CN109428382A - 一种智能防雷配电装置 - Google Patents

Abstract

一种智能防雷配电装置，包括防雷配电装置和智能采样监控装置，智能采样装置连接于防雷配电装置并用于采样和监控防雷配电装置；防雷配电装置包括输入配电单元、ATS双电源模块、防雷模块和输出配电单元，防雷配电装置依次由输入配电单元、ATS双电源模块和输出配电单元串联构成，防雷模块并联于由输入配电单元与ATS双电源模块串联构成的电路的两端；智能采样监控装置包括工控机人机界面与监控单元、UPS不间断电源和采样模块，工控机人机界面与监控单元、UPS不间断电源和采样模块依次连接于防雷配电装置上。本发明通过设置防雷配电装置和智能采样监控装置，达到对整个供配电系统实时监控和运行质量进行有效管理，还为后级负载设备提供电力分配。

Description

一种智能防雷配电装置

技术领域

本发明设计电气控制技术领域，尤其涉及一种智能防雷配电装置。

背景技术

铁路是国家最重要的交通运输行业之一，它的安全稳定运行对社会和人民生命的影响非常大。铁路信号系统是保障列车安全、有序运行的最重要环节之一，它是由各种不同类型的产品组成的复杂电气控制管理与电子检测系统。为了适应铁路高速发展和铁路安全高效运行的需要，近年来铁路信号系统大量使用了各类智能化程度较高，同时又具有远程监控管理功能的微电子设备，从而大大提高了铁路系统的运行效率。但是，因为电子设备适应外部电网干扰和波动的能力较差，供电系统中经常产生的雷击尖峰、浪涌和下陷、停电切换、电压大幅度波动、脉冲尖峰干扰等情况，都会对智能化电子设备的稳定工作产生严重影响，从而直接影响到列车运行的安全与稳定。随着铁路事业的高速发展，信号设备供电系统也必须尽快升级换代，以适应高可靠、高稳定、故障预警、计算机智能管理、远程监控等技术发展的潮流需要。

因铁路行业的特殊性，其电网供电环境条件都比较恶劣，需要采用二路电网的及时切换来实现供电系统的备份冗余，同时还要对输入的市电进行雷击和尖峰电压干扰的防护。随着微机监控管理技术在铁路行业的推广，对输入电网的实时监测与远程监控管理要求也越来越高。过去，这些功能的实现分别由两路电源输入开关箱、电源防雷箱、智能化电网检测监控箱、ATS双电源转换电路等不同厂家的产品来实现。这些产品大多为挂墙式产品，其外观、颜色、尺寸不一，智能化程度低、功能重复、监控管理不便，生产厂家多带来的采购、备件、运维效率低下等诸多问题，亟需完善改进来进一步提高整个信号供电系统的安全性和远程监控管理的可操作性。

近年来，随着铁路事业的飞速发展，铁路部门对安全供电的要求也越来越高，智能化配电技术和远程监控管理技术也在铁路行业大规模推广，对输入电网的输配电应用也进行了相应的智能化检测和远程实时监控管理，以往的分散式产品运维管理模式就落后了，亟需新的产品和运维管理模式来改变这种落后的状态。

发明内容

本发明的目的在于提出一种智能防雷配电装置，通过设置防雷配电装置和智能采样监控装置，达到对整个供配电系统实时监控和运行质量进行有效管理，还可为后级负载设备提供电力分配。

为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

一种智能防雷配电装置，包括防雷配电装置和智能采样监控装置，所述智能采样装置连接于所述防雷配电装置并用于采样和监控所述防雷配电装置；

所述防雷配电装置包括输入配电单元、ATS双电源模块、防雷模块和输出配电单元，所述防雷配电装置依次由所述输入配电单元、所述ATS双电源模块和所述输出配电单元串联构成，所述防雷模块并联于由所述输入配电单元与所述ATS双电源模块串联构成的电路的两端；

所述智能采样监控装置包括工控机人机界面与监控单元、UPS不间断电源和采样模块，所述工控机人机界面与监控单元、所述UPS不间断电源和所述采样模块依次相连并连接于所述防雷配电装置上。

所述输入配电单元包括输入端子和断路器，市电经过所述断路器给所述ATS双电源模块供电。

所述ATS双电源模块的输入端串联于所述输入配电单元，其输出端串联于所述输出配电单元，所述ATS双电源模块用于设置所述智能防雷配电装置的面板的开关。

还包括旁路输入单元，所述旁路输入单元并联于由所述输入配电单元与所述ATS双电源模块串联构成的电路的两端，所述旁路输入单元用于当ATS双电源模块发生故障时给所述输出配电单元供电。

所述输出配电模块设置有五路输出端子，所述五路输出端子并联后串联于所述ATS双电源模块的输出端。

所述防雷模块包括避雷器组件和防雷模块断路器，所述防雷模块断路器的一端连接于所述避雷器组件，其另一端并联于由所述输入配电单元与所述ATS双电源模块串联构成的电路的两端。

所述避雷器为间隙型避雷器。

所述采样模块用于输入配电单元、防雷模块、ATS双电源模块和输出配电单元的数据采样。

所述工控机人机界面与监控单元包括计算机和用于监控所述输入配电单元、防雷模块、输出配电单元和ATS双电源模块的显示装置。所述计算机用于处理、记录、显示采样上传的数据。

所述UPS不间断电源用于所述工控机人机界面与监控单元和所述采样模块的供电，以保证对系统各个模块单元的数据进行监控。

本发明通过把不同功能的产品有机组合，成为一款针对性极强的一体化综合型“智能防雷配电柜”，对整个供配电系统实时监控和运行质量进行有效管理，还可为后级负载设备提供电力分配，配电回路保护、计量、记录。

附图说明

图1为本发明实施例的整机原理框图；

图2为本发明实施例的电气工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，一种智能防雷配电装置，包括防雷配电装置和智能采样监控装置， 所述智能采样装置连接于所述防雷配电装置并用于采样和监控所述防雷配电装置；所述防雷配电装置包括输入配电单元、ATS双电源模块、防雷模块和输出配电单元，所述防雷配电装置依次由所述输入配电单元、所述ATS双电源模块和所述输出配电单元串联构成，所述防雷模块并联于由所述输入配电单元与所述ATS双电源模块串联构成的电路的两端；所述智能采样监控装置包括工控机人机界面与监控单元、UPS不间断电源和采样模块，所述工控机人机界面与监控单元、所述UPS不间断电源和所述采样模块依次相连并连接于所述防雷配电装置上。

现有技术中，防雷配电装置由不同厂家的电器件通过组装、调试来实现，智能化程度低、功能重复，为了解决此问题，本例提出一种智能防雷配电装置，通过设置防雷配电装置和智能采样监控装置，达到对整个供配电系统实时监控和运行质量进行有效管理的目的，还可为后级负载设备提供电力分配，配电回路保护、计量、记录。市电通过所述输入配电单元进入到所述防雷配电装置，通过电能的分配后分别使所述防雷模块、所述ATS双电源模块和所述输入配电模块运行，所述智能采样监控装置由所述UPS不间断电源对所述采样模块和所述工控机人机界面与监控单元进行供电，所述智能采样监控装置连接于所述防雷配电装置上，通过把不同功能的产品有机组合，使本例成为一款针对性极强的一体化综合型智能防雷配电装置。

更进一步的说明，所述输入配电单元包括输入端子和断路器，市电经过所述断路器给所述ATS双电源模块供电。如图2所示，所述输入配电单元设计为两路三相五线制市电输入，分别为Ⅰ路输入和Ⅱ路输入，三相五线制是指在原三相四线制的基础上把保护地线单独敷设，消除了设备产生危险电压的隐患。所述输入配电单元由输入端子和断路器QF1、QF2组成，本例中所述Ⅰ路输入的市电经过断路器QF1给所述ATS双电源模块供电，所述Ⅱ路输入的市电经过断路器QF2给所述ATS双电源模块供电。

更进一步的说明，所述ATS双电源模块的输入端串联于所述输入配电单元，其输出端串联于所述输出配电单元，所述ATS双电源模块用于设置所述智能防雷配电装置的面板的开关。如图2所示，ATS双电源模块可旋转面板上的自动/手动开关进行设置。当设置成自动输出时，模块自动检测输入Ⅰ、Ⅱ路市电是否正常，当两路市电都正常时，默认KM1接触器吸合，此时由Ⅰ路市电工作，Ⅰ路市电异常时KM1断开KM2吸合，由Ⅱ路市电向输出配电单元供电。ATS双电源模块设置成手动控制时，通过旋转面板上的开关，选择Ⅰ/Ⅱ供电。本例使用ATS双电源模块，可自动/手动开关设置，根据运行需要进行更改，更加便捷。

更进一步的说明，还包括旁路输入单元，所述旁路输入单元并联于由所述输入配电单元与所述ATS双电源模块串联构成的电路的两端，所述旁路输入单元用于当ATS双电源模块发生故障时给所述输出配电单元供电。如图2所示，所述旁路输入单元设置有两条支路，两条支路上分别设有断路器QF3和QF4，当ATS双电源模块发生故障时，可手动闭合QF3或者QF4为输入配电单元供电，机动性强、设备运行更加灵活。

更进一步的说明，所述输出配电模块设置有五路输出端子，所述五路输出端子并联后串联于所述ATS双电源模块的输出端。如图2所示，所述输出配电模块包括QF7～QF11和输出分路1～5，所述QF7～QF11并联设置，所述QF7～QF11并联后的输入端串联于所述ATS双电源模块的输出端，所述QF7～QF11并联后的输出端分别串联于所述输出分路1～5，本例设置五路输出端子，可以同时给多个设备供电，设备使用率高。

更进一步的说明，所述防雷模块包括避雷器组件和防雷模块断路器，所述防雷模块断路器的一端连接于所述避雷器组件，其另一端并联于由所述输入配电单元与所述ATS双电源模块串联构成的电路的两端。

本例中的防雷模块设有两个，所述第一防雷模块包括第一避雷器组件和第一防雷模块断路器，其中第一避雷器组件由避雷器F1～F7连接而成，第二避雷器组件由避雷器F8～F14连接而成，防雷模块断路器为两个三相断路器QF5、QF6，所述输入配电单元的市电通过QF5将市电分配给第一避雷器组件，所述输入配电单元的市电通过QF6将市电分配给第二避雷器组件。本例通过设置两个防雷模块，分别对两路市电的配电进行防雷保护，安全性高。

更进一步的说明，所述避雷器为间隙型避雷器。本例中的所述避雷器使用间隙型避雷器，其优点在于由于有间隙的存在，在系统正常工作电压下，间隙隔离了系统电压，阻止电流流过避雷器，无续流解决了电阻片老化问题，延长了避雷器的使用寿命，减少事故发生。当系统产生电压并超过放电电压值时，间隙放电，电阻片呈低阻状态，由于电阻片的参数选择比无间隙避雷器的残压低，所以保护性能好，增大了被保护范围。

更进一步的说明，所述采样模块用于输入配电单元、防雷模块、ATS双电源模块和输出配电单元的数据采样。本例中所述采样模块用于采集数据，经过A/D转换，传输到工控机人机界面与监控单元中，所述采样模块主要采集的数据包括：防雷模块的断路器QF5、QF6的开关状态和防雷模块的雷击次数；输入配电单元、输出配电单元的电压、电流、频率、有功功率、无功功率、视在功率、有功电能、功率因素和温度；ATS双电源模块Ⅰ、Ⅱ电源的电压、电流、频率和温度；系统的工作状态、系统事件、遥信变位和异常事件；输入、输出配电单元的实时电压电流波形图与实时趋势图。

更进一步的说明，所述工控机人机界面与监控单元包括计算机和用于监控所述输入配电单元、防雷模块、输出配电单元和ATS双电源模块的显示装置。所述计算机用于处理、记录、显示采样上传的数据。所述工控机为基于Windows系统的计算机，所述显示装置为15英寸触摸屏，所述计算机用于处理、记录、显示采样上传的数据，本例中采集并综合处理所有重要的电网数据参数，通过工控机的触摸屏直观地显示相关数据，实时反映电能质量数据，并通过远程数字通讯技术与接口上传至后台，为车站微机监测系统提供准确及时的供电系统运行数据，可以显著提高铁路信号系统的供电环境、提供高精度测量数据给微机管理系统，强化电网供电配电系统的实时监控和电能管理能力，达到对整个供配电系统实时监控和运行质量进行有效管理的目的，还可为后级负载设备提供电力分配，配电回路保护、计量、记录。

更进一步的说明，所述UPS不间断电源用于所述工控机人机界面与监控单元和所述采样模块的供电，以保证对系统各个模块单元的数据进行监控。UPS不间断电源是将蓄电池与主机相连，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备，本例中使用UPS不间断电源对所述工控机人机界面与监控单元和所述采样模块进行供电，以保证系统的正常运行不会因短暂停电中断、可以一直供应高品质电源、有效的保护智能防雷配电装置的电源设备。UPS不间断电源的主要优点在于它的不间断供电能力，在市电交流输入正常时，UPS把交流电整流成直流电，然后再把直流电逆变成稳定无杂质的交流电，给后级负载使用。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能防雷配电装置，其特征在于：包括防雷配电装置和智能采样监控装置， 所述智能采样装置连接于所述防雷配电装置并用于采样和监控所述防雷配电装置；

所述防雷配电装置包括输入配电单元、ATS双电源模块、防雷模块和输出配电单元，所述防雷配电装置依次由所述输入配电单元、所述ATS双电源模块和所述输出配电单元串联构成，所述防雷模块并联于由所述输入配电单元与所述ATS双电源模块串联构成的电路的两端；

所述智能采样监控装置包括工控机人机界面与监控单元、UPS不间断电源和采样模块，所述工控机人机界面与监控单元、所述UPS不间断电源和所述采样模块依次相连并连接于所述防雷配电装置上。

2.根据权利要求1所述的一种智能防雷配电装置，其特征在于：所述输入配电单元包括输入端子和断路器，市电经过所述断路器给所述ATS双电源模块供电。

3.根据权利要求1所述的一种智能防雷配电装置，其特征在于：所述ATS双电源模块的输入端串联于所述输入配电单元，其输出端串联于所述输出配电单元，所述ATS双电源模块用于设置所述智能防雷配电装置的面板的开关。

4.根据权利要求1所述的一种智能防雷配电装置，其特征在于：还包括旁路输入单元，所述旁路输入单元并联于由所述输入配电单元与所述ATS双电源模块串联构成的电路的两端，所述旁路输入单元用于当ATS双电源模块发生故障时给所述输出配电单元供电。

5.根据权利要求1所述的一种智能防雷配电装置，其特征在于：所述输出配电模块设置有五路输出端子，所述五路输出端子并联后串联于所述ATS双电源模块的输出端。

6.根据权利要求1所述的一种智能防雷配电装置，其特征在于：所述防雷模块包括避雷器组件和防雷模块断路器，所述防雷模块断路器的一端连接于所述避雷器组件，其另一端并联于由所述输入配电单元与所述ATS双电源模块串联构成的电路的两端。

7.根据权利要求5所述的一种智能防雷配电装置，其特征在于：所述避雷器为间隙型避雷器。

8.根据权利要求1所述的一种智能防雷配电装置，其特征在于：所述采样模块用于输入配电单元、防雷模块、ATS双电源模块和输出配电单元的数据采样。

9.根据权利要求1所述的一种智能防雷配电装置，其特征在于：所述工控机人机界面与监控单元包括计算机和用于监控所述输入配电单元、防雷模块、输出配电单元和ATS双电源模块的显示装置，所述计算机用于处理、记录、显示采样上传的数据。

10.根据权利要求1或8所述的一种智能防雷配电装置，其特征在于：所述UPS不间断电源用于所述工控机人机界面与监控单元和所述采样模块的供电，以保证对系统各个模块单元的数据进行监控。