本发明涉及电力系统防灾减灾，具体的说是一种风电集电线路遥控融冰短接开关的控制系统。
背景技术：
1、风电场位于高海拔微地形区，冬季寒潮冷空气使得风机、送出线路、架空集电线路严重覆冰，最终导致大面积脱网。为减少冰灾，需在35kv集电线路末端设置融冰短接开关，以配合融冰系统实现线路融冰。现有的融冰短接开关为人工手动操作，不同集电线路融冰时需操作人员到数公里外的不同山头短接，道路结冰后，山路难行，现场短接实施困难、危险、低效。常规控制器存在误动作导致集电线路停电事故的风险，而常规带电互锁继电器存在长时间处于吸合状态导致的线圈发热、机械疲劳引起的电路故障、功能失效问题。常规隔离开关在冬季易结冰、覆冰，导致开关自动分合闸易不到位，进而引起开关损毁。
2、专利申请号202411034738x 、名称为一种封闭式高压融冰开关装置，公开了一种对于现有融冰短接开关的改进装置，设计封闭式柜体，在封闭式柜体内设置独立的高压室和低压室，高压室内设置高压隔离开关、高压互感器和第一避雷器，低压室内设置第二避雷器和集成控制箱，并在封闭式柜体内设置温湿度控制器和视频监控元件，获取柜体内温湿度情况和高压隔离开关分合闸状态图像。其控制方法为，输电线路进行融冰时，将融冰线路停电，确认外部电缆不带电；将高压隔离开关合闸，通过视频监控元件确认高压隔离开关合闸到位后，接通融冰线路进行融冰；融冰结束后，将融冰线路停电，确认外部电缆不带电；将高压隔离开关分闸，通过视频监控元件确认高压隔离开关分闸到位，形成可见断口。该专利申请实现了对于高压隔离开关的防护、避雷措施、温湿度控制、高压隔离开关分合闸状态的确认，可有效防止融冰设备在低温多冰雪季节结冰，保证融冰设备的正常运行，提高电力系统的稳定性。该设备能够实现远程控制，实时显示外部电缆的高压带电情况，保护现场人员的安全，并将信号传输至后台，实时监控线路带电情况，有效防止带电误操作。
3、但是，该专利申请只是提到了机械结构，并未提供提供完整的控制系统解决方案，对于控制方法过程也是一笔带过，对于常规控制器、常规带电互锁继电器存在的问题，并没有有效解决，所以并未从根本上解决目前融冰短接开关存在的问题。
技术实现思路
1、为解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种风电集电线路遥控融冰短接开关的控制系统，在融冰短接开关机械结构的基础上，设计有效的控制系统，实现对高压隔离开关状态的遥信、遥测、遥控功能及视频监控，保证融冰设备的正常、稳定运行，切实提升风电场集电线路的融冰效率。
2、为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
3、一种风电集电线路遥控融冰短接开关的控制系统，该遥控融冰短接开关设置于35kv集电线路末端，包含有封闭式柜体，所述封闭式柜体内设置独立的高压室和低压室，所述高压室内设置高压隔离开关、高压互感器和防雷设备，所述低压室内设置集成控制箱、相关被控设备和视频监控装置，所述遥控融冰短接开关的控制系统包含有取电装置、电池管理装置、智能控制终端及相关控制设备、主线路带电拒动硬件电路和高压隔离开关相关设备，所述取电装置包含有顺次连接的电压互感器、防雷设备和二级emi滤波电路；所述电池管理装置包含有相互连接的电池充电管理模块和铅酸蓄电池组，所述电池充电管理模块与二级emi滤波电路连接；所述智能控制终端及相关控制设备包含有智能控制终端及与之相连接的温湿度传感器、带风扇的加热器组、环境温度传感器、通讯及监控装置、电压检测电路、隔刀电机驱动电路和电控锁驱动电路，所述二emi滤波电路分别与上述设备连接实现电压检测及供电；所述主线路带电拒动硬件电路设置为独立于智能控制终端之外的主线路带电检测电路，设置于隔刀电机驱动电路、电控锁驱动电路与高压隔离开关相关设备的隔刀电机、电控锁线圈之间，实现高压隔离开关的带电拒动；所述高压隔离开关相关设备还包含有开关状态传感器和电控锁状态传感器，所述开关状态传感器和电控锁状态传感器分别与智能控制终端连接，所述智能控制终端通过通讯及监控装置的通讯线路与上位机实现通讯连接，所述上位机上可同时监控多台融冰短接开关的状态并实现对多台融冰短接开关的控制。
4、所述通讯及监控装置包含有采用光纤模块和4g网关实现的两种通讯方式，并连接对应的摄像头一和摄像头二，所述智能控制终端的两个独立通讯接口分别连接光纤模块和4g网关，实现上位机与高压隔离开关之间的通讯和视频监控，观察高压隔离开关分合闸状态到位情况、是否覆冰、避雷器示数状态。
5、所述主线路带电拒动硬件电路主要由电池、降压变压器、整流模块、滤波电路、直流平波电路、稳压电路、调压电路、电压比较电路、继电器线圈驱动电路、带电拒动继电器组成，所述降压变压器连接与二级emi滤波电路连接，将35kv集电线路线电压转变为低压交流信号，再经顺次连接的整流模块、滤波电路、直流平波电路后转变为与集电线路线电压基本成正比的直流电压信号u1，所述电池电压经顺次连接的稳压电路、调压电路 转变为可调的电压阈值u0，将电压阈值u0和直流电压信号u1连接到电压比较电路中，所述电压比较电路的输出端连接带电拒动继电器的继电器线圈驱动电路，所述带电拒动继电器的常开触点分别串联接入隔刀电机驱动电路的正电压端和电控锁驱动电路的正电压端。
6、所述上位机实现对于融冰短接开关在常态下和融冰状态下的遥信、遥测和遥控，并可观察高压隔离开关分合闸状态、是否覆冰、避雷装置示数信息，可监控的信息包含有开关分合闸位置信息、电控锁位置信息、一次线路电压、环境温度、柜内温湿度、控制箱内温湿度、电池电量、开关分合闸动作总次数。
7、该控制系统设置有高压隔离开关分合闸自动动作流程及故障自诊断程序，所述合闸自动动作流程具体步骤如下：
8、步骤s11：后台软件发出遥控合闸指令；
9、步骤s12：智能控制终端收到合闸指令后，根据检测到的环境温度值做判断，当环境温度高于温度阈值时，则系统给后台软件报警1，流程结束；如果温度低于温度阈值时，进入下一步；
10、步骤s13：在满足上述条件的情况下，智能控制终端检测集电线路电压，当检测到线路带35kv电压时，则系统给后台软件报警2，流程结束；如果集电线路不带电，进入下一步；
11、步骤s14：当满足上述条件时，智能控制终端控制电控锁线圈打开；
12、步骤s15：当智能控制终端发出电控锁打开指令后，设定时间内，未收到电控锁打开到位信号，则系统给后台软件报警3，流程结束；当设定时间内收到电控锁打开到位信号且信号稳定，则进入下一步；
13、步骤s16：在满足上述条件的情况下，智能控制终端控制高压隔离开关合闸，通过控制合闸信号将隔刀电机驱动电路的h桥电路对角的mos管q3和mos管q6导通来驱动隔刀电机正向启动；
14、步骤s17：当主线路带电拒动硬件电路检测到集电线路带电时，该电路所控的带电拒动继电器不动作，常开点k1断开，此时即便隔刀电机驱动电路的h桥电路对角的mos管q3和mos管q6导通，隔刀电机电枢回路也无法导通，隔刀电机不启动，此时智能控制终端检测到隔刀电机电枢回路没有电流，则诊断为主线路带电拒动硬件电路拒动，系统给后台软件报警4，流程结束；当主线路带电拒动硬件电路检测到集电线路不带电时，该电路所控的带电拒动继电器动作，常开点k1闭合，此时隔刀电机电枢回路完全导通，隔刀电机正向启动，进入下一步；
15、步骤s18：当隔刀电机启动，且在设定时间阈值内，智能控制终端未检测到合闸到位信号时，则系统给后台软件报警5，流程结束；
16、步骤s19：当隔刀电机启动，且在设定时间阈值内，智能控制终端检测到合闸到位信号时，在检测到合闸到位信号的那一刻，隔刀电机停止，进入下一步；
17、步骤s110：隔刀电机停止后，智能控制终端将合闸到位信号发送给后台；
18、步骤s111：后台收到合闸到位信号后，操作人员可通过后台软件的摄像头视野来观察融冰短接开关的合闸状态，当视频确定合闸到位后，流程结束，此时可操作集电线路通电融冰；
19、其中，后台显示的报警代码提示为：
20、报警1：集电线路未有冰灾现象，误操作；
21、报警2：集电线路未停电，误操作；
22、报警3：电控锁故障；电压检测电路故障；
23、报警4：电机驱动电路故障；电压检测电路故障；
24、报警5：开关合闸故障。
25、所述分闸自动动作流程具体步骤如下：
26、步骤s21：后台软件发出遥控分闸指令；
27、步骤s22：智能控制终端收到分闸指令后，检测集电线路电压，当检测到线路带35kv电压时，则系统给后台软件报警6，流程结束；如果集电线路不带电，进入下一步；
28、步骤s23：当满足上述条件时，智能控制终端31控制电控锁线圈打开；
29、步骤s24：当智能控制终端发出电控锁打开指令后，设定时间内，未收到电控锁打开到位信号，则系统给后台软件报警7，流程结束；当设定时间内收到电控锁打开到位信号且信号稳定，则进入下一步；
30、步骤s25：在满足上述条件的情况下，智能控制终端控制高压隔离开关合闸，通过控制分闸信号将隔刀电机驱动电路的h桥电路对角的mos管q4和mos管q5导通来驱动电机反向启动；
31、步骤s26：当主线路带电拒动硬件电路检测到集电线路带电时，该电路所控的带电拒动继电器不动作，常开点k1断开，此时即便隔刀电机驱动电路的h桥电路对角的mos管q4和mos管q5导通，隔刀电机电枢回路也无法导通，隔刀电机不启动，此时智能控制终端检测到隔刀电机电枢回路没有电流，则诊断为主线路带电拒动硬件电路拒动，系统给后台软件报警8，流程结束；当主线路带电拒动硬件电路检测到集电线路不带电时，该电路所控的带电拒动继电器动作，常开点k1闭合，此时隔刀电机电枢回路导通，隔刀电机反向启动，进入下一步；
32、步骤s27：当隔刀电机启动，且在设定时间阈值内，智能控制终端未检测到分闸到位信号时，则系统给后台软件报警9，流程结束；
33、步骤s28：当隔刀电机启动，且在设定时间阈值内，智能控制终端31检测到合闸到位信号时，在检测到分闸到位信号的那一刻，隔刀电机停止，进入下一步；
34、步骤s29：隔刀电机停止后，智能控制终端将分闸到位信号发送给后台；
35、步骤s210：后台收到分闸到位信号后，操作人员可通过后台软件的摄像头视野来观察融冰短接开关的分闸状态，当视频确定分闸到位后，流程结束；
36、其中，后台显示的报警代码提示为：
37、报警6：集电线路未停电，误操作；
38、报警7：电控锁故障；
39、报警8：电机驱动电路故障，电压检测电路故障；
40、报警9：开关分闸故障。
41、本发明阐述了一种基于35kv高压隔离开关的风电集电线路遥控融冰短接开关的控制系统，实现在覆冰期间对于集电线路的快速便捷融冰，具有如下有益效果：
42、1）封闭式柜体实现对于高压隔离开关的防护，智能控制终端通过检测柜体内温湿度并控制加热器、换热风扇动作以确保开关在冬季不覆冰，进而保证覆冰期间开关的可靠动作；
43、2）智能控制终端及后台控制软件，实现对开关状态的遥信、遥测、遥控功能以及视频监控功能，实现对开关分合闸状态的双确认；
44、3）配备铅酸蓄电池组，使开关及控制系统各部件可在断电情况下动作及正常运行；
45、4）设置两套相互独立的通讯方式，实现上位机与融冰开关之间的可靠通讯和视频监控；
46、5）设计了独立于控制系统之外的硬件带电拒动电路，既保证了融冰开关的带电拒动功能，又避免常规闭锁继电器因长时间吸合导致的线圈发热、机械疲劳引起的电路故障、功能失效问题；
47、6）在防雷设备后端设置了多级emi滤波电路，使电磁干扰信号衰减，抑制电源输入端的反灌杂波，提高整个系统的电磁兼容性，增加了各设备的抗雷击能力；
48、7）控制系统可靠性高，智能化程度高，可实现集电线路快速便捷融冰，大大提高了融冰效率，防止开关带电电动误动作及带电手动误操作，具有极高的安全性，适合大面积推广应用。
1.一种风电集电线路遥控融冰短接开关的控制系统，该遥控融冰短接开关设置于35kv集电线路末端，包含有封闭式柜体，所述封闭式柜体内设置独立的高压室和低压室，所述高压室内设置高压隔离开关、电压互感器和防雷设备，所述低压室内设置集成控制箱、相关被控设备和视频监控装置，其特征在于，所述遥控融冰短接开关的控制系统包含有取电装置（1）、电池管理装置（2）、智能控制终端及相关控制设备（3）、主线路带电拒动硬件电路（5）和高压隔离开关相关设备（4），
2.根据权利要求1所述的一种风电集电线路遥控融冰短接开关的控制系统，其特征在于，所述通讯及监控装置（35）包含有采用光纤模块（351）和4g网关（352）实现的两种通讯方式，并连接对应的摄像头一（353）和摄像头二（354），所述智能控制终端（31）的两个独立通讯接口分别连接光纤模块（351）和4g网关（352），实现上位机与高压隔离开关之间的通讯和视频监控，观察高压隔离开关分合闸状态到位情况、是否覆冰、避雷器示数状态。
3.根据权利要求1所述的一种风电集电线路遥控融冰短接开关的控制系统，其特征在于， 所述主线路带电拒动硬件电路（5）主要由电池（51）、降压变压器（52）、整流模块（53）、滤波电路（54）、直流平波电路（55）、稳压电路（56）、调压电路（57）、电压比较电路（58）、继电器线圈驱动电路（59）、带电拒动继电器（50）组成，所述降压变压器（52）连接与二级emi滤波电路（13）连接，将35kv集电线路线电压转变为低压交流信号，再经顺次连接的整流模块（53）、滤波电路（54）、直流平波电路（55）后转变为与集电线路线电压基本成正比的直流电压信号u1，所述电池（51）电压经顺次连接的稳压电路（56）、调压电路(57) 转变为可调的电压阈值u0，将电压阈值u0和直流电压信号u1连接到电压比较电路(58)中，所述电压比较电路(58)的输出端连接带电拒动继电器(50)的继电器线圈驱动电路（59），所述带电拒动继电器（50）的常开触点分别串联接入隔刀电机驱动电路（37）的正电压端和电控锁驱动电路（38）的正电压端。
4.根据权利要求1所述的一种风电集电线路遥控融冰短接开关的控制系统，其特征在于，所述上位机实现对于融冰短接开关在常态下和融冰状态下的遥信、遥测和遥控，并可观察高压隔离开关分合闸状态、是否覆冰、避雷装置示数信息，可监控的信息包含有开关分合闸位置信息、电控锁位置信息、一次线路电压、环境温度、柜内温湿度、控制箱内温湿度、电池电量、开关分合闸动作总次数。
5.根据权利要求1所述的一种风电集电线路遥控融冰短接开关的控制系统，其特征在于，该控制系统设置有高压隔离开关分合闸自动动作流程及故障自诊断程序，所述合闸自动动作流程具体步骤如下：
6.根据权利要求5所述的一种风电集电线路遥控融冰短接开关的控制系统，其特征在于，所述分闸自动动作流程具体步骤如下：
