CN106451778A - 一种基于远、近程控制的智能分界断路器双模控制器 - Google Patents
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Abstract
一种基于远、近程控制的智能分界断路器双模控制器，由智能分界断路器控制电路、无线手持编程器、无线射频通信模块和无线远程通信模块组成，智能分界断路器控制电路分别与无线手持编程器、无线射频通信模块和无线远程通信模块作电信号连接。本发明由多个位于不同地点的终端组成的智能配电监控系统在确保现有电网供电能力满足用户用电需求情况下，能减少变压器装机容量、降低线路过载的次数，达到移峰填谷、均衡负荷的良好效果，从而能大幅度提高全社会的电能利用率。
Description
技术领域
本发明涉及配电信息无线传输技术领域，尤其涉及一种基于远、近程控制的智能分界断路器双模控制器。
背景技术
智能分界断路器的应用对于供配电系统的负荷监控以及电网的稳定运行起到了良好的作用，然而作为供配电部门来说，先进设备的采用并非是要限制客户的用电消费，而是为了在有限的电力资源的基础上通过适当的技术措施来保证设备的稳定、正常的运行。
随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，电力负荷增长迅猛，峰谷差不断拉大，负荷率下降，如果单纯依靠扩大投资规模增加装机容量来满足短暂的尖峰用电，不仅要投入巨大的电力建设资金，而且会因电力设备利用率的不断下降而导致供配电成本上升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于远、近程监控制的智能分界断路器双模控制器，由多个位于不同地点的终端组成的智能配电监控系统在确保现有电网供电能力满足用户用电需求情况下，能减少变压器装机容量、降低线路过载的次数，达到移峰填谷、均衡负荷的良好效果，从而能大幅度提高全社会的电能利用率。
本发明所提出的技术解决方案是这样的：
一种基于远、近程控制的智能分界断路器双模控制器，其特征在于：该双模控制器由智能分界断路器控制电路、无线手持编程器、无线射频通信模块和无线远程通信模块组成，所述智能分界断路器控制电路分别与无线手持编程器、无线射频通信模块和无线远程通信模块作电信号连接。
所述智能分界断路器控制电路包括三相电流检测（1）、第一信号调理电路（2）、第二信号调理电路（3）、剩余电流检测（4）、16位单片机（5）、USART1端口（6）、液晶显示器（7）、USART2端口（8）和第一485总线（9），所述三相电流检测（1）输入端与外接的三相交流电流I连接，三相电流检测（1）输出端与第一信号调理电路（2）输入端连接，第一信号调理电路（2）输出端与16位单片机（5）输入端连接，所述剩余电流检测（4）输入端与外接的剩余电流IL连接，剩余电流检测（4）输出端与第二信号调理电路（3）输入端连接，第二信号调理电路（3）输出端与16位单片机（5）输入端连接，16位单片机（5）输出端与液晶显示器（7）输入端连接，16位单片机（5）与USART1端口（6）双向连接，16位单片机（5）与USART2端口（8）双向连接，第一485总线（9）与USART2端口（8）双向连接。
所述无线手持编程器包括按键（10）、第一MCU（11）和无线收发模块（12），所述按键（10）与第一MCU（11）双向连接，无线收发模块（12）与第一MCU（11）双向连接，第一MCU（11）与智能分界断路器控制电路的USART1端口（6）双向连接。
所述无线远程通信模块包括第二MCU（13）、远程通信模块（14）和控制分界断路器合闸分闸的第一控制电路（15），所述第二MCU（13）与远程通信模块（14）双向连接，第二MCU（13）与控制分界断路器合闸分闸的第一控制电路（15）双向连接，所述第二MCU（13）与16位单片机（5）双向连接。
所述无线射频通信模块包括第三MCU（16）、射频芯片（17）、中继放大器（18）和第二485总线（19），所述第三MCU（16）与射频芯片（17）双向连接，射频芯片（17）与中继放大器（18）双向连接，第三MCU（16）与第二485总线（19）双向连接，第三MCU（16）与智能分界断路器控制电路的第一485总线（9）双向连接，第三MCU（16）输出端与智能分界断路器控制电路的USART2端口（8）输入端连接，第二485总线（19）与智能分界断路器控制电路的第一485总线（9）双向连接。
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：
（1）本发明提供了在不同地点的智能分界断路器之间的无线自组网传输，它可以通过设在各个智能分界断路器内的中继放大器进行，这样能保证传输的距离更远。
（2）为了克服现有手持仪终端在调整智能分界断路器参数时需要人工现场以连线的方式进行调整，本发明提供了一种通过手持仪终端对无线自组网内各个智能分界断路器以无线遥控的方式进行参数调整。
（3）开展电力需求侧的监控管理能大幅度提高全社会电能利用效率，能够达到移峰填谷、均衡负荷的良好效果，这样，不仅提高了电网运行的经济性，还增加了系统的备用容量，有利于电网的安全、稳定地运行，有效地减少了资源消耗、环境污染和资金的投入，从而实现供需资源的协同优化整合。
（4）本发明采用由多个安装在不同地点的只能分界断路器双模控制器终端组成的基于无线传输自组网和无线远程控制这样一种双模控制方式的智能配电监控系统在确保现有电网供电能力以满足用户用电需求的条件下，可以适当减少变压器备用容量和提高线路过载能力，从而，能构建一个满足电力生产管理服务需求的配电专用智能化台区管理系统，即智能供电系统，进而实现电力系统智能化。
附图说明
图1是本发明一个实施例的一种基于远、近程控制的智能分界断路器双模控制器的电原理结构示意图。
具体实施方式
通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。
参见图1所示，一种基于远、近程控制的智能分界断路器双模控制器，该双模控制器由智能分界断路器控制电路、无线手持编程器、无线射频通信模块和无线远程通信模块组成，所述智能分界断路器控制电路分别与无线手持编程器、无线射频通信模块和无线远程通信模块作电信号连接。
所述智能分界断路器控制电路包括三相电流检测（1）、第一信号调理电路（2）、第二信号调理电路（3）、剩余电流检测（4）、16位单片机（5）、USART1端口（6）、液晶显示器（7）、USART2端口（8）和第一485总线（9），所述三相电流检测（1）输入端与外接的三相交流电流I连接，三相电流检测（1）输出端与第一信号调理电路（2）输入端连接，第一信号调理电路（2）输出端与16位单片机（5）输入端连接，所述剩余电流检测（4）输入端与外接的剩余电流IL连接，剩余电流检测（4）输出端与第二信号调理电路（3）输入端连接，第二信号调理电路（3）输出端与16位单片机（5）输入端连接，16位单片机（5）输出端与液晶显示器（7）输入端连接，16位单片机（5）与USART1端口（6）双向连接，16位单片机（5）与USART2端口（8）双向连接，第一485总线（9）与USART2端口（8）双向连接。
所述无线手持编程器包括按键（10）、第一MCU（11）和无线收发模块（12），所述按键（10）与第一MCU（11）双向连接，无线收发模块（12）与第一MCU（11）双向连接，第一MCU（11）与智能分界断路器控制电路的USART1端口（6）双向连接。
所述无线远程通信模块包括第二MCU（13）、远程通信模块（14）和控制分界断路器合闸分闸的第一控制电路（15），所述第二MCU（13）与远程通信模块（14）双向连接，第二MCU（13）与控制分界断路器合闸分闸的第一控制电路（15）双向连接，所述第二MCU（13）与16位单片机（5）双向连接。
所述无线射频通信模块包括第三MCU（16）、射频芯片（17）、中继放大器（18）和第二485总线（19），所述第三MCU（16）与射频芯片（17）双向连接，射频芯片（17）与中继放大器（18）双向连接，第三MCU（16）与第二485总线（19）双向连接，第三MCU（16）与智能分界断路器控制电路的第一485总线（9）双向连接，第三MCU（16）输出端与智能分界断路器控制电路的USART2端口（8）输入端连接，第二485总线（19）与智能分界断路器控制电路的第一485总线（9）双向连接。
由于多个安装在不同地点的智能分界断路器双模控制器组成的智能配电监控系统包括智能配电监控中心与多个配电站的终端，其中心与各个配电站相互之间以不超过1千米的间隔距离用无线通信的方式组成一个基于无线传输自组网的智能配电监控系统。
对该智能配电监控系统终端的要求是：
①具有智能分界断路器的功能。具体来说就是具有过载（包括长延时、短延时和瞬时）保护的功能；具有所有过载参数均可通过各个无线手持编程器进行实时调整的人机界面功能。
②具有无线射频通信（距离≤1千米）功能。
③具有无线远程通信（距离＞1千米）功能。
以下叙述本智能配电系统终端的工作过程：
由三相电流互感器（三相电流检测1）与剩余电流互感器（剩余电流检测4）采集到的信号分别经过第一信号调理电路2和第二信号调理电路4后输入16位单片机5的ADC（模数转换）端口进行过载识别与数据处理；将16位单片机5的处理结果送至其输出端口，通过第二MCU13、远程通信模块14进行距离超过1千米的无线远程通信，如有需要的话，将通过第二MCU13和第一控制器15对分界断路器进行分断操作；16位单片机5的实测数据以及功能配置参数均需送至液晶显示器7进行实时显示，并且将这些数据、参数通过具有异步双工通信功能的USART端口8、第一485总线9、无线射频通信模块进行无线射频收发通信，使本系统具有遥测、遥信、遥控、遥调的功能。
藉助无线手持编程器可对本系统内的任一个终端通过有线或无线进行配置参数调整，从而具有人机界面功能。
每个终端均配置一个无线射频通信模块，以便实现各个终端之间的无线传输自组网的功能，设置无线射频通信模块可使各个终端之间实现在相互距离≤1千米的范围内的无线双工通信。
该无线射频通信模块内包含射频芯片17与中继放大器18，其收发的无线信号经该模块内的第三MCU16协调，既可通过USART2端口8实现与其他终端的近程通信，亦可通过第一485总线9与其他终端进行中程（距离≤1千米）通信。
Claims (5)
1.一种基于远、近程控制的智能分界断路器双模控制器，其特征在于：该双模控制器由智能分界断路器控制电路、无线手持编程器、无线射频通信模块和无线远程通信模块组成，所述智能分界断路器控制电路分别与无线手持编程器、无线射频通信模块和无线远程通信模块作电信号连接。
2.根据权利要求1所述的基于远、近程控制的智能分界断路器双模控制器，其特征在于：所述智能分界断路器控制电路包括三相电流检测（1）、第一信号调理电路（2）、第二信号调理电路（3）、剩余电流检测（4）、16位单片机（5）、USART1端口（6）、液晶显示器（7）、USART2端口（8）和第一485总线（9），所述三相电流检测（1）输入端与外接的三相交流电流I连接，三相电流检测（1）输出端与第一信号调理电路（2）输入端连接，第一信号调理电路（2）输出端与16位单片机（5）输入端连接，所述剩余电流检测（4）输入端与外接的剩余电流IL连接，剩余电流检测（4）输出端与第二信号调理电路（3）输入端连接，第二信号调理电路（3）输出端与16位单片机（5）输入端连接，16位单片机（5）输出端与液晶显示器（7）输入端连接，16位单片机（5）与USART1端口（6）双向连接，16位单片机（5）与USART2端口（8）双向连接，第一485总线（9）与USART2端口（8）双向连接。
3.根据权利要求1所述的基于远、近程控制的智能分界断路器双模控制器，其特征在于：所述无线手持编程器包括按键（10）、第一MCU（11）和无线收发模块（12），所述按键（10）与第一MCU（11）双向连接，无线收发模块（12）与第一MCU（11）双向连接，第一MCU（11）与智能分界断路器控制电路的USART1端口（6）双向连接。
4.根据权利要求1所述的基于远、近程控制的智能分界断路器双模控制器，其特征在于：所述无线远程通信模块包括第二MCU（13）、远程通信模块（14）和控制分界断路器合闸分闸的第一控制电路（15），所述第二MCU（13）与远程通信模块（14）双向连接，第二MCU（13）与控制分界断路器合闸分闸的第一控制电路（15）双向连接，所述第二MCU（13）与16位单片机（5）双向连接。
5.根据权利要求1所述的基于远、近程控制的智能分界断路器双模控制器，其特征在于：所述无线射频通信模块包括第三MCU（16）、射频芯片（17）、中继放大器（18）和第二485总线（19），所述第三MCU（16）与射频芯片（17）双向连接，射频芯片（17）与中继放大器（18）双向连接，第三MCU（16）与第二485总线（19）双向连接，第三MCU（16）与智能分界断路器控制电路的第一485总线（9）双向连接，第三MCU（16）输出端与智能分界断路器控制电路的USART2端口（8）输入端连接，第二485总线（19）与智能分界断路器控制电路的第一485总线（9）双向连接。
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