CN105515185B - 采用卡装结构的小型化继电保护智能终端装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用卡装结构的小型化继电保护智能终端装置并实现开关柜不停电更换继电保护装置或智能终端的方法。这种装置由装置本体、底座和安装基座三部分组成：底座固定安装在本体机身上，内部的交直流测量、状态输入、控制输出、电源、通信等全部输入输出引线接入底座；安装基座则接入外部的全部输入输出引线；底座与安装基座采用插接卡装锁定的方式对接(如图)。当装置卡装锁定在安装基座上时，即完成安装并可以正常运行，拔出时即完成装置拆卸并停止工作，利用这种装置可以简化配电网和微电网的安装维护工作，提高供电的可靠性，对电网安全稳定经济的运行有着非常积极重大的意义。

Description

采用卡装结构的小型化继电保护智能终端装置

技术领域

本发明公开了一种利用卡装结构的小型化继电保护智能终端装置实现开关柜不停电更换继电保护装置和智能终端的方法，涉及到电力系统的发电、输电、配电、用电及其自动化技术领域。

背景技术

随着光伏、风力、储能、电动汽车等新能源及其应用设备的大规模接入，智能化的配电网、微电网和需求侧的发展必将成为传统模式电网发展的主要方向，智能化的配电网、微电网、需求侧已成为当前以及将来全球电网的重点投资和发展方向。—安装在开关柜、控制柜、配电柜上的继电保护装置和智能终端，作为智能化配电网、微电网、需求侧的关键设备大量地安装并有效运行，对提高供电可靠性、减少平均停电时间产生了明显的效益，但庞大的需求规模及随之而来的安装、调试、运行、维护、升级换代等工作给运行维护和管理带来了全新的挑战。

目前市场能够提供和实际安装运行的产品大多采用固定安装和端子接线的方式，部分采用插拔端子的方式进行电气连接，由于各种电源、输入输出及电、光、无线通信信号引线及性能要求的不同，需要采用不同的接插端子实现接插式连接，见图1，因而这些装置的结构复杂，安装调试麻烦，维修更换需要开关设备停电，要求专业的工程技术人员甚至是制造厂家的技术专家到现场进行处理，导致相当多的保护装置和智能终端设备不能达到正常的运行水平，本来是为了提高供电可靠性、减少停电时间而投入运行的自动化装置，却由于其自身的结构缺陷和维护难度影响了电网的正常运转，甚至在许多情况下降低了电网的可靠性。

发明内容

本发明专利公开了一种利用卡装结构的小型化继电保护智能终端装置实现开关柜不停电更换继电保护或智能终端的方法，所采用的这种装置的结构由装置本体、底座和安装基座三部分组成。底座固定安装在装置本体机身上，将内部的交直流测量、状态输入、控制输出、电源、通信接口接入底座，安装基座则将外部的全部接口接入，底座与安装基座之间采用插接卡装锁定的方式连接和固定，当装置卡装锁定在安装基座上时，所有外部接口全部自动接入，装置即完成安装并可以正常运行，当底座拔出时，全部接口断开，装置即完成拆卸并停止工作。

这种卡装结构的小型化继电保护智能终端装置可以使得各种110V至66KV的开关柜实现不停电即插即用安装或更换维护继电保护和智能终端装置，实现一个开关、一个终端、即插即用的简约结构，因此可以简化配电网和微电网的安装维护工作，提高供电的可靠性，对电网安全稳定经济的运行有着非常积极重大的意义。

附图说明

图1为传统保护装置典型端子结构图。

图2为卡装型装置底座、安装基座结构示意图。

图3为卡装型装置机身本体、底座、安装基座结构示意图。

具体实施方式

卡装结构的小型化继电保护智能终端装置的结构由装置机身本体、底座和安装基座三部分组成(见图2，图3)。

1)机身本体

作为装置的结构和硬件主体，机身本体包括了装置的结构箱体、内部的硬件板卡、显示操作面板等全部继电保护和智能终端装置所需要的硬件结构体；机身本体可以采用金属材料或工程塑料等非金属材料，在确保满足功能、结构强度、散热等条件的情况下，小型轻量化的结构尺寸是整个装置结构的首要条件，当与底座安装合为一体后，其尺寸和重量可以由一个工作人员单手拿住，安装时单手将装置推压进安装基座即完成安装工作，拆装时单手将装置拔拆出安装基座即完成拆装工作。

2)底座

底座固定安装在装置本体机身上的底部并作为装置的底座与机身合为一体，装置内部的交直流测量、状态输入、控制输出、装置电源、控制回路电源、以太网光电通信、RS232/485串行光电通信、CAN总线通信、时钟同步连线、无线通信天线连线等全部的输入输出引线接入底座；底座与装置内部的硬件模块采用印制板接插件方式连接，按照模块的位置及引线在底座上布置对应的印制板插座。

3)安装基座

作为整个装置安装固定和引线连接的基础，安装基座将外部需要接入装置的全部输入输出引线采用固定端子螺丝压紧方式接入，基座采用螺丝或导轨固定安装在开关柜、配电箱、控制柜的底板上或台面上；装置底座与安装基座之间采用插接锁定的安装连接方式，固定锁扣确保装置可靠的安装固定和引线接插件可靠的连接，当装置插装锁定在安装基座上时，外部的全部的输入输出引线即已接入装置，装置安装完成并即可以正常运行，拔出时全部断开引线并停止工作。

底座与基座的连线包含全部或部分交流CT、PT输入、状态输入、控制或保护跳合闸输出、报警输出、直流模拟量输入输出、电源输入输出、时钟同步输入输出、以太网电或光通信、CAN通信、RS232/485通信、无线通信天线的连线等，全部经由装置的底座和安装基座与开关的二次控制回路、电源、通信等设备和电缆或光缆相连接。

装置底座和安装基座之间的每对引线连接采用公头插针和母头插座的对接方式，并按照不同类型的引线分成区域和结构的接插件，如CT接插件，PT接插件，电源接插件、控制信号接插件，以太网电或光接插件，无线通信天线接插件等。不同类型的接插件的触点导通和断开的位置有先后的顺序差别，按照插裝时先连接通信、状态、控制、测量等信号，再连接装置电源和控制信号电源的顺序，拔拆时先断开装置电源和控制信号电源连接，再断开通信、状态、控制、测量信号连接的顺序构成，CT回路在此基础上增加短接防开路插拔机构。

装置包含全部或部分110V至66KV线路和设备的各种保护、测量、控制、计算、显示、通信功能。

采用卡装结构的小型化继电保护智能终端装置应用于各种110V至66KV线路和设备的开关柜、控制柜、配电柜实现保护监控功能，可以利用这种卡装结构实现不停电即插即用安装或更换维护继电保护和智能终端装置，其实现方法为：当安装并运行卡装结构小型化继电保护智能终端装置的各种110V至66KV开关柜、控制柜、配电柜其所保护监控的线路和设备在供电状态时允许短时间(几秒至一分钟)退出保护、监控、通信功能的情况下，开关保持在供电状态，直接将带电的继电保护或智能终端装置(无论是在正常运行还是在故障状态)拔出，随后将备用的装置插装在基座上，备用装置的保护、监控、通信等全部功能即可以投入正常运行。

这种不停电即插即用安装或更换维护应用方式既可以确保连续的供电，避免复杂的停电操作，提高供电的可靠性，又方便简单，一个通过电气安全培训的普通操作工人就可以独立完成全部工作。

Claims (3)

1.一种采用卡装结构的小型化继电保护智能终端装置，其特征是，这种装置的结构由装置本体、底座和安装基座三部分组成；底座固定安装在装置本体机身的底部并作为装置的底座与机身合为一体，装置内部的交直流测量、状态输入、控制输出、电源、通信引线全部接入底座，安装基座则接入外部的全部输入输出引线，底座与安装基座之间采用插接锁定的安装连接方式，当装置插装锁定在安装基座上时，外部的全部的输入输出引线即已接入装置，装置安装完成即可以正常运行，拔出时全部断开引线并停止工作，装置底座和安装基座之间的引线连接公头插针和母头插座设计成在插装时按照先连接通信、状态、控制、测量信号，再连接装置电源和控制信号电源的顺序，拔拆时先断开装置电源和控制信号电源连接，再断开通信、状态、控制、测量信号连接的顺序，CT回路采用短接防开路插拔机构。

2.按照权利要求1所述的采用卡装结构的小型化继电保护智能终端装置，其特征在于，装置包含全部或部分交流CT、PT输入、状态输入、控制或保护跳合闸输出、报警输出、直流模拟量输入输出、电源输入输出、时钟同步输入输出、以太网电或光通信、CAN通信、RS232/485通信、无线通信天线的接口，全部经由装置的底座和安装基座与二次控制回路、电源、通信设备和电缆或光缆相连接。

3.按照权利要求1至2任一项所述的采用卡装结构的小型化继电保护智能终端装置应用于各种110V至66KV的开关柜，实现不停电即插即用安装或更换维护继电保护智能终端装置的方法，其特征在于，当安装并运行卡装结构小型化继电保护智能终端装置的各种110V至66KV开关柜在供电状态时允许短时间退出保护、监控、通信功能的情况下，开关保持在供电状态，直接将带电的装置拔出，随后将备用的装置插装在基座上，备用装置的全部功能即可以投入正常运行。