CN101651364B - 一种远程自动化控制高压计量综合配电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种远程自动化控制高压计量综合配电装置，它包括高压电操动断路器、高压计量单元、高压计量仪表、配电变压器、低压综合配电柜、防盗装置、测温装置、远程自动控制终端、以及连接有双向通信模块的供电所计算机、电管员手机和移动通信基站；所述远程自动控制终端包括单片机电路、电参数检测电路、发射接收通信模块、输出控制信号电路、开关状态检测电路和数据通信接口电路。该高压计量综合配电装置具有经济实用、使用方便、智能管理、运行高效、适合于国情发展的优点。

Description

一种远程自动化控制高压计量综合配电装置

技术领域

本发明涉及一种用于配电网络的高压计量综合配电装置，具体的说，涉及一种远程自动化控制高压计量综合配电装置。

背景技术

通常，在配电系统中采用的电能计量综合配电装置，多为传统式设计制作的低压计量综合配电装置，该低压计量综合配电装置在实际运行中，存在着一定的不合理性，譬如，配电变压器的空载损耗电量不能计入用电户实际使用电量，这部分配电变压器本身的空载损耗电量，明显的由供电部门承担，即用电户用电，供电部门承担损耗。亦因其现有高低压计量装置不具备远程自动化控制功能，在用电负荷控制、维护、管理方面都存在一定的缺陷。

随着配电自动化控制技术的进一步研究，将加速远程自动化控制高压计量综合配电装置技术的进程；目前，电力系统的远程自动化控制高压计量综合配电装置技术仅仅刚开始起步，但由于执行机构及数据通道投入资金需求量大，故一直未能全面得到普及应用；

对于远程自动化控制高压计量综合配电装置，由于末端设备本身造价较低，则更是相应要求配套设备有能适应的造价，即要求我们必须考虑到设计技术经的济性；

而对于实现远程自动化控制高压计量综合配电装置来说，对电力系统意义重大，尤其是当前国内供电高峰时缺口在10～20％的情况下，更是需要细化用电管理，能够对末端用户直接分配负荷并能遥测、遥控，以便于负荷调控到供电末端；

远程自动化控制高压计量综合配电装置技术的研究，不仅提高了电力计量的合理性，还将对计量、配电设备的安全运行起到极大的改善作用。目前在运行的高压计量综合配电装置，由于不能实时远程监控，基本上是现场人工抄表，且不能实现用电自动化管理；如能全面推广并适应远程自动化控制高压计量综合配电装置的改造需要，将能对远程自动化控制高压计量综合配电装置的技术进步起到至关重要的作用。

为了解决上述存在的问题，人们一直在寻找一种更趋于理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，从而提供一种经济实用、使用方便、智能管理、运行高效、适于国情发展的远程自动化控制高压计量综合配电装置。

本发明的目的是通过下面的技术方案来实现的：

一种远程自动化控制高压计量综合配电装置，包括高压电操动断路器、高压计量单元、高压计量仪表、配电变压器、低压综合配电柜、防盗装置、测温装置、远程自动控制终端、以及连接有双向通信模块的供电所计算机、电管员手机和移动通信基站；

所述远程自动控制终端包括单片机电路、电参数检测电路、发射接收通信模块、输出控制信号电路、开关状态检测电路和数据通信接口电路；所述单片机电路分别与所述电参数检测电路、所述开关状态检测电路连接以读取各种电力参数；所述单片机电路与所述输出控制信号电路连接以完成控制信号的输出；所述单片机电路与所述数据通信接口电路连接以完成与外围设备的通信；所述单片机电路与所述发射接收通信模块连接以完成发射和接受信息；

所述输出控制信号电路、所述开关状态检测电路分别连接所述高压电操动断路器，用于通过所述远程自动控制终端实现对所述高压电操动断路器的通断控制及检测所述高压电操动断路器的开关状态；

所述输出控制信号电路、所述开关状态检测电路分别连接所述低压综合配电柜，用于通过所述远程自动控制终端实现对所述低压综合配电柜的通断控制及检测所述低压综合配电柜的开关状态；

所述高压计量仪表的输入端连接所述高压计量单元，其输出端连接所述电参数检测电路，用于通过所述远程自动控制终端实现对所述高压计量单元的输出电压信号、输出电流信号的采集；

所述测温装置为数字温度传感器，其输入端连接所述配电变压器，其输出端与所述单片机电路连接，用于通过所述单片机电路实现对所述配电变压器的温度信号的采集和完成对所述配电变压器的温度异常报警；

所述防盗装置为永磁干簧管继电器，其输入端连接所述高压计量仪表箱门，其输出端与所述单片机电路连接，用于通过所述单片机电路实现对所述高压计量仪表的开箱报警；

所述移动通信基站为所述供电所计算机、所述电管员手机和所述发射接收通信模块之间提供移动网路服务。

基于上述，所述高压电操动断路器是具有电操动刀闸的高压跌落式熔断器。

基于上述，所述高压计量单元包括两只0.2～0.5级的电流互感器和两只0.2～0.5级的电压互感器，其中，两只所述电压互感器中有一只电压互感器具有220V/1200VA的电动操作电源。

基于上述，所述高压计量仪表是高压电子式三相四线制有/无功电能表。

基于上述，所述配电变压器是6-10KV/400V的变压器。

基于上述，所述低压综合配电柜是一种具有电动操作机构的断路器或磁保持接触器或交流接触器的低压主开关控制柜。

本发明相对于现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步性，具体的说，该远程自动化控制高压计量综合配电装置能够较为经济、理想的实现远程自动化控制，其设计技术具有经济性价比高的特点，对于发展中国家实现配电系统自动化控制，将会起到积极的促进作用；

该远程自动化控制高压计量综合配电装置利用计算机技术、单片机检测、控制技术与无线移动通信技术，从而开发的一种用于自动化控制高压计量综合配电装置。其远程控制保护、实时状态和数据检测功能的数字化、智能化的效果，与移动通讯网络、计算机软件及电管员手机结合，可构成远程自动化控制高压计量综合配电装置的自动保护、遥测、遥控、遥信，并由此形成电力系统的配电安全运行集中监控系统，实现末端用户负荷监控，并能通过遥测、遥控实现用电自动化管理。

附图说明

图1是本发明的工作原理示意图；

图2是本发明所述数据通信接口电路的示意图；

图3是本发明所述电参数检测电路的示意图；

图4是本发明所述单片机电路的示意图；

图5是本发明所述发射接收通信模块的示意图；

图6是本发明所述输出控制信号电路的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细描述：

如图1所示，一种远程自动化控制高压计量综合配电装置，包括高压电操动断路器、高压计量单元、高压计量仪表、配电变压器、低压综合配电柜、防盗装置、测温装置、远程自动控制终端、以及连接有双向通信模块的供电所计算机、电管员手机和移动通信基站；

所述高压电操动断路器是具有电操动刀闸的高压跌落式熔断器；

所述高压计量单元包括两只0.2～0.5级的电流互感器和两只0.2～0.5级的电压互感器，其中，两只所述电压互感器中有一只电压互感器具有220V/1200VA的电动操作电源；所述电动操作电源为所述高压电操动断路器的电操动刀闸供电；

所述高压计量仪表是高压电子式三相四线制有/无功电能表；

所述配电变压器是6-10KV/400V的变压器；

所述低压综合配电柜是一种具有电动操作机构的断路器或磁保持接触器或交流接触器的低压主开关控制柜；

所述高压电操动断路器一端连接于6-10KV高压线路，所述高压电操动断路器另一端连接所述高压计量单元一端，所述高压计量单元另一端连接于所述配电变压器的高压侧，所述配电变压器的低压侧连接于所述低压综合配电柜一端，所述低压综合配电柜另一端输出低压380/220V，并以此构成的高压计装置主回路；

所述远程自动化控制终端、所述测温装置、所述防盗装置、以及连接有计算机双向通信模块的供电所计算机、所述电管员手机和所述移动通信基站，构成远程自动化控制与管理系统；

所述远程自动控制终端包括单片机电路、电参数检测电路、发射接收通信模块、输出控制信号电路、开关状态检测电路和数据通信接口电路；所述单片机电路分别与所述电参数检测电路、所述开关状态检测电路连接以读取各种电力参数；所述单片机电路与所述输出控制信号电路连接以完成控制信号的输出；所述单片机电路与所述数据通信接口电路连接以完成与外围设备的通信；所述单片机电路与所述发射接收通信模块连接以完成发射和接受信息；

所述输出控制信号电路、所述开关状态检测电路分别连接所述高压电操动断路器，用于通过所述远程自动控制终端实现对所述高压电操动断路器的通断控制及检测所述高压电操动断路器的开关状态；

所述输出控制信号电路、所述开关状态检测电路分别连接所述低压综合配电柜，用于通过所述远程自动控制终端实现对所述低压综合配电柜的通断控制及检测所述低压综合配电柜的开关状态；

所述高压计量仪表的输入端连接所述高压计量单元，其输出端连接所述电参数检测电路，用于通过所述远程自动控制终端实现对所述高压计量单元的输出电压信号、输出电流信号的采集；

所述测温装置为数字温度传感器，其输入端连接所述配电变压器，其输出端与所述单片机电路连接，用于通过所述单片机电路实现对所述配电变压器的温度信号的采集和完成对所述配电变压器的温度异常报警；

所述防盗装置为永磁干簧管继电器，其输入端连接所述高压计量仪表箱门，其输出端与所述单片机电路连接，用于通过所述单片机电路实现对所述高压计量仪表的开箱报警；

所述移动通信基站为所述供电所计算机、所述电管员手机和所述发射接收通信模块之间提供移动网路服务。

对于远程遥控、遥测过程，是所述发射接收通信模块实时接收来自供电所计算机或电管员手机发来的控制短信指令，如：抄表、控制断电、控制送电等，当由所述发射接收通信模块收到短信后，由所述单片机电路经过分析认定，并做出相应动作，如：现场实时数据送回、或启停现场高低压断路器或交流接触器等。

所述开关状态检测电路的输入端连接于开关设备的继电器接点，另一端连接于单片机电路以读取接点开关状态；所述开关状态检测电路可检测6-10KV高压断路器和400V/220V断路器或交流接触器等开关设备的通断状态，并由单片机电路控制处理。

如图2所示，所述数据通信接口电路是一个两单元通过两个485通讯单元联接以进行数据传送；所述数据通信接口电路是一种RS-485串行数据通信电路，在要求通信距离为几十米到上千米时，可广泛采用RS-485串行总线标准，RS-485用于多点互连时可以省掉许多信号线，通过所述数据通信接口电路实现远程在线监测、远程抄表以及用电自动化管理。

如图3所示，所述电参数检测电路是一个电参数测量集成芯片，由电参数测量集成芯片将采集到的电压、电流测量信号分别接入单片机，由单片机控制计算出有功电能等电参数并输出到远传单元；电能脉冲通过光偶隔离输出。

如图4所示，所述单片机电路是以单片机为技术核心的电路系统，其与电参数检测电路连接，控制电参数的计算；其与发射接收通信模块联接，用以控制发射模块的工作；其与输出控制信号电路联接，用以完成异常报警、输出控制信号端口是否报警、或对开关设备进行接通分断处理指令等；同时，其与数据通信接口电路即远传单元连接，进行数据传输，把电参数送入远传单元。

如图5所示，所述发射接收通信模块是一个通信发射接收模块芯片，其与单片机系统双向通信，把报警信号或电力参数以短信方式发出，并用于接收工作短信，其工作过程由单片机系统控制。

如图6所示，所述输出控制信号电路一端连接于输出控制为两路的继电器接点，另一端连接于单片机系统电路，根据短信或其它设置控制其吸合状态用于控制6-10KV高压断路器和400V/220V断路器或交流接触器等开关设备；所述输出控制信号电路是由单片机根据短信或其它设置控制其是否报警或对开关设备进行通断处理；

所述输出控制信号电路是单片机对停送电操作程序的输出端，用于实现：需高压调整负荷断电时，操作程序发出指令，先断开低压断路器，而后断开高压断路器；高压送电时，仍由操作程序发出指令，先合高压断路器，而后再合低压断路器；保持高压电操动断路器的分合闸电流是变压器空载电流，从而大大的减小了高压断路器的分合闸电流，且提高了配电设备的安全运行及可靠性。

如图1所示，当远程自动化控制高压计量综合配电装置投入运行后，在所述单片机电路的控制下，所述电参数检测电路实时、不断的对通过高压计量仪表采集的各项电力参数进行检测，并不断读取检测数据，进行判断处理；根据具体情况，由所述单片机电路生成相应中文短信，通过所述发射接收通信模块将所述中文短信发至供电所计算机或电管员手机；对于开关状态的控制，由停送电操作程序发出指令，而后再由开关信号检测电路直接检测；排除异常情况后，方可由电管员手机或供电所计算机启动停送电程序。

所述双向通信模块是一种用于连接计算机的、把报警或断路开关通断指令或需要的电力参数以短信方式发出并接收的通信模块；所述供电所计算机是普通计算机，即终端计算机；所述电管员手机是配电系统电工管理人员用于工作的普通手机；所述移动通信基站能够为所述电管员手机提供移动网络服务。

该远程自动化控制高压计量综合配电装置的设计，能够较为经济、理想的实现用电自动化控制与管理，其对于发展中国家实现高压计量装置自动化控制将会起到积极的促进作用。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种远程自动化控制高压计量综合配电装置，包括高压电操动断路器、高压计量单元、高压计量仪表、配电变压器和低压综合配电柜，其特征在于：该高压计量综合配电装置还包括防盗装置、测温装置、远程自动控制终端、以及连接有双向通信模块的供电所计算机、电管员手机和移动通信基站；

所述远程自动控制终端包括单片机电路、电参数检测电路、发射接收通信模块、输出控制信号电路、开关状态检测电路和数据通信接口电路；所述单片机电路分别与所述电参数检测电路、所述开关状态检测电路连接以读取各种电力参数；所述单片机电路与所述输出控制信号电路连接以完成控制信号的输出；所述单片机电路与所述数据通信接口电路连接以完成与外围设备的通信；所述单片机电路与所述发射接收通信模块连接以完成发射和接收信息；

所述输出控制信号电路、所述开关状态检测电路分别连接所述高压电操动断路器，用于通过所述远程自动控制终端实现对所述高压电操动断路器的通断控制及检测所述高压电操动断路器的开关状态；

所述输出控制信号电路、所述开关状态检测电路分别连接所述低压综合配电柜，用于通过所述远程自动控制终端实现对所述低压综合配电柜的通断控制及检测所述低压综合配电柜的开关状态；

所述高压计量仪表的输入端连接所述高压计量单元，所述高压计量仪表的输出端连接所述电参数检测电路，用于通过所述远程自动控制终端实现对所述高压计量单元的输出电压信号、输出电流信号的采集；

所述测温装置为数字温度传感器，其输入端连接所述配电变压器，其输出端与所述单片机电路连接，用于通过所述单片机电路实现对所述配电变压器的温度信号的采集和完成对所述配电变压器的温度异常报警；

所述防盗装置为永磁干簧管继电器，其输入端连接所述高压计量仪表 箱门，其输出端与所述单片机电路连接，用于通过所述单片机电路实现对所述高压计量仪表的开箱报警；

所述移动通信基站为所述供电所计算机、所述电管员手机和所述发射接收通信模块之间提供移动网路服务。

2.根据权利要求1所述的一种远程自动化控制高压计量综合配电装置，其特征在于：所述高压电操动断路器是具有电操动刀闸的高压跌落式熔断器。

3.根据权利要求1所述的一种远程自动化控制高压计量综合配电装置，其特征在于：所述高压计量单元包括两只0.2～0.5级的电流互感器和两只0.2～0.5级的电压互感器，其中，两只所述电压互感器中有一只电压互感器具有220V/1200VA的电动操作电源。

4.根据权利要求1所述的一种远程自动化控制高压计量综合配电装置，其特征在于：所述高压计量仪表是高压电子式三相四线制有/无功电能表。

5.根据权利要求1所述的一种远程自动化控制高压计量综合配电装置，其特征在于：所述配电变压器是6-10KV/400V的变压器。

6.根据权利要求1所述的一种远程自动化控制高压计量综合配电装置，其特征在于：所述低压综合配电柜是一种具有电动操作机构的断路器或磁保持接触器或交流接触器的低压主开关控制柜。 

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