CN104076215A - 配变自动化终端 - Google Patents

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李庆元
武占河
赵强
丁国茂
邵长领
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Abstract

配变自动化终端，包括母线板，在其中设有插拔若干个功能板的插槽，且在每一插槽中设有供给每一功能板的电源板，所述功能板包括相互并行设置的遥测端、遥信端以及遥控端，设置所述遥测端以对电力线电流、电压加以测量，设置所述遥信端以对电力线路接点的闭合量加以测量，设置所述遥控端以对电路开关的拉合闸量进行远程控制，其中设定所述遥测端的数量为1个，所述遥信端的数量为5个，且所述遥控端的数量为2个。

Description

配变自动化终端
技术领域
本发明主要涉及一种电网配变自动化终端。
背景技术
配电自动化终端要完成对多条线路的监测和控制,本方案采用模块化设计思想，不仅能灵活满足用户需求，而且使生产过程简单化，大大所缩短供货周期。
目前常用的配电自动化终端设计方案，采取功能集中处理方案，在此类终端上，最基本的功能包括：遥测、遥信、遥控，由于现场的复杂性，现场可能需要测量和控制的线路数会有四路、六路、八路、十路、十二路、十四路、十六路等，由于事先不知道现场需要几路，因此无法在拿到用户的需求前，提前生产。
再者，为了满足最大路数的要求，电路板的核心电路的性能、功能指标必须满足最大容量要求，而现场需求在大部分情况下是不可能达到最大容量的，因此会造成性能、功能浪费，从而造成成本浪费。
发明内容
因此，在配电自动化的使用现场，每一路遥测板会对应五路遥信板和二路遥控板，根据这个情况，可以采取功能组合的方式实现配电自动化终端的设计。
实施例一：每一块电路板能够完成1路遥测量，5个遥信量，2个遥控量的功能；
实施例二：每一块电路板能够完成2路遥测量，10个遥信量，4个遥控量的功能。
而考虑到配电自动化终端的体积受限制，为了使配电自动化终端更加紧凑，而且现场的监控回路数都是偶数，优先采用实施例二。
本发明的主要技术方案为：配变自动化终端，包括母线板，在其中设有插拔若干个功能板的插槽，且在每一插槽中设有供给每一功能板的电源板，所述功能板包括相互并行设置的遥测端、遥信端以及遥控端，设置所述遥测端以对电力线电流、电压加以测量，设置所述遥信端以对电力线路接点的闭合量加以测量，设置所述遥控端以对电路开关的拉合闸量进行远程控制，其中设定所述遥测端的数量为1个，所述遥信端的数量为5个，且所述遥控端的数量为2个。
因此车间只要单一生产这种具有2路遥测量，10个遥信量，4个遥控量的功能的功能板就能满足所有的用户需求。
因为每块这种功能板能满足二条线路的测量和控制，可以提前生产这种二路的功能板，然后根据用户的实际需求插入一个或多个功能板即可，大大简化生产和装配工艺，极大地提高供货速度。及时满足用户供货要求。
在一个实施例中，配电自动化终端包含一块母线板，每块功能板插在母线板上，功能板通过CAN总线或其他总线方式实现相互之间的信息交换。主控板也插在母线板上，负责收集各功能板的信息并向各功能板发出指令，同时实现和上位机的通讯。电源板负责向母线板提供电源，各功能板和主控板通过母线板获得电源。母线板上可根据需要任意插入单个或多个功能板。
在一个实施例中，所述插槽之间是通过CAN总线加以通讯连接。
在一个实施例中，所述电源板包括一个输入端和多个输出端，所述输入端连接母线板的供电端，所述输出端连接插槽，在所述输入端与输出端之间设置有：阻抗，用于对供给每一插槽的输出电流加以钳位；第一电源，用于为一个插槽提供工作电压；第二电源，与所述第一电源并联设置，用于为另一个插槽提供工作电压；连接所述阻抗的分流器，用于对供给每一插槽的输出电流进行分流控制；以及动态开关，根据分流器的电流大小进行开关动作，其中所述分流器包括：误差信号放大器，用于接收来自阻抗钳位电压的信号，与一个基准信号进行比较以得出一个放大的差分信号；以及分流开关，获取此差分信号以在其导通时输出一部分电流给所述的动态开关。
在一个实施例中，设置所述动态开关以在第一状态下，通过流过阻抗的电流与流过插槽的电流之差对所述第一、第二电源加以充电；在第二状态下，通过所述第一电源对一个插槽加以放电以供给其工作电源；以及在第三状态下，通过所述第二电源对另一个插槽加以放电以供给其工作电源。
在一个实施例中，设置所述分流器以控制供给所述插槽的电流处于某一定值。
在一个实施例中，所述第一电源的电容量与第二电源相同。
当处于第一状态下时，V1<VSL<V1+V2，其中V1为第一电源处的电压，V2为第二电源处的电压，VSL为插槽处的电压值，此时插槽处无电流流过，此时满足IIN - ISL=I1 + I2，其中IIN为输入电流，ISL为插槽处的电流值，I1为供给第一电源处的电流，I2为供给第二电源处的电流。
当处于第二状态下时，ISL < ITHRD，ISL为插槽处的电流值，ITHRD为一个预设阈值，此时通过所述第一电源对一个插槽加以放电，其放电电流IA=IIN – ISL。
当处于第三状态下时，ISL > ITHRD，ISL为插槽处的电流值，ITHRD为一个预设阈值，此时通过所述第二电源对另一个插槽加以放电，其放电电流IB= IIN – ISL –IA。
基于此，本发明的技术效果显而易见：1、将配电终端的功能进行集成和整合，用户可根据需要自行选择或定制所需要的功能板的数量，避免布线浪费，使设备小型化；2、将电源按照需求进行分配，例如插入多少功能板，电源会按照需要分配各自的工作电源，节约能耗。
附图说明
图1示意性绘示出本发明配电终端的功能模块化框图；
图2概括性绘示出本发明实施例电源的电路原理图。
具体实施方式
参照图1，配电自动化终端包括母线板1，在其中设有可插拔若干个功能板3的插槽（例如SL1），且在每一插槽SL1中设有供给每一功能板3的电源板2，所述功能板3包括相互并行设置的两路遥测端、遥信端以及遥控端，设置所述遥测端以对低压电网电力线电流、电压加以测量，设置所述遥信端以对电力线路接点的闭合量加以测量，设置所述遥控端以对电路开关的拉合闸量进行远程控制，在一个较佳实施例中，设定所述遥测端的数量为1个，所述遥信端的数量为5个，且所述遥控端的数量为2个。
在一个实施例中，所述插槽之间是通过CAN总线加以通讯连接。
在一个实施例中，参照图2，所述电源板包括一个输入端VIN和多个输出端，例如用户需要插入2块功能板，输出端即插槽SL1和SL2，输入端连接母线板1的外部供电端，输出端连接插槽SL1和SL2，在所述输入端与输出端之间设置有：阻抗，即图2中的电阻R1,R2,R0，电阻R0用于对供给每一插槽的输出电流IIN加以钳位，电阻R1，R2将电源13、14处的电压限定在恒定值；第一电源13，用于为插槽SL1提供5V工作电压；第二电源14，与所述第一电源14并联设置，用于为插槽SL2提供5V工作电压；连接所述阻抗的分流器11，用于对供给每一插槽的输出电流ISL和IA进行分流控制；以及动态开关，较佳选用TTL三极管T2,T3,T4，根据分流器11的开关动作进行导通和截止，其中分流器11包括：误差信号放大器A1，用于接收来自阻抗钳位电压的信号，与一个基准信号12进行比较得出一个放大的差分信号；以及分流开关T1，获取此差分信号以在其导通时输出一部分电流给所述的动态开关T2。
在图2中，分流器11同时具有分流和稳压作用，并具有三个功能端，其中F端作为基准源，A端为正极端，B端为负极端，其中R0将输入电流IIN钳位在一个固定值，电阻R1,R2将输入电压VIN钳位在固定值。当ISL<IIN时，R0处的电压降低，插槽SL1或SL2处的电压增大；当ISL>IIN时，分流器11短路，晶体管T3的基极电压降低，使之导通，晶体管T1截止，T2导通，分流器11发生短路，从而使得R0上的电流IIN被限定在一个定值。
在一个实施例中，设置所述动态开关以在第一状态下，通过流过阻抗的电流与流过插槽的电流之差对所述第一、第二电源加以充电。例如，定义V1为电源13处的电压，V2为电源14处的电压，当F处的基准电压为基准电压12时，三极管T1的基极无电压，造成分流器11的A、B端短路，则T2的基极电压降低，使之导通，从而T3导通，供给下端的电源11、电源12被充电，充电时间一般在几分钟。而插槽SL1处的电压VSL>V1，使得插槽SL1上没有电流流过。此时开关D1截止，没有电流流过电源13、14。
同理在第二状态下，通过所述第一电源13对插槽SL1加以放电以供给其工作电源。当插槽SL1处的电压VSL大于等于VIN时，误差放大器A1输出一个差分电压，此时T1导通，从而A、B两端断路，直接输出给T2的基极一部分电压，使得T2截止，而T3截止，D4,D6导通，电源13中的电荷向插槽SL1移动，供给其直流电ISL。较佳地，装设电容C1,C1，用于滤除前端电路中的杂波信号。
类似原理在第三状态下，通过所述第二电源14对另一个插槽加以放电以供给其工作电源。
在一个实施例中，设置所述分流器11以控制供给所述插槽的电流处于某一定值，防止被分配的电流出现波动而出现失压或过压。
在一个实施例中，电源11、12可以设置为超级电容，所述第一电源11的电容量与第二电源12相同。
其中当处于第一状态下时，V1<VSL<V1+V2，其中V1为第一电源处的电压，V2为第二电源处的电压，VSL为插槽处的电压值，此时插槽处无电流流过，此时满足IIN - ISL=I1 + I2，其中IIN为输入电流，ISL为插槽处的电流值，I1为供给第一电源处的电流，I2为供给第二电源处的电流。
当处于第二状态下时，ISL < ITHRD，ISL为插槽处的电流值，ITHRD为一个预设阈值，此时通过所述第一电源对一个插槽加以放电，其放电电流IA=IIN – ISL。
当处于第三状态下时，ISL > ITHRD，ISL为插槽处的电流值，ITHRD为一个预设阈值，此时通过所述第二电源对另一个插槽加以放电，其放电电流IB= IIN – ISL –IA。
在另一个实施例中，给出一种控制功能版电流分配的方法，其设计要点在于包括：
为多个插槽设置相同数量的电源器件，例如电容器或电池；
通过阻抗来钳位输入电流和电压；
通过分流器控制分配给每一电源器件的电流；
其中当处于第一状态下时，V1<VSL<V1+V2，其中V1为第一电源处的电压，V2为第二电源处的电压，VSL为插槽处的电压值，此时插槽处无电流流过，此时满足IIN - ISL=I1 + I2，其中IIN为输入电流，ISL为插槽处的电流值，I1为供给第一电源处的电流，I2为供给第二电源处的电流。
当处于第二状态下时，ISL < ITHRD，ISL为插槽处的电流值，ITHRD为一个预设阈值，此时通过所述第一电源对一个插槽加以放电，其放电电流IA=IIN – ISL。
当处于第三状态下时，ISL > ITHRD，ISL为插槽处的电流值，ITHRD为一个预设阈值，此时通过所述第二电源对另一个插槽加以放电，其放电电流IB= IIN – ISL –IA。

Claims (9)

1.配变自动化终端，包括母线板，在其中设有插拔若干个功能板的插槽，且在每一插槽中设有供给每一功能板的电源板，其特征在于：所述功能板包括相互并行设置的遥测端、遥信端以及遥控端，设置所述遥测端以对电力线电流、电压加以测量，设置所述遥信端以对电力线路接点的闭合量加以测量，设置所述遥控端以对电路开关的拉合闸量进行远程控制，其中设定所述遥测端的数量为1个，所述遥信端的数量为5个，且所述遥控端的数量为2个。
2.根据权利要求1所述的配变自动化终端，其特征在于：所述插槽之间是通过CAN总线加以通讯连接。
3.根据权利要求1所述的配变自动化终端，其特征在于：所述电源板包括一个输入端和多个输出端，所述输入端连接母线板的供电端，所述输出端连接插槽，在所述输入端与输出端之间设置有：
阻抗，用于对供给每一插槽的输出电流加以钳位；
第一电源，用于为一个插槽提供工作电压；
第二电源，与所述第一电源并联设置，用于为另一个插槽提供工作电压；
连接所述阻抗的分流器，用于对供给每一插槽的输出电流进行分流控制；以及
动态开关，根据分流器的电流大小进行开关动作，其中
所述分流器包括：误差信号放大器，用于接收来自阻抗钳位电压的信号，与一个基准信号进行比较以得出一个放大的差分信号；以及分流开关，获取此差分信号以在其导通时输出一部分电流给所述的动态开关。
4.根据权利要求3所述的配变自动化终端，其特征在于：设置所述动态开关以在第一状态下，通过流过阻抗的电流与流过插槽的电流之差对所述第一、第二电源加以充电；在第二状态下，通过所述第一电源对一个插槽加以放电以供给其工作电源；以及在第三状态下，通过所述第二电源对另一个插槽加以放电以供给其工作电源。
5.根据权利要求3所述的配变自动化终端，其特征在于：设置所述分流器以控制供给所述插槽的电流处于某一定值。
6.根据权利要求4所述的配变自动化终端，其特征在于：所述第一电源的电容量与第二电源相同。
7.根据权利要求4所述的配变自动化终端，其特征在于：当处于第一状态下时，V1<VSL<V1+V2，其中V1为第一电源处的电压，V2为第二电源处的电压，VSL为插槽处的电压值，此时插槽处无电流流过，此时满足IIN - ISL=I1 + I2，其中IIN为输入电流，ISL为插槽处的电流值，I1为供给第一电源处的电流，I2为供给第二电源处的电流。
8.根据权利要求4所述的配变自动化终端，其特征在于：当处于第二状态下时，ISL < ITHRD，ISL为插槽处的电流值，ITHRD为一个预设阈值，此时通过所述第一电源对一个插槽加以放电，其放电电流IA=IIN – ISL。
9.根据权利要求4或8所述的配变自动化终端，其特征在于：当处于第三状态下时，ISL > ITHRD，ISL为插槽处的电流值，ITHRD为一个预设阈值，此时通过所述第二电源对另一个插槽加以放电，其放电电流IB= IIN – ISL –IA。
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