CN105527515A - 一种互感自取电的高压开关柜监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种互感自取电的高压开关柜监测装置，包括互感自取电电源、电压取样模块、变压器、电压检测模块、过压保护模块、电流取样模块、电流检测模块、过流保护模块、继电器开关、报警模块，所述继电器开关串联于高压开关柜的输出端，过流保护模块用于当电流超过最大电流值时，发出继电器控制信号，控制继电器断开输出信号，当该装置发生过流、过压或产生故障时，报警模块发出报警信息。采用互感自取电电源为监测装置的其他部件提供电源，有效利用了互感自取电的优势，节约了能源。

Description

一种互感自取电的高压开关柜监测装置

技术领域

本发明属于自动化控制领域，具体涉及一种互感自取电的高压开关柜监测装置。

背景技术

高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，高压开关柜按作电压等级在3.6kV~550kV的电器产品，高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类。

高压开关柜是成套的组合产品，目前国内虽有数百家生产厂商，但其核心部件仍采用进口的产品为主，如果遇到技术问题，设备维护和更换都比较麻烦，因此，在预算充裕的情况下，应尽量选择知名的品牌，由于其备货充足，遇到问题时的解决效率比较高。

高压开关柜体积较大，因此，柜体材料对价格影响很大，一般情况下，部件支架等都采用进口敷铝锌板,而门板则采用300系列优质钢板。

开关柜上常规进出线基本有二种连接方式:(1)进出线电缆电缆室连接，(2)进出线由柜顶穿墙套管引出，并与母线桥架相连母线桥架再经穿墙套管与架空线连接。也有少数用户，电缆电缆架由柜顶引入，柜内连接，柜顶连接，另设安全网架。用户订货时提供了一次系统图和标准方案，但进出线方式不可能完全表达十分清楚，用户应该现场实际安装要求技术协议中加以说明为妥，到现场安装时发生困难。

一次系统图上，所选用断路器，表明断路器型号、额定工作电压、额定工作电流外还必须选定断路器开断容量。有用户图纸，断路器开断容量不选定，使制造厂进行工程设计时带来困难，开断容量选择要依据系统短路参数来选定，若制造厂不了解系统短路参数是很难作出正确选择。还有些用户图纸，不考虑系统短路参数情况，盲目选择高开断参数，造成不必要浪费资金。正确选择开断容量是很重要，既要保证安全运行，又要考虑到降低产品成本。

高压开关柜，由于其电压等级高，因此，其监测一直是业内很难解决的一个问题，好多监测装置均不能够达到有效检测的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种互感自取电的高压开关柜监测装置，解决了现有技术中高压开关柜不能够有效监测的问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种互感自取电的高压开关柜监测装置，包括互感自取电电源、电压取样模块、变压器、电压检测模块、过压保护模块、电流取样模块、电流检测模块、过流保护模块、继电器开关、报警模块，所述继电器开关串联于高压开关柜的输出端，所述互感自取电电源安装于高压开关柜的高压侧，用于获取感应电流，为电压取样模块、电压检测模块、过压保护模块、电流取样模块、电流检测模块、过流保护模块提供电源，电压取样模块获取电压采样信号经过变压器降压后输出至电压检测模块进行电压检测，电流取样模块用于获取电流采样信号输出至电流检测模块进行电流检测，过压保护模块用于当电压超过最大电压值时，发出继电器控制信号，控制继电器断开输出信号，过流保护模块用于当电流超过最大电流值时，发出继电器控制信号，控制继电器断开输出信号，当该装置发生过流、过压或产生故障时，报警模块发出报警信息。

所述互感自取电电源包括控制芯片、电源线圈、整流电路、限压限流保护模块，DC-DC稳压模块，超级电容充电电路，超级电容、超级电容供电电路；其中电源线圈获得感应电流，感应电流经整流后，通过限压限流保护电路，输入到DC-DC稳压模块，电流经DC-DC稳压模块变换成稳定的电流输出，输出电流一方面接入超级电容充电电路，为超级电容充电，另一方面将输出电流经过功率调整、整流滤波和电源变换转换成所需的稳定电压为负载供电以及为备用蓄电池充电。

所述互感自取电电源包括一个外壳。

所述互感自取电电源的外壳采用透明PC材料。

所述互感自取电电源的外壳为绝缘屏蔽外壳。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、采用互感自取电电源为监测装置的其他部件提供电源，有效利用了互感自取电的优势，节约了能源。

2、当线路发生故障时，采用继电器开关切断高压开关柜的输出信号，避免了造成外部设备的损坏，控制灵活。

具体实施方式

下面对本发明的结构及工作过程作进一步说明。

一种互感自取电的高压开关柜监测装置，包括互感自取电电源、电压取样模块、变压器、电压检测模块、过压保护模块、电流取样模块、电流检测模块、过流保护模块、继电器开关、报警模块，所述继电器开关串联于高压开关柜的输出端，所述互感自取电电源安装于高压开关柜的高压侧，用于获取感应电流，为电压取样模块、电压检测模块、过压保护模块、电流取样模块、电流检测模块、过流保护模块提供电源，电压取样模块获取电压采样信号经过变压器降压后输出至电压检测模块进行电压检测，电流取样模块用于获取电流采样信号输出至电流检测模块进行电流检测，过压保护模块用于当电压超过最大电压值时，发出继电器控制信号，控制继电器断开输出信号，过流保护模块用于当电流超过最大电流值时，发出继电器控制信号，控制继电器断开输出信号，当该装置发生过流、过压或产生故障时，报警模块发出报警信息。

所述互感自取电电源包括控制芯片、电源线圈、整流电路、限压限流保护模块，DC-DC稳压模块，超级电容充电电路，超级电容、超级电容供电电路；其中电源线圈获得感应电流，感应电流经整流后，通过限压限流保护电路，输入到DC-DC稳压模块，电流经DC-DC稳压模块变换成稳定的电流输出，输出电流一方面接入超级电容充电电路，为超级电容充电，另一方面将输出电流经过功率调整、整流滤波和电源变换转换成所需的稳定电压为负载供电以及为备用蓄电池充电。

本发明的具体模块工作原理如下：

电源线圈：采用多片硅钢冲压而成的铁芯，通过电磁感应原理，在电源线圈输出端得到交流电压和电流供给电子器件工作能量。

整流：对电源线圈进行二倍压整流，增大母线电流很低时线圈输入电压，为后面的电源稳压芯片提供足够的工作电压；并且将交流电转换成直流电。

限压限流：使用稳压芯片将输入电压限制在5v以内，并且将多余的电流进行疏导，释放多余能量，保证后面的电子芯片工作在正常的电压范围以内，且不会因多余的能量而损坏。

DC-DC电源稳压：采用电荷泵技术，将低母线电流条件下的低整流电压升高为DC-DC芯片提供所需的启动电压（能量需求很低），这样便可使芯片开始工作将低输入电压升高到并稳定在我们所需的通信芯片工作电压同时提供足够的电能。

超级电容充电电路：在母线电流较大，感应出的电能较多，DC-DC稳压芯片供给电能十分充足的情况下，将一部分多余的电能储存到超级电容里，以便不时之需。该充电电路由后续通信采样芯片控制其何时开启，首先将DC-DC电源稳压输出的3.3v电压提升到5v超级电容充电电压；并且采用的充电控制芯片，对充电的电流大小，时间长短，满电停充等具体事宜进行管理。

超级电容供电电路：在后续通信采样芯片电能供给不足的状态下启动，将超级电容里的电能转化成稳点的3.3v电压供给后续芯片使用，保证其在一定时间内可以正常供作，提高整个仪器的应变能力。

所述互感自取电电源包括一个外壳。

所述互感自取电电源的外壳采用透明PC材料。

所述互感自取电电源的外壳为绝缘屏蔽外壳。

采用PC材料具备如下特点：

由于聚碳酸酯在较宽的温、湿度范围内具有良好而恒定的电绝缘性，是优良的绝缘材料。同时，其良好的难燃性和尺寸稳定性，使其在电子电器行业形成了广阔的应用领域。聚碳酸酯树脂主要用于生产各种食品加工机械，电动工具外壳、机体、支架、冰箱冷冻室抽屉和真空吸尘器零件等。而且对于零件精度要求较高的计算机、视频录像机和彩色电视机中的重要零部件方面，聚碳酸酯材料也显示出了极高的使用价值。

聚碳酸酯具有良好的抗冲击、抗热畸变性能，而且耐候性好、硬度高，因此适用于生产轿车和轻型卡车的各种零部件，其主要集中在照明系统、仪表板、加热板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保险杠等。根据发达国家数据，聚碳酸酯在电子电气、汽车制造业中使用比例在40%~50%，中国在该领域的使用比例只占10%左右，电子电气和汽车制造业是中国迅速发展的支柱产业，未来这些领域对聚碳酸酯的需求量将是巨大的。

Claims (5)

1.一种互感自取电的高压开关柜监测装置，其特征在于：包括互感自取电电源、电压取样模块、变压器、电压检测模块、过压保护模块、电流取样模块、电流检测模块、过流保护模块、继电器开关、报警模块，所述继电器开关串联于高压开关柜的输出端，所述互感自取电电源安装于高压开关柜的高压侧，用于获取感应电流，为电压取样模块、电压检测模块、过压保护模块、电流取样模块、电流检测模块、过流保护模块提供电源，电压取样模块获取电压采样信号经过变压器降压后输出至电压检测模块进行电压检测，电流取样模块用于获取电流采样信号输出至电流检测模块进行电流检测，过压保护模块用于当电压超过最大电压值时，发出继电器控制信号，控制继电器断开输出信号，过流保护模块用于当电流超过最大电流值时，发出继电器控制信号，控制继电器断开输出信号，当该装置发生过流、过压或产生故障时，报警模块发出报警信息。

2.根据权利要求1所述的互感自取电的高压开关柜监测装置，其特征在于：所述互感自取电电源包括控制芯片、电源线圈、整流电路、限压限流保护模块，DC-DC稳压模块，超级电容充电电路，超级电容、超级电容供电电路；其中电源线圈获得感应电流，感应电流经整流后，通过限压限流保护电路，输入到DC-DC稳压模块，电流经DC-DC稳压模块变换成稳定的电流输出，输出电流一方面接入超级电容充电电路，为超级电容充电，另一方面将输出电流经过功率调整、整流滤波和电源变换转换成所需的稳定电压为负载供电以及为备用蓄电池充电。

3.根据权利要求1所述的互感自取电的高压开关柜监测装置，其特征在于：所述互感自取电电源包括一个外壳。

4.根据权利要求3所述的互感自取电的高压开关柜监测装置，其特征在于：所述互感自取电电源的外壳采用透明PC材料。

5.根据权利要求3所述的互感自取电的高压开关柜监测装置，其特征在于：所述互感自取电电源的外壳为绝缘屏蔽外壳。