CN109118657A - 一种安全可靠的远程自停自复式计量装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种安全可靠的远程自停自复式计量装置及其控制方法，其包括设有铅封室的计量箱(8)，该铅封室内安装作为户表箱的费控表(1)，或作为专变用户的智能电能表及采集终端(2)和智能断路器(3)，智能断路器的操作机构上设有行程开关，且智能断路器的出线侧设置电压互感器；铅封室的面板内侧安装用于检测铅封门是否打开的光强传感器(5)和智能控制器(4)；铅封室的顶部安装红外热释电传感器(6)；费控表或智能电能表及采集终端通过因特网与用电信息管理主站连接，费控表或智能电能表及采集终端连接智能控制器，同时智能控制器与智能断路器的操作机构、光强传感器、红外热释电传感器、电压互感器、行程开关分别连接。

Description

一种安全可靠的远程自停自复式计量装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种远程自复式预购电箱，特别是一种安全可靠的远程自停自复式计量装置及其控制方法。

背景技术

目前，市场上所有预购电箱都存在下述缺陷：

1、当在用户购电卡余额不足时，用电信息管理主站下达停电指令后，开关只能分励脱扣，缴费后开关不能自行复电，须人工操作；

2、当停电指令下达开关分闸后，或缴费复电后，开关状态不能上传至用电信息管理主站，用电信息管理主站不能判定开关是分闸或是合闸状态；

3、当开关具有自动分合闸功能时，特别是远程合闸时，不能确保现场送电的安全性，往往只能采用人工复电；

4、当开关采用预购电箱的内置开关或外置开关时，远程的停复电操作后，开关出现分合闸不到位的情况，用电信息管理主站得到的上传信息与现场信息不一致。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种用电信息管理主站指令下达后开关能自动安全分合闸，并且现场开关能上传可靠性极强的开关状态以便用电信息管理主站识别，防止出现错误信息的远程自停自复式计量装置及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种安全可靠的远程自停自复式计量装置，包括一计量箱，该计量箱内设有铅封室，铅封室内安装作为户表箱的费控表，或作为专变用户的智能电能表及采集终端和智能断路器；所述铅封室的面板内侧安装用于检测铅封门是否打开的光强传感器和智能控制器，且光强传感器的感应端指向铅封室内，智能控制器的操作面板位于铅封门的外侧；铅封室的顶部安装用于检测附近是否有人的红外热释电传感器，且红外热释电传感器的感应端朝向铅封室外部；所述智能断路器的操作机构上设有用于检测操作机构是否稳定合闸的行程开关，且智能断路器的出线侧设置用于检测智能断路器出线侧电压的电压互感器；所述费控表或智能电能表及采集终端通过光纤、GPRS或电力载波线经因特网与电力营销服务中心的用电信息管理主站连接并进行数据互换，且费控表或智能电能表及采集终端连接智能控制器，同时智能控制器与智能断路器的操作机构、光强传感器、红外热释电传感器、电压互感器、行程开关分别连接。

上述方案的一优选实施方式为，所述费控表或智能电能表及采集终端与用电信息管理主站的通讯协议采用645协议，因而不会产生用户信息泄露或与用电信息管理主站信息交叉。

上述方案的一优选实施方式为，所述费控表或智能电能表及采集终端与智能控制器经RS485通讯电缆连接。

本发明中涉及的作为户表箱的费控表，或作为专变用户的智能电能表及采集终端，以及智能控制器、智能断路器都为已知结构。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种上述远程自停自复式计量装置的控制方法，其包括：

当用电信息管理主站确定一用户出现欠费需要进行停电操作时，用电信息管理主站对该用户的费控表或智能电能表及采集终端发出停电指令，费控表或智能电能表及采集终端接收停电指令后将停电指令转发至智能控制器，智能控制器接收停电指令后向智能断路器下达分闸指令，智能断路器的操作机构由合闸状态转为分闸状态后，智能控制器通过行程开关对智能断路器的操作机构进行检测，以确定智能断路器的操作机构是否由打开转为闭合状态，同时，智能控制器通过电压互感器检测智能断路器的出线侧三相电压是否由220V转为0V，当智能断路器的操作机构打开，且智能断路器的出线侧三相电压为0V时，智能控制器将分闸成功信号传送至费控表或智能电能表及采集终端，并最终经费控表或智能电能表及采集终端上传至用电信息管理主站，用电信息管理主站获得智能断路器操作机构的“分闸成功”状态，当智能断路器的操作机构闭合，或智能断路器的出线侧三相电压为220V时，智能控制器将分闸失败信号传送至费控表或由智能电能表及采集终端并最终经费控表或智能电能表及采集终端上传至用电信息管理主站，用电信息管理主站获得智能断路器操作机构的“分闸失败”状态；

当用电信息管理主站确定用户续费需要进行复电操作时，用电信息管理主站对该用户的费控表或智能电能表及采集终端发出复电指令，费控表或智能电能表及采集终端接收复电指令并转发至计量箱内的智能控制器，智能控制器在向智能断路器下达合闸指令前，智能控制器先通过光强传感器确定计量箱的铅封门是否非法开启，然后采用红外热释电传感器检测人员距离计量箱是否安全，当铅封门未开启，人员距离安全时，智能控制器向智能断路器发出由分闸转为合闸的指令，智能断路器的操作机构由分闸状态转为合闸状态后，智能控制器先利用行程开关对智能断路器操作机构进行检测，以确定智能断路器操作机构是否由打开转为闭合状态，同时智能控制器通过电压互感器检测智能断路器出线侧的三相电压是否由0V转为220V,当智能断路器操作机构闭合且智能断路器出线侧的三相电压为220V时，智能控制器将合闸信号发送至费控表或智能电能表及采集终端，并最终经费控表或智能电能表及采集终端上传至用电信息管理主站，用电信息管理主站获得“复电成功”状态，当智能断路器操作机构没有闭合，或智能断路器出线侧的三相电压为0V时，智能控制器将合闸失败信号发送至费控表或智能电能表及采集终端，并最终经费控表或智能电能表及采集终端上传至用电信息管理主站，用电信息管理主站获得“复电失败”状态。

本发明使用时，用电信息管理主站根据用户的用电情况通过因特网向费控表或智能电能表及采集终端下达分合闸指令，费控表或智能电能表及采集终端再经智能控制器向智能断路器下达开关分合闸指令，使智能断路器不直接接收用电信息管理主站的指令；用电状态上传时，只能智能控制器通过RS485通讯电缆与费控表或智能电能表及采集终端传输信息，并由费控表或智能电能表及采集终端向用电信息管理主站上传信息，符合电力计量的相关要求。本发明智能断路器在进行复电，特别是远程自动复电，通过光强传感器、红外热释电传感器在复电前进行安全性判断，以免出现送电的安全隐患。本发明智能断路器在每一次进行分合闸操作后，智能控制器均自动检测智能断路器操作机构的开闭状态并将检测到的状态上传至费控表或智能电能表及采集终端，由其上传至用电信息管理主站。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1)在用电信息管理主站的指令下，在原有通讯规约的前提下，实现智能断路器操作机构的远程自动停复电功能；

2)在用电信息管理主站命令发出后，智能断路器操作机构动作前，现场的智能控制器能判断复电操作的安全性，确保送电安全；

3)智能控制器在智能断路器操作机构每次操作后，自动双重检测智能断路器操作机构的状态变化，确保智能断路器操作机构动作的可靠性，并将有效的智能断路器操作机构状态通过费控表或智能电能表及采集终端上传至用电信息管理主站。

4)用电信息管理主站不仅能实现智能断路器操作机构的远程分合闸操作，并且能及时获取智能断路器操作机构动作后的状态。

附图说明

图1为本发明结构框图。

图2为本发明计量箱结构示意图。

图3为本发明进行远程停复电流程图。

图4为智能断路器出线侧电压检测逻辑图。

图5为光强传感器检测逻辑图。

图6为红外热释电传感器检测逻辑图。

具体实施方式

如图1－图2所示，本发明一种安全可靠的远程自停自复式计量装置包括一计量箱8，该计量箱8内设有铅封室，铅封室内安装作为户表箱的费控表1，或作为专变用户的智能电能表及采集终端2及智能断路器3，智能断路器3的操作机构上安装用于检测操作机构是否稳定合闸的行程开关，且智能断路器3的出线侧设置用于检测智能断路器出线侧电压的电压互感器；铅封室的面板上安装用于检测铅封门是否打开的光强传感器5和智能控制器4，光强传感器5的感应端指向铅封室内；铅封室的顶部安装用于检测附近是否有人的红外热释电传感器6，且红外热释电传感器6的感应端朝向铅封室外部，以便于感应。智能控制器4的操作面板位于铅封门7的外侧，便于读数。计量箱8内还装有电流互感器、进出线母排及进出线电缆及其他附件。作为户表箱的费控表1，或作为专变用户的智能电能表及采集终端2通过光纤、GPRS或电力载波线经因特网与电力营销服务中心的用电信息管理主站连接并进行数据互换，费控表1或智能电能表及采集终端2通过RS485通讯电缆连接智能控制器4，智能控制器4再连接智能断路器3，即智能断路器3不直接接收用电信息管理主站的指令，用电信息管理主站根据用户的用电情况向费控表1或智能电能表及采集终端2下达分合闸指令，费控表1或智能电能表及采集终端2再经智能控制器4向智能断路器3下达分合闸指令，以符合电力计量的相关要求——且智能控制器4只能通过RS485通讯电缆与费控表1或智能电能表及采集终端2传输信息，并由费控表1或智能电能表及采集终端2向用电信息管理主站上传信息，且智能断路器3的操作机构、光强传感器5、红外热释电传感器6、电压互感器、行程开关也分别与智能控制器4连接。智能断路器3在每一次进行分合闸操作后，智能控制器4均自动检测智能断路器操作机构是否稳定合闸、铅封门是否打开、计量箱8附近是否有人、智能断路器的出线侧电压，并将检测到的信息上传至费控表1或智能电能表及采集终端2，由其上传至用电信息管理主站。

作为户表箱的费控表1，或作为专变用户的智能电能表及采集终端2与用电信息管理主站的通讯协议采用统一的645协议，不产生用户信息泄露或与用电信息管理主站信息交叉。

如图3所示，当用电信息管理主站确定用户出现欠费，按要求须进行停电操作时，用电信息管理主站发出对该用户的停电运行指令(脉冲信号或电平信号)，费控表1或智能电能表及采集终端2接收停电指令，并通过其内部接点发出停电指令(220V)至计量箱8内的智能控制器4，智能控制器4向智能断路器3下达分闸指令，智能断路器3的操作机构由合闸转为分闸，同时，a)智能控制器4通过行程开关对智能断路器3的操作机构接点进行检测，确定智能断路器3的操作机构接点是否由开转为闭状态，同时，b)智能控制器4通过电压互感器对智能断路器3的出线侧三相电压进行检测，是否由220V转为0V，电压采集逻辑图如图4所示，当a)、b)同时满足条件时，智能控制器4将分闸成功信号以0V形式传送至费控表1或智能电能表及采集终端2，并最终上传至用电信息管理主站，用电信息管理主站同步获得智能断路器操作机构的“分闸成功”状态，当a)、b)同时都不满足或其中有一个不能满足条件时，智能控制器4将分闸失败信号以220V形式传送至费控表1或由智能电能表及采集终端2并最终上传至用电信息管理主站，用电信息管理主站同步获得智能断路器操作机构的“分闸失败”状态。

如图3所示，当用电信息管理主站确定用户续费时，按要求须同步进行复电操作时，用电信息管理主站发出对该用户的复电运行指令(脉冲信号或电平信号)，费控表1或智能电能表及采集终端2接收复电指令，并通过其内部接点发出复电指令(0V)指令至计量箱8内的智能控制器4，智能控制器4在向智能断路器3下达合闸指令前，智能控制器4对计量装置同步进行c)通过光强传感器5确定计量箱的铅封门7是否非法开启，其控制原理图见图5，d)人员距离计量箱是否安全，其采用红外热释电传感器6实行监视，其控制原理图见图6，当c)、d)均满足条件时，智能控制器4向智能断路器3发出由分闸转为合闸的指令，同时，智能控制器4同步对e)智能断路器操作机构的内部辅助接点进行检测，确定是否由开转为闭状态，同时，f)智能控制器4通过电压互感器对智能断路器出线侧的三相电压进行检测，是否由0V转为220V,电压采集逻辑图如图4所示，当e)、f)同时满足条件时，智能控制器将合闸信号以220V形式发送至费控表1或智能电能表及采集终端2，并最终上传至用电信息管理主站，用电信息管理主站同步获得“复电成功”状态，当e)、f)至少有一个不能满足条件时，智能控制器将合闸失败信号以0V形式发送至费控表1或智能电能表及采集终端2，并最终上传至用电信息管理主站，用电信息管理主站同步获得“复电失败”状态。

Claims (4)

1.一种安全可靠的远程自停自复式计量装置，包括一计量箱(8)，该计量箱内设有铅封室，铅封室内安装作为户表箱的费控表(1)，或作为专变用户的智能电能表及采集终端(2)和智能断路器(3)；其特征在于，所述铅封室的面板内侧安装用于检测铅封门是否打开的光强传感器(5)和智能控制器(4)，且光强传感器的感应端指向铅封室内，智能控制器的操作面板位于铅封门的外侧；铅封室的顶部安装用于检测附近是否有人的红外热释电传感器(6)，且红外热释电传感器的感应端朝向铅封室外部；所述智能断路器的操作机构上设有用于检测操作机构是否稳定合闸的行程开关，且智能断路器的出线侧设置用于检测智能断路器出线侧电压的电压互感器；所述费控表或智能电能表及采集终端通过光纤、GPRS或电力载波线经因特网与电力营销服务中心的用电信息管理主站连接并进行数据互换，且费控表或智能电能表及采集终端连接智能控制器，同时智能控制器与智能断路器的操作机构、光强传感器、红外热释电传感器、电压互感器、行程开关分别连接。

2.根据权利要求1所述的一种安全可靠的远程自停自复式计量装置，其特征在于，所述费控表或智能电能表及采集终端与用电信息管理主站的通讯协议采用645协议。

3.根据权利要求1所述的一种安全可靠的远程自停自复式计量装置，其特征在于，所述费控表或智能电能表及采集终端与智能控制器经

RS485通讯电缆连接。

4.一种权利要求1－3中任一项所述安全可靠的远程自停自复式计量装置控制方法，其特征在于包括：

当用电信息管理主站确定一用户出现欠费需要进行停电操作时，用电信息管理主站对该用户的费控表或智能电能表及采集终端发出停电指令，费控表或智能电能表及采集终端接收停电指令后将停电指令转发至智能控制器，智能控制器接收停电指令后向智能断路器下达分闸指令，智能断路器的操作机构由合闸状态转为分闸状态后，智能控制器通过行程开关对智能断路器的操作机构进行检测，以确定智能断路器的操作机构是否由打开转为闭合状态，同时，智能控制器通过电压互感器检测智能断路器的出线侧三相电压是否由220V转为0V，当智能断路器的操作机构打开，且智能断路器的出线侧三相电压为0V时，智能控制器将分闸成功信号传送至费控表或智能电能表及采集终端，并最终经费控表或智能电能表及采集终端上传至用电信息管理主站，用电信息管理主站获得智能断路器操作机构的“分闸成功”状态，当智能断路器的操作机构闭合，或智能断路器的出线侧三相电压为220V时，智能控制器将分闸失败信号传送至费控表或由智能电能表及采集终端并最终经费控表或智能电能表及采集终端上传至用电信息管理主站，用电信息管理主站获得智能断路器操作机构的“分闸失败”状态；

当用电信息管理主站确定用户续费需要进行复电操作时，用电信息管理主站对该用户的费控表或智能电能表及采集终端发出复电指令，费控表或智能电能表及采集终端接收复电指令并转发至计量箱内的智能控制器，智能控制器在向智能断路器下达合闸指令前，智能控制器先通过光强传感器确定计量箱的铅封门是否非法开启，然后采用红外热释电传感器检测人员距离计量箱是否安全，当铅封门未开启，人员距离安全时，智能控制器向智能断路器发出由分闸转为合闸的指令，智能断路器的操作机构由分闸状态转为合闸状态后，智能控制器先利用行程开关对智能断路器操作机构进行检测，以确定智能断路器操作机构是否由打开转为闭合状态，同时智能控制器通过电压互感器检测智能断路器出线侧的三相电压是否由0V转为220V,当智能断路器操作机构闭合且智能断路器出线侧的三相电压为220V时，智能控制器将合闸信号发送至费控表或智能电能表及采集终端，并最终经费控表或智能电能表及采集终端上传至用电信息管理主站，用电信息管理主站获得“复电成功”状态，当智能断路器操作机构没有闭合，或智能断路器出线侧的三相电压为0V时，智能控制器将合闸失败信号发送至费控表或智能电能表及采集终端，并最终经费控表或智能电能表及采集终端上传至用电信息管理主站，用电信息管理主站获得“复电失败”状态。