CN110221140A - 配电自动化终端智能检测仪 - Google Patents

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刘松
庄雷明
咸会增
谢辰璐
高秀真
孙崇高
鞠鹏
李两桓
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岳雅晴
高杨
李超
徐铖
薛洁
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    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS, OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B3/00Apparatus specially adapted for the manufacture, assembly, or maintenance of boards or switchgear

Abstract

本发明公开了一种配电自动化终端智能检测仪,其属于检测设备技术领域。它解决了现有技术中传统配电终端检测存在的流程繁琐、检修时间长的缺陷。其主体结构包括箱体,所述箱体内设有无线路由器、电池管理模块、电池、继保测试源和逆变器,所述电池管理模块分别与继保测试源和电池连接,所述逆变器分别与电池和继保测试源连接;所述箱体的右侧面设有遥信输出、电流输出端口和电压输出端口,左侧面设有省网航插和国网航插,所述继保测试源的输出端分别与遥信输出、电流输出端口和电压输出端口连接,所述省网航插分别与继保测试源和模拟断路器连接,所述国网航插分别与继保测试源和模拟断路器连接。本发明主要用于检测配电网。

Description

配电自动化终端智能检测仪
技术领域:
本发明属于检测设备技术领域,具体地说,尤其涉及一种配电自动化终端智能检测仪。
背景技术:
随着智能配电终端设备的大范围应用,我们步入了“智能配网”的新时代,现在的配电网可以轻松实现故障区间判定、故障隔离和恢复供电的功能,但是第一批投入的智能配电终端设备已有六年左右,并且配电终端还在不断增加,配电终端故障率逐年增高,一旦终端出现问题,就可能造成停电范围扩大、故障自愈失败,直接影响了供电可靠性和优质服务水平。为此需要开展配电终端定期检修工作,但是传统的检测方式存在以下问题:1、终端检测时必须在停电时才能与一次设备配合进行;2、检测时需要携带的仪器设备较多,容易拿错,另外现场需要接线搭成测试环境,时间较长;3、现场测试时需要和主站后台远程确认定值、流程、结果等,流程繁琐,时间较长。
发明内容:
为了解决现有技术中传统配电终端检测存在的流程繁琐、检修时间长的缺点,本发明提供了一种区别于现有技术的配电自动化终端智能检测仪,其现场检测时只需要携带一台仪器和手机就能对终端进行检测,并能将数据同步到主站后台,检测效率较快且检测质量较高。
为了实现上述目的,本发明是采用以下技术方案实现的:
一种配电自动化终端智能检测仪,包括箱体,所述箱体内设有无线路由器、电池管理模块、电池、继保测试源和逆变器,所述电池管理模块分别与继保测试源和电池连接,所述逆变器分别与电池和继保测试源连接;所述箱体的右侧面设有遥信输出、电流输出端口和电压输出端口,左侧面设有省网航插和国网航插,所述继保测试源的输出端分别与遥信输出、电流输出端口和电压输出端口连接,所述省网航插分别与继保测试源和模拟断路器连接,所述国网航插分别与继保测试源和模拟断路器连接。
进一步地,所述电池通过继电器的受控触点与电池管理模块连接,所述电池管理模块的232通讯串口与继保测试源的USB口连接;所述逆变器的输入端通过继电器的受控触点与电池连接,逆变器的输出端还与继保测试源连接。
进一步地,所述箱体的左侧面上还设有电压端子、电池端口和网口航空端子,电压端子与继保测试源连接,所述网口航空端子通过网线与无线路由器连接。
进一步地,所述箱体的右侧面上还设有无源遥控和有源遥控。
进一步地,所述箱体的上端面从左到右依次设有电池电压表指示灯、启动按钮灯、充电按钮灯、合闸按钮灯和分闸按钮灯。
进一步地,所述箱体上端面还设有微动开关,所述微动开关与启动按钮灯连接。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
现场检测时只需要携带一台仪器和手机就能对终端进行检测,并能将数据同步到主站后台,主站人员审核后检测完成,数据同步保存到检测数据库,基本上30分钟检测一个终端,实现了检测效率的提升和检测质量的提高。
附图说明:
图1为本发明的主视图;
图2为本发明的左视图;
图3为本发明的俯视图;
图4为本发明的轴测图;
图4A为图4中G处的局部放大图;
图5为本发明的工作流程示意图;
图6为本发明的总电气原理图;
图7为本发明中模拟断路器的电气原理图;
图8为本发明中继电器控制电路的电气原理图;
图9为本发明中微动开关的电气原理图;
图10为本发明中继保测试源的电气接线图;
图11为本发明中逆变器的电气接线图;
图12为本发明中充电器与电池的电气接线图;
图13为本发明中电池管理模块的电气接线图;
图14为本发明中省网航插的电气接线图;
图15为本发明中国网航插的电气接线图;
图16为本发明中电流输出端口的电气接线图;
图17为本发明中电压输出端口的电气接线图;
图18为本发明中充电按钮灯的电气接线图;
图19为本发明中合闸按钮灯的电气接线图;
图20为本发明中分闸按钮灯的电气接线图;
图21为本发明中无线路由器的电气接线图。
图中:1、箱体;2、无线路由器;3、电池管理模块;4、电池;5、继保测试源;6、逆变器;7、电池电压表指示灯;8、省网航插;9、国网航插;10、网口航空端子;11、电压端子;12、电池端口;13、有源遥控;14、无源遥控;15、遥信输出;16、电流输出端口;17、电压输出端口;18、微动开关;19、电压表;20、电源插座;71、启动按钮灯;72、充电按钮灯;73、合闸按钮灯;74、分闸按钮灯。
具体实施方式:
下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步说明。
实施例:
如图1-4所示,一种配电自动化终端智能检测仪,包括箱体1,所述箱体1内设有无线路由器2、电池管理模块3、电池4、继保测试源5和逆变器6,所述电池管理模块3分别与继保测试源5和电池4连接,所述逆变器6分别与电池4和继保测试源5连接;所述箱体1的右侧面设有遥信输出15、电流输出端口16和电压输出端口17,左侧面设有省网航插8和国网航插9,所述继保测试源5的输出端分别与遥信输出15、电流输出端口16和电压输出端口17连接,所述省网航插8分别与继保测试源5和模拟断路器连接,所述国网航插9分别与继保测试源5和模拟断路器连接;模拟断路器在继电器PCB板上。所述电池4通过继电器的受控触点与电池管理模块3连接,为其供电和提供被监测电压,所述电池管理模块3的232通讯串口通过U转串与继保测试源5的USB口连接;所述逆变器6的输入端通过继电器的受控触点与电池4连接,逆变器6的输出端还与继保测试源5连接。
箱体1的上端、左端和右端均通过合页或转轴设有一处可以旋转打开的门,将各个元件放置在门内或箱体1内部,避免磕碰或雨天淋湿。
通过电池管理模块3检测电池4的内阻和容量,评估电池4健康状况;其作用为:一是判断本发明的备用电池端口12是否正常,二是监测本发明的现场检测装置的电池4是否正常,预估剩余工作时间和容量。电池4采用最新的钛酸锂锂电池技术,逆变器6采用纯正弦波逆变器,保证设备4小时正常工作,12小时超长待机,电池充放电安全和运输安全。传统的修正波逆变器是通过对方波电压进行阶梯叠加而产生的,这种方式存在控制电路复杂,叠加线路所用的功率开关管较多,以及体积和重量较大等诸多问题;纯正弦波逆变器,它的优点是输出波形好,失真度很低,且其输出波形与市电电网的交流电波形基本一致,且提供的交流电比电网的质量更高,正弦波逆变器对收音机和通讯设备及精密设备的干扰小、噪声低、负载适应能力强,能满足所有交流负载的应用,而且整机效率较高,基于现有的光伏逆变器技术,可使得转换效率达到约95%。
所述箱体1的左侧面上还设有电压端子11、电池端口12和网口航空端子10,电压端子11与继保测试源5连接,所述网口航空端子10通过网线与无线路由器2连接。电池端口12暂时未使用,使用时应当与电池4的24V的正负两端连接;网口航空端子10外部与罩式DTU连接;无线路由器2可以连接手机通讯。
如图10和图4A所示,继保测试源5右侧的UA、UB、UC、UN、U0com、U0与电压输出端口17连接,IA、IB、IC、IN、I0com、I0与电流输出端口16连接,左侧的YXcom、WCN端口与省网航插8和国网航插9连接,左侧的L4、N4端口与无线路由器2上的接线端子L4、N4(见图21所示)连接。
通过省网航插8和国网航插9实现对不同厂家、不同型号、不同类型的航插端口进行归纳融合,实现一口多用,口口通用。如图14-17所示为10芯省网航插8、10芯国网航插9、6芯电流输出端口16和6芯电压输出端口17的接线图,通过10芯航插和6芯航插连接配电终端的电流和控制端,现场测试时可以拔掉终端侧航插后改为自备航插测试。
所述箱体1的右侧面上还设有无源遥控14和有源遥控13。香蕉插座上的无源遥控14、有源遥控13用于连接没有航插的外部设备,其中无源遥控14主要用于省网设备,有源遥控13主要用于国网设备,遥信输出15用于连接FTU的HW、FW(见图6中),配电自动化终端智能检测仪内部的HW、FW、YXcom是继电器干接点。WCN(未储能)用于连接FTU的真空断路器,传送的是一个信号,只有储能之后,FTU的FZ、HZ才能动作。
所述箱体1的上端面从左到右依次设有电池电压表指示灯7、启动按钮灯71、充电按钮灯72、合闸按钮灯73和分闸按钮灯74。所述逆变器6下方的电路板上设有继电器。继电器通过继电器座安装在电路板上,继电器电路板的输出端子分别与电池电压表指示灯7、启动按钮灯71、充电按钮灯72、充电器输入、继保测试源5、无线路由器2的供电电源、电池端口12、电池管理模块3、逆变器6输入及其受控信号、遥信输出15连接;继电器的作用是用于切换市电与逆变器6输出供电,开关或断开充电器的输入。如图18所示,充电按钮灯72的输入端AC_L、AC_N与电源插座20连接。
所述箱体1上端面还设有微动开关18,所述微动开关18与启动按钮灯71连接。如图9所示,电池24V_B+连接至微动开关18的公共端,微动开关18的常闭触点连接至启动按钮灯71的NC端,24V_B-连接至启动按钮灯71的C1端(C1、C2均为公共端),当启动按钮灯71的按钮按下时两个常开触点NO1、NO2上有了电池电压,因电压表19连接在NO1、NO2上,此时电压表19有示数。电压表19的作用为显示电池电压;微动开关18的作用为提醒忘记关闭启动按钮灯71的情况。
图3中的24个圆圈代表按键,配合鼠标使用,有数字键、移动光标的四个方向键、停止、退出、确认、空格、小数点、运行、TAB、ALT等按键,与电脑键盘作用类似。
如图6所示为总电气原理图,P4为市电输入,通过开关Kac为继保测试源5供电,P4连接至充电器CDQ的输入,充电器CDQ的输出连接至电池4,电池4连接电池管理单元BTTester;电池4通过开关Kac’和开关S2控制逆变器6的输入,逆变器6的输出连接至继保测试源5的输入,computer Designator与Tester Designator为继保测试源5一体机;继保测试源5通过网口RJ45与被测设备FTU Designator通信;电流XIA、XIB、XIC、XIO通过继保测试源5内部的控制开关为被测设备FTU提供电流IA、IB、IC、IO,继保测试源5的IN、I0com直接连接至被测设备FTU,继保测试源5通过内部开关连接至被测设备的位置合位HW、分位FW、未储能WCN、直连遥信公共端YXcom,继保测试源5通过内部控制电路连接至被测设备FTU的合闸信号HZ+、HZ-,分闸信号FZ+、FZ-。图6中的BT1代表电池4。
其工作原理为:电池4为配电终端检测系统辅助控制提供电压,充电器CDQ为电池4充电,电池4通过逆变器6提供备用供电电压,配电终端检测系统与手机进行无线通信,配电终端检测系统为FTU Designator提供可控的电流信号;FTU输出HZ、FZ信号给配电终端检测系统,配电终端检测系统经过处理之后,将FW、FW信号传送给FTU,并将相应的遥信信号A、B(图10)传给继保测试源5;配电终端检测系统对WCN信号进行检测从而判断和控制相关信号是否应当输出;配电终端检测系统通过232串口或者是网口对FTU进行通信,进行信息的传送与处理;另外通过232串口对电池4电压的使用状况进行监测。
如图7所示为模拟断路器(动作延时≤4.5ms)的电气原理图,HZ、HZ_BD、FZ和FZ_BD分别连接至续流二极管D1、续流二极管D2、续流二极管D3和续流二极管D4的阳极,续流二极管D1和续流二极管D2阴极连接一起后再分别连接K1的接线端子1和K2的接线端子1,并连接至电阻R2的一端,电阻R2的另一端与续流二极管D6相连,并联在K1的接线端子2和接线端子15上。
续流二极管D3和续流二极管D4阴极连接一起后再分别连接K1的接线端子2和K2的接线端子2并连接至电阻R1的一端,电阻R1的另一端与续流二极管D5相连,并联在K2的接线端子1和接线端子16上。
YXcom、FW、HW、-KM与遥信输出15上的香蕉插头或航头插头连接;如图19-20所示,FZ_LED与分闸按钮灯74连接,HZ_LED与合闸按钮灯73连接;+KM_Y、A、B与继保测试源5的端口+KM、A、B连接。
模拟断路器的工作原理为:在HZ或HZ_BD施加有效信号时,HZ_LED与-KM连通,HW与YXcom连通,+KM_Y与A连通,与继保测试源5连通工作,FZ_LED与-KM断开,FW与YXcom断开,+KM_Y与B断开。
在FZ或FZ_BD施加有效信号时,FZ_LED与-KM连通,FW与YXcom连通,+KM_Y与B连通,HZ_LED与-KM断开,HW与YXcom断开,+KM_Y与A断开。
续流二极管D1、续流二极管D2、续流二极管D3、续流二极管D4起隔离信号的作用。
模拟断路器的作用是:模拟遥控和手动合闸分闸,给出相应的遥信信号合位分位及LED信号,传给FTU合位分位信号,并且传给继保测试源5对应的可识别信号。利用双路磁保持继电器的保持功能,随着继电器线圈的轮流给电,只能使得一路处于吸合状态,从而给出遥信信号分位或者合位。
如图8所示为继电器控制电路的电气原理图,24V_JDQ+和24V_JDQ-为一个输入端,AC_L和AC_N为市电输入端,AC_L和AC_N与电源插座20连接,24V_JDQ+与电阻R3、电阻R4一端连接,电阻R3另一端与继电器JDQ1的线圈一端连接,电阻R4另一端与继电器JDQ3的线圈一端连接,继电器JDQ1线圈的另一端和继电器JDQ3线圈的另一端相连,并接至24V_JDQ-;AC_L和AC_N分别与继电器JDQ1的常开触点5、6相连,继电器JDQ1的公共触点12、9分别连接N1和L1,L1和N1分别连接至继电器JDQ2和继电器JDQ4的线圈。
24V_B-和24V_B+分别与继电器JDQ3的常开触点5和6相连,继电器JDQ3的公共触点12和9分别连接+KM和-KM;+KM和-KM分别连接至继电器JDQ4的公共触点9和12;图8上的24V_B-和24V_B+连接至图12上的端口24V_B-和24V_B+。
继电器JDQ2的公共触点9和12连接至端口L4和N4,常闭触点1和4连接L3和N3;常开触点5和6分别连接L1和N1;L4和N4连接至继保测试源5上的端口L4和N4,L3和N3连接至逆变器6上的输入端L3和N3。
继电器JDQ4的常闭触点1和4分别接24V_NBQ+和24V_NBQ-,24V_NBQ+连接电阻R5的一端,电阻R5的另一端与继电器JDQ5的线圈相连,继电器JDQ5线圈的另一端连接24V_NBQ-;继电器JDQ5的公共触点9连接至NBQD_A,常开触点5连接至NBQD_B;NBQD_A和NBQD_B为逆变器6的控制端,如图11所示。
继电器JDQ6的线圈两端连接JDG6_13和JDG6_14,如图18所示,JDG6_13和JDG6_14连接充电按钮灯72的输出端,继电器JDQ6的公共触点9和12连接AC_L和AC_N,常开触点6接N2,常开触点5通过热敏电阻RT1连接至L2;如图12所示,L2、N2输出至充电器CDQ的输入,输出V+和V-分别接电池BT1的正极和负极。
对于供电部分(右侧电路)的工作原理为:
当在JDQ1、JDQ3上施加24V JDQ+和24V JDQ-时,触点吸合,若AC_N、AC_L有电,则接通至N1、L1,随后JDQ2,JDQ4均吸合,N1、L1连通N4、L4,实现通过AC_N、AC_为继保测试源5供电。JDQ4触点吸合,逆变器6的输入24V_NBQ+、24_NBQ-无法取电,JDQ5不吸合。
若AC_N、AC_L无电,则JDQ2、JDQ4不吸合;KM+、KM-连通至24V_NBQ+、24_NBQ-;此时JDQ5吸合,NBQD-A与NBQD-B连通,则逆变器6启动。
对于充电电路(左侧电路)的工作原理为:
当JDG6_14、JDG613给电时,JDQ6吸合,AC_L、AC_N连通L2、N2,则进行充电控制。
如图13为电池管理模块3的电气接线图,电池管理模块3的+KM、-KM主要与继电器板相连,接线端子11、12、13与配电终端的RS232串口相连。
本发明集成了模拟开关、继电保护测试、蓄电池测试、电源逆变、无线通讯等多种功能,依托手持移动终端与配电自动化终端设备现场检测装置进行无线连接,通过“配电终端定检”APP与“一体化保护定值计算管理系统”进行数据同步,将终端定值准确导入配电自动化终端设备现场检测装置,并自动进行检测,如图5所示,具体工作流程如下:
1)定值数据实时同步
工作前,工作人员使用手持移动终端“配电终端定检”APP的数据同步功能,通过电脑客户端与“一体化保护定值计算管理系统”进行数据同步,将设备定值准确无误的下载致手持移动终端。
2)现场扫码一键定检
工作人员到达作业现场,完成工作许可手续,首先进行配电自动化终端设备现场检测装置与试验终端的接线工作,并通过“配电终端定检”APP将手持移动终端与配电自动化终端设备现场检测装置进行连接。
连接成功后,作业人员通过“配电终端定检”APP扫描现场设备的二维码标识,获取终端的定值信息,然后点击“一键定检”将定值单导入配电自动化终端设备现场检测装置,检测装置根据定值参数依次对终端进行三遥、保护校验及蓄电池检测,并将检测结果同步至APP云端。
3)定检报告上传审核
试验报告通过APP同步至电脑客户端,自动化主站运维人员可通过客户端实时看到终端定检的结果、进度,根据主站收到的数据与试验报告相对比,确认是否准确可靠,根据审核结果选择回退或归档。

Claims (6)

1.一种配电自动化终端智能检测仪,包括箱体(1),其特征在于:所述箱体(1)内设有无线路由器(2)、电池管理模块(3)、电池(4)、继保测试源(5)和逆变器(6),所述电池管理模块(3)分别与继保测试源(5)和电池(4)连接,所述逆变器(6)分别与电池(4)和继保测试源(5)连接;所述箱体(1)的右侧面设有遥信输出(15)、电流输出端口(16)和电压输出端口(17),左侧面设有省网航插(8)和国网航插(9),所述继保测试源(5)的输出端分别与遥信输出(15)、电流输出端口(16)和电压输出端口(17)连接,所述省网航插(8)分别与继保测试源(5)和模拟断路器连接,所述国网航插(9)分别与继保测试源(5)和模拟断路器连接。
2.根据权利要求1所述的配电自动化终端智能检测仪,其特征在于:所述电池(4)通过继电器的受控触点与电池管理模块(3)连接,所述电池管理模块(3)的232通讯串口与继保测试源(5)的USB口连接;所述逆变器(6)的输入端通过继电器的受控触点与电池(4)连接,逆变器(6)的输出端还与继保测试源(5)连接。
3.根据权利要求1或2所述的配电自动化终端智能检测仪,其特征在于:所述箱体(1)的左侧面上还设有电压端子(11)、电池端口(12)和网口航空端子(10),电压端子(11)与继保测试源(5)连接,所述网口航空端子(10)通过网线与无线路由器(2)连接。
4.根据权利要求3所述的配电自动化终端智能检测仪,其特征在于:所述箱体(1)的右侧面上还设有无源遥控(14)和有源遥控(13)。
5.根据权利要求4所述的配电自动化终端智能检测仪,其特征在于:所述箱体(1)的上端面从左到右依次设有电池电压表指示灯(7)、启动按钮灯(71)、充电按钮灯(72)、合闸按钮灯(73)和分闸按钮灯(74)。
6.根据权利要求5所述的配电自动化终端智能检测仪,其特征在于:所述箱体(1)的上端面还设有微动开关(18),所述微动开关(18)与启动按钮灯(71)连接。
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