电连接。 [0030] 在所述围板1406的外壁处间隔的设有多个齿形凸出部1409，通过第二驱动机构作用于所述齿形凸出部1409，能够实现所述围板1406的转动，进而能够通过各个熔丝1407实现所述第一导电板1401与第二导电板1403的电连接，通过上述结构的设置，能够在某一个熔丝1407损坏时，实现熔丝1407的更换，尽可能的缩短断电时间。 [0031] 在本实施例中，所述第二驱动机构采用弹性推进片20，所述弹性推进片20设置在所述座架1上，在所述安装板101上还设有第三位置传感器21，所述第三位置传感器21与所述控制单元相连接，所述第三位置传感器21用于检测硬压板14是否转动至相应位置，当转动至相应位置时，在所述弹性推进片20的作用下，所述围板1406已经转动相应的圈数，以便将当前一个熔丝1407转走，将下一个熔丝1407转动至两个导电竖板之间，实现所述第一导电板1401与第二导电板1403的电连接，当所述第三位置传感器21检测到信号时，代表着熔丝1407已经更换完成，所述第三位置传感器21将检测的信号传输至所述控制单元。 [0032] 当所述硬压板14转动至投运位置时，所述供电极4与受电极5应该实现电连接，当所述控制单元检测到二者没有电连接时，则会进行更换熔丝1407的操作，以便第一时间排除是熔丝1407损坏导致断电的可能性。 [0033] 控制所述压紧机构使其处于松开状态，之后控制所述投退电机15，使所述硬压板14转动脱离投运位置，当转动至退出位置时继续控制所述硬压板14转动，直至转动至所述第三位置传感器21能够检测到的位置，此时所述弹性推进片20已经推动所述围板1406外壁处的齿形凸出部1409，使所述围板1406转动，将当前一个熔丝1407转走，将下一个熔丝1407转动至两个导电竖板之间，实现所述第一导电板1401与第二导电板1403的电连接。之后控制所述投退电机15，使所述硬压板14转动至投运位置即可。 [0034] 本申请中涉及的控制理论为现有技术中的已知理论，即压力传感器、各个位置传感器与控制单元之间的关系，控制单元控制各个电机的动作等。 [0035] 本申请所涉及的变电站硬压板智能投退系统能够实现硬压板的智能投退，提高工作效率，降低电气风险以及误投退风险；另外通过设计硬压板的结构，当某一熔丝损坏时，能够进行熔丝的更换，尽可能的缩短因硬压板的损坏所导致的断电时间。 [0036] 以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，根据本申请的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本申请的保护范围之内。 |
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