CN102136757A - 6～20kV环网开关柜智能控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明6～20kV环网开关柜智能控制装置包括信号数据采集电路，信号数据计算判断电路，设备操作电路，无线报警发射电路，无线接收电路；从环网开关柜采集到信号数据，分别连接信号数据计算判断电路、无线报警发射电路，信号数据计算判断电路输出分别连接设备操作电路、无线报警发射电路，设备操作电路输出连接无线报警发射电路，无线接收电路连接设备操作电路、信号数据采集电路；该智能控制装置具有保护、自动功能，根据设定可自动投切电源，通过遥测、遥信随时可以看到电源电压、电流、及电缆温度，根据设备现场运行需要随时进行远方投切操作，缩短操作设备时间，该智能控制装置对于发展配电智能化起到积极促进作用。

Description

6～20kV环网开关柜智能控制装置

技术领域

本发明涉及一种6～20kV环网开关柜智能控制技术，具体的说，是一种应用配网电缆供电智能控制环网开关柜系统。

背景技术

目前电力系统全面开展智能电网建设，对全电网实行智能控制，智能管理，智能分析。配网智能化仅仅刚开始起步，由于各种原因一直未能全面得到普及应用，对于配网供电智能控制技术研究，也是配网智能化的普及应用一部分，主要针对配电变压器及负荷开关实行智能控制，智能管理。

配网供电环网开关柜智能控制技术研究建设，将对配电系统设备安全运行起到极大推动，目前在运行的配电系统设备，由于不能实时监控，基本上是出了故障，由用户通知检修；供电质量低，设备损坏率高，如能全面推广应用配网供电环网开关柜智能控制技术，将能对配电系统智能化控制技术发展起到至关重要的作用。

发明内容

本发明的目的是通过下面的技术方案来实现的：

6～20kV环网开关柜智能控制装置，包括信号数据采集电路，信号数据计算判断电路，设备操作电路，无线报警发射电路，无线接收电路；所述信号数据采集电路有三端头，分别为A、B、C，所述信号数据计算判断电路输出有二端头，分别为S、X，所述无线接收电路输出有二端头，分别为N、G；

其中，所述信号数据采集电路，从环网开关柜供电系统采集到信号数据端头A连接所述信号数据计算判断电路，端头B连接所述无线报警发射电路，所述信号数据计算判断电路输出端头S连接所述设备操作电路、端头X连接所述无线报警发射电路，所述设备操作电路输出连接所述无线报警发射电路，所述无线接收电路输出端头N连接所述设备操作电路，输出端头G连接所述信号数据采集电路的端头C。

所述的6～20kV环网开关柜智能控制装置，信号数据采集电路包括电缆温度信号采集电路，电源电压信号采集电路，电源电流信号采集电路；所述电缆温度信号采集电路、电源电压信号采集电路、电源电流信号采集电路输出端头A连接信号数据计算判断电路、端头B连接所述无线报警发射电路；

其中，所述电缆温度信号采集电路，是将温度检测元件数字温度传感器连接于所述电缆头某一位置，从温度检测元件处采集电缆温度数据信号，连接于信号数据计算判断电路、无线报警发射电路；

所述电源电压信号采集电路，是将L1、L2、L3三相电源电压经电压互感器变压及一定值的电阻降压后输出适合的电压信号，接于信号数据计算判断电路、无线报警发射电路；

所述的电源电流信号采集电路，是将L1、L2、L3三相电源电流经电流互感器和负载电阻变换后输出适合要求的电流信号，接入信号数据计算判断电路、无线报警发射电路。

所述的6～20kV环网开关柜智能控制装置，信号数据计算判断电路包括A/D变换电路，计算判断电路，执行元件；所述的A/D变换电路输入与所述的信号数据采集电路输出端头A连接，A/D变换电路输出连接所述的数据计算判断电路，数据计算判断电路输出连接所述的执行元件；所述执行元件输出有二端头，分别为S、X，S端头连接所述的设备操作电路，X端头连接所述的无线报警发射电路。

所述的6～20kV环网开关柜智能控制装置，设备操作电路包括电源开关1电动机构的合闸控制电路，电源开关1电动机构的分闸控制电路，电源开关2电动机构的合闸控制电路、电源开关2电动机构的分闸控制电路；设备操作电路输入信号分别来自信号数据计算判断电路输出端头S、无线接收电路输出端头N，设备操作执行后设备状态信号输出连接无线报警发射电路；

其中，所述电源开关1合闸控制电路，是指所述操作的电源开关1电动机构合闸回路；

所述电源开关1分闸控制电路，是指所述操作的电源开关1电动机构分闸回路；

所述电源开关2合闸控制电路，是指所述操作的电源开关2电动机构合闸回路。

所述电源开关2分闸控制电路，是指所述操作的电源开关2电动机构分闸回路。

所述的6～20kV环网开关柜智能控制装置，无线报警发射电路包括信号输入电路，编码电路，发射电路；所述的信号输入电路分别与所述的信号数据采集电路、数据计算判断电路、设备操作电路连接，所述的信号输入电路输出连接所述编码电路，编码电路连接所述发射电路；

其中，所述的信号输入电路K1接电源开关1合闸位置信号，K2接电源开关1分闸位置信号，K3接电源开关2合闸位置信号，K4接电源开关2分闸位置信号，K5接电缆温度信号，K6接电源电压信号，K7接电源电流信号。

所述的6～20kV环网开关柜智能控制装置，无线接收电路包括信号接收电路、译码电路、执行电路；所述信号接收电路连接所述译码电路，译码电路连接所述执行电路，执行电路输出有7个端头，分别为N1、N2、N3、N4、G1、G2、G3，所述N1、N2、N3、N4连接所述设备操作电路、所述G1、G2、G3连接信号数据采集电路；

其中，所述的N1连接电源开关1电动机构的合闸控制电路、N2连接电源开关1电动机构的分闸控制电路，N3连接电源开关2电动机构的合闸控制电路、N4连接电源开关2电动机构的分闸控制电路；所述的G1连接电缆温度信号采集电路，G2连接电压信号采集电路，G3连接电流信号采集电路。

该6～20kV环网开关柜智能控制装置，利用先进的计算机技术，监测技术，控制技术，通信技术，从而开发一种用于配电系统的环网开关柜远程控制、实时状态数据检测、智能化监控装置。本发明相对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，该环网开关柜智能控制装置技术进步，设计合理，理想的实现环网开关柜供电智能控制，智能管理，对于发展电网配电系统自动化控制，将会起到积极的促进作用，该环网开关柜智能控制装置具体优点：

1、该环网开关柜智能控制装置随时监控电源供电安全运行情况，具有保护功能，及自动装置，根据设定可自动投切电源，提高供电可靠性及安全性。

2、该环网开关柜智能控制装置随时监控供电电源运行技术数据，通过遥测、遥信随时可以看到电源电压、电流、及电缆温度。

3、该环网开关柜智能控制装置具有远方遥控操作电源开关，根据设备现场运行状态需要随时投切的，可进行远方遥控操作，操作人员不到设备现场，缩短操作设备时间，减少不应有损失。

附图说明

图1是本发明所述环网开关柜智能控制装置组成方框图；

图2是本发明所述信号数据采集电路方框示意图；

图3是本发明所述信号数据计算判断电路方框图；

图4是本发明所述设备操作电路方框示意图；

图5是本发明所述无线报警发射电路组成方框图；

图6是本发明所述无线接收电路方框图；

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说明：

如图1所示，为本发明所述环网开关柜智能控制装置组成方框图，该装置包括信号数据采集电路1，信号数据计算判断电路2，设备操作电路3，无线报警发射电路4，无线接收电路5；所述信号数据采集电路有三端头，分别为A、B、C，所述信号数据计算判断电路输出有二端头，分别为S、X，所述无线接收电路输出有二端头，分别为N、G；

其中，所述信号数据采集电路，从环网开关柜供电系统采集到信号数据A端头连接所述信号数据计算判断电路，B端头连接所述无线报警发射电路，所述信号数据计算判断电路输出端头S连接所述设备操作电路、X端头连接所述无线报警发射电路，所述设备操作电路输出连接所述无线报警发射电路，所述无线接收电路输出端头N连接所述设备操作电路，输出端头G连接所述信号数据采集电路的端头C。

所述环网开关柜智能控制装置，具有现场手动，自动、远方遥控操作功能。信号数据采集电路从供电电源采集到实时状态数据信号，分别传输到数据计算判断无线报警电路，各种信号数据通过数据计算判断处理电路进行比较，判断出系统设备状态，若设备发生故障启动保护动作，信号传输到设备操作电路进行该电源开关跳闸，同时自动投入另一电源开关，并将信号传输无线报警发射电路，将设备状态变化后情况告知电工。

当设备需要改变状态时，电工可远方通过无线接收电路、设备操作电路遥控进行操作，不需到设备现场。

当电工需要知道到系统电源现场设备运行参数，如电源电压、电流，电缆温度，可直接通过无线接收电路、信号数据采集电路、无线报警电路远方调出现场设备运行参数进行查看。

图2是本发明所述数据信号采集电路方框示意图，信号数据采集电路包括所述电缆温度信号采集电路2E、电源电压信号采集电路2F、电源电流信号采集电路2G。数据信号采集电路端头A连接信号数据计算判断电路、端头B连接所述无线报警发射电路；

所述电缆温度信号采集电路，是将温度检测元件数字温度传感器连接于所述电缆头某一位置，从温度检测元件处采集电缆温度数据，连接于信号数据计算判断电路；当采集温度数据通过计算比较高出规定值，发出报警信号。电工正常巡视时，可远方查看电缆温度值。

所述电压信号采集电路，是将L1、L2、L3三相电源电压经电压互感器及一定值的电阻降压后，适合要求的电压信号输出接入接于信号数据计算判断电路；当系统参数发生变化，由微机进行计算出有过电压、欠电压，就发出过电压、欠电压报警信号，或跳闸。电工正常巡视时，可远方查看电源电压值。

所述的电流信号采集电路，是将L1、L2、L3三相电源电流经电流互感器和负载电阻输出适合要求的电流信号，输出接入信号数据计算判断电路；当系统参数发生变化，由微机进行计算出过电流参数超规定值，发出过电流报警信号，或跳闸。电工正常巡视时，可远方查看电源电流值。

图3是本发明所述信号数据计算判断电路方框图，信号数据计算判断电路包括：A/D变换电路31、计算判断电路32、执行元件33；所述执行元件输出有二端头，分别为S、X，S端头连接所述的设备操作电路，X端头连接所述的无线报警发射电路。

所述的A/D变换电路31输入连接所述的信号数据采集电路输出端头A，A/D变换电路输出连接所述的计算判断电路32，计算判断电路连接所述的执行元件33，执行元件输出S端头连接所述的设备操作电路，X端头连接所述的故障处理方法电路、无线报警发射电路。

当所述数据计算判断电路从信号采集电路获得各种信号数据后，信号数据进行A/D变换输入计算判断电路，进行计算比较，比较结果输出给执行元件，进行投切设备或报警。

图4是本发明所述设备操作电路方框示意图，设备操作电路电源开关1电动机构的合闸控制电路41、电源开关1电动机构的分闸控制电路42，电源开关2电动机构的合闸控制电路43、电源开关2电动机构的分闸控制电路44。

设备操作信号分别来自信号数据计算判断电路输出端头S、无线接收电路输出端头N，设备操作执行后，设备状态变化后，信号输出连接无线报警发射电路；

环网开关柜有二个电源开关，若干个出线开关，开关1控制一路电源，开关2控制一路电源。所述电源开关1分、合闸控制电路，是指所述操作的电源开关1电动机构分、合闸回路；当电源开关获得分、合闸信号后，电源开关1进行自动分、合闸操作，电源开关1状态改变后进行报警告知。

所述电源开关2分、合闸控制电路，是指所述操作的电源开关2电动机构分、合闸回路；当电源开关2获得分、合闸信号后，电源开关2进行自动分、合闸操作，电源开关2状态改变后进行报警告知。

图5是本发明所述无线报警发射电路组成方框图，无线报警发射电路包括信号输入电路51、编码电路52、发射电路53；所述的信号输入电路51输入分别与所述的数据计算判断电路、设备操作电路、信号数据采集电路连接，所述的信号输入电路51输出连接所述编码电路52，编码电路连接所述发射电路53；

所述的信号输入电路K1接电源开关1合闸位置信号、K2接电源开关1分闸位置信号、K3接电源开关2合闸位置信号、K4接电源开关2分闸位置信号，K5接电缆温度信号，K6接电源电压信号、K7接电源电流信号。

当获得设备状态发生变化后的信号，立即传递到信号输入电路，将信号进行编码发射给值班人员报警。

图6是本发明所述无线接收电路方框图，无线接收电路包括信号接收电路61、译码电路62、执行电路63；所述信号接收电路61连接所述译码电路62，译码电路连接所述执行电路63，执行电路输出分别连接所述设备操作电路、信号数据采集电路；所述的信号接收电路的输出有7路，分别为N1、N2、N3、N4，G1、G2、G3，N1电源开关1电动机构的合闸控制电路、N2电源开关1电动机构的分闸控制电路，N3电源开关2电动机构的合闸控制电路、N4电源开关2电动机构的分闸控制电路，G1电缆温度信号采集电路，G2电压信号采集电路，G3电流信号采集电路。

当值班人员对系统设备需要进行远方及时操作时，可通过无线接收电路完成，这样可以缩短很多时间，并提高安全可靠性。

当值班人员对系统设备需要进行正常巡视时，可远方查看电源电流值、电压值、电缆温度值。

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6～20kV环网开关柜智能控制装置，其特征在于：包括信号数据采集电路，信号数据计算判断电路，设备操作电路，无线报警发射电路，无线接收电路；所述信号数据采集电路有三端头，分别为A、B、C，所述信号数据计算判断电路输出有二端头，分别为S、X，所述无线接收电路输出有二端头，分别为N、G；

其中，所述信号数据采集电路，从环网开关柜供电系统采集到信号数据端头A连接所述信号数据计算判断电路，端头B连接所述无线报警发射电路，所述信号数据计算判断电路输出端头S连接所述设备操作电路、端头X连接所述无线报警发射电路，所述设备操作电路输出连接所述无线报警发射电路，所述无线接收电路输出端头N连接所述设备操作电路，输出端头G连接所述信号数据采集电路的端头C。

2.根据权利要求1所述的6～20kV环网开关柜智能控制装置，其特征在于：信号数据采集电路包括电缆温度信号采集电路，电源电压信号采集电路，电源电流信号采集电路；所述电缆温度信号采集电路、电源电压信号采集电路、电源电流信号采集电路输出端头A连接信号数据计算判断电路、端头B连接所述无线报警发射电路；

其中，所述电缆温度信号采集电路，是将温度检测元件数字温度传感器连接于所述电缆头某一位置，从温度检测元件处采集电缆温度数据信号，连接于信号数据计算判断电路、无线报警发射电路；

所述电源电压信号采集电路，是将L1、L2、L3三相电源电压经电压互感器变压及一定值的电阻降压后输出适合的电压信号，接于信号数据计算判断电路、无线报警发射电路；

所述的电源电流信号采集电路，是将L1、L2、L3三相电源电流经电流互感器和负载电阻变换后输出适合要求的电流信号，接入信号数据计算判断电路、无线报警发射电路。

3.根据权利要求1所述的6～20kV环网开关柜智能控制装置，其特征在于：信号数据计算判断电路包括A/D变换电路，计算判断电路，执行元件；所述的A/D变换电路输入与所述的信号数据采集电路输出端头A连接，A/D变换电路输出连接所述的数据计算判断电路，数据计算判断电路输出连接所述的执行元件；所述执行元件输出有二端头，分别为S、X，S端头连接所述的设备操作电路，X端头连接所述的无线报警发射电路。

4.根据权利要求1所述的6～20kV环网开关柜智能控制装置，其特征在于：设备操作电路包括电源开关1电动机构的合闸控制电路，电源开关1电动机构的分闸控制电路，电源开关2电动机构的合闸控制电路、电源开关2电动机构的分闸控制电路；设备操作电路输入信号分别来自信号数据计算判断电路输出端头S、无线接收电路输出端头N，设备操作执行后设备状态信号输出连接无线报警发射电路；

其中，所述电源开关1合闸控制电路，是指所述操作的电源开关1电动机构合闸回路；

所述电源开关1分闸控制电路，是指所述操作的电源开关1电动机构分闸回路；

所述电源开关2合闸控制电路，是指所述操作的电源开关2电动机构合闸回路。

所述电源开关2分闸控制电路，是指所述操作的电源开关2电动机构分闸回路。

5.根据权利要求1所述的6～20kV环网开关柜智能控制装置，其特征在于：无线报警发射电路包括信号输入电路，编码电路，发射电路；所述的信号输入电路分别与所述的信号数据采集电路、数据计算判断电路、设备操作电路连接，所述的信号输入电路输出连接所述编码电路，编码电路连接所述发射电路；

其中，所述的信号输入电路K1接电源开关1合闸位置信号，K2接电源开关1分闸位置信号，K3接电源开关2合闸位置信号，K4接电源开关2分闸位置信号，K5接电缆温度信号，K6接电源电压信号，K7接电源电流信号。

6.根据权利要求1所述的6～20kV环网开关柜智能控制装置，其特征在于：无线接收电路包括信号接收电路、译码电路、执行电路；所述信号接收电路连接所述译码电路，译码电路连接所述执行电路，执行电路输出有7个端头，分别为N1、N2、N3、N4、G1、G2、G3，所述N1、N2、N3、N4连接所述设备操作电路、所述G1、G2、G3连接信号数据采集电路；

其中，所述的N1连接电源开关1电动机构的合闸控制电路、N2连接电源开关1电动机构的分闸控制电路，N3连接电源开关2电动机构的合闸控制电路、N4连接电源开关2电动机构的分闸控制电路；所述的G1连接电缆温度信号采集电路，G2连接电压信号采集电路，G3连接电流信号采集电路。

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