CN110896248B - 分布式配电保护自愈柜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分布式配电保护自愈柜。所述分布式配电保护自愈柜包括柜体、通信模块、远程测控终端、供电模块和预制控制插座，其中所述柜体具有箱体框架结构，所述通信模块、所述远程测控终端、所述供电模块和所述预制控制插座设置在所述柜体内；所述供电模块与所述预制控制插座电连接，用于将接收的交流电压转换成直流电压，并通过所述预制控制插座将所述直流电压提供给所述通信模块和所述远程测控终端；所述远程测控终端包括PLC控制系统、保护模块和检测端子排，所述供电模块依次通过所述预制控制插座、所述检测端子排和所述保护模块为所述PLC控制系统供电。

Description

分布式配电保护自愈柜
技术领域
本发明涉电力电气设备技术领域，特别是涉及一种分布式配电保护自愈柜。
背景技术
目前，在高度建成区的原有电网的基础上进行馈线组改造时，主要存在的问题是：一，高度建成区的负荷密度高、可靠性要求高、电能质量需求高，对于停电时长极为敏感，无法长时间停电改造调试；二，现有公用电房空间过小，传统的变电站模式的二次设备分为保护屏、直流屏、通信屏、远动屏、交流屏等各种屏柜，若需实现功能完整测试存在很大困难；三，高可靠性的保护自愈逻辑对设备装置采集信号要求很高，在高效完成工作的同时，需要有高质量的施工保证。
但是，由于传统的配网保护设备体积庞大，各设备配合接口不统一，施工难度较大，无法在改造的过程中解决上述问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明实施例提供了一种分布式配电保护自愈柜。
本发明实施例提供了一种分布式配电保护自愈柜，包括柜体、通信模块、远程测控终端、供电模块和预制控制插座，其中所述柜体具有箱体框架结构，所述通信模块、所述远程测控终端、所述供电模块和所述预制控制插座设置在所述柜体内；
所述供电模块与所述预制控制插座电连接，用于将接收的交流电压转换成直流电压，并通过所述预制控制插座将所述直流电压提供给所述通信模块和所述远程测控终端；
所述远程测控终端包括PLC控制系统、保护模块和检测端子排，所述供电模块依次通过所述预制控制插座、所述检测端子排和所述保护模块为所述PLC控制系统供电。
在其中一个实施例中，所述供电模块包括：
备自投，与主电源电连接，以及在所述主电源故障时自动切换到备用电源，接收所述主电源或所述备用电源提供的交流电压；
电源管理单元，与所述备自投以及所述预制控制插座分别电连接，将所述交流电压提供转换为直流电压，并将所述直流电压提供给所述预制控制插座。
在其中一个实施例中，所述供电模块还包括蓄电池，所述蓄电池与所述电源管理单元电连接。
在其中一个实施例中，所述通信模块包括：
ODF箱，具有多个光纤接头；
光纤适配器，设置于所述ODF箱内，与所述光纤接头通过光纤连接。
在其中一个实施例中，所述光纤适配器为光纤交换机。
在其中一个实施例中，所述PLC控制系统为三遥插件。
在其中一个实施例中，所述检测端子排包括：
至少一个电流互感器接线端子，每一所述电流互感器接线端子串联在所述远程测控终端与一个所述预制控制插座的端子之间；以及
至少一个电压检测接线端子，每一所述电压检测接线断端子串联在所述远程测控终端与一个所述预制控制插座的端子之间。
在其中一个实施例中，所述分布式配电保护自愈柜还包括总开关和多个支路开关；
所述总开关与所述供电模块电连接；每一所述支路开关串联在所述总开关与所述通信模块之间，或所述总开关与所述远程测控终端之间。
在其中一个实施例中，所述柜体还包括：
第一支架，设置于所述箱体框架结构内部，用于固定所述供电模块和所述预制控制插座、所述PLC控制系统和所述通信模块，以形成内层面板；和
第二支架，相对所述箱体框架结构可滑动设置，固定所述保护模块和所述检测端子排，以形成外层面板。
在其中一个实施例中，所述远程测控终端还包括人机交互设备，所述人机交互设备与所述PLC控制系统电连接。
综上，本发明实施例提供了一种分布式配电保护自愈柜。所述分布式配电保护自愈柜包括柜体、通信模块、远程测控终端、供电模块和预制控制插座，其中所述柜体具有箱体框架结构，所述通信模块、所述远程测控终端、所述供电模块和所述预制控制插座设置在所述柜体内；所述供电模块与所述预制控制插座电连接，用于将接收的交流电压转换成直流电压，并通过所述预制控制插座将所述直流电压提供给所述通信模块和所述远程测控终端；所述远程测控终端包括PLC控制系统、保护模块和检测端子排，所述供电模块依次通过所述预制控制插座、所述检测端子排和所述保护模块为所述PLC控制系统供电。本发明中，实现了以一面屏柜的空间包含保护、测控、电源、通信、备自投所有功能。解决了配电网电房空间紧凑狭小，难以按照需求配置多组二次屏柜的困难。并且，利用预制控制插座，接线简单，减少施工和调试时间。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种分布式配电保护自愈柜的电气结构图；
图2为本发明实施例提供的外层面板上各器件的位置结构示意图；
图3为本发明实施例提供的内层层面板上各器件的位置结构示意图；
图4为本发明实施例提供的检测交流电流的电路示意图；
图5为本发明实施例提供的检测交流电压的电路示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参见图1，本发明实施例提供了一种分布式配电保护自愈柜，包括柜体100、通信模块200、远程测控终端300、供电模块400和预制控制插座500，其中所述柜体100具有箱体框架结构，所述通信模块200、所述远程测控终端300、所述供电模块400和所述预制控制插座500设置在所述柜体100内。
所述供电模块400与所述预制控制插座500电连接，用于将接收的交流电压转换成直流电压，并通过所述预制控制插座500将所述直流电压提供给所述通信模块200和所述远程测控终端300。
所述远程测控终端300包括PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制系统310、保护模块320和检测端子排330，所述供电模块400依次通过所述预制控制插座500、所述检测端子排330和所述保护模块320为所述PLC控制系统310供电。
本发明中，通过通信模块200、远程测控终端300、供电模块400和预制控制插座500设置在同一柜体100内，实现了以一面屏柜的空间包含保护、测控、电源、通信、备自投所有功能。解决了配电网电房空间紧凑狭小，难以按照需求配置多组二次屏柜的困难。并且，利用预制控制插座500，接线简单，减少施工和调试时间，加快了对高度建成区的改造进程。
在其中一个实施例中，所述供电模块400包括备自投410和电源管理单元420。
所述备自投410与主电源电连接，以及在所述主电源故障时自动切换到备用电源，接收所述主电源或所述备用电源提供的交流电压。
所述电源管理单元420与所述备自投410以及所述预制控制插座500分别电连接，将所述交流电压提供转换为直流电压，并将所述直流电压提供给所述预制控制插座500。
请参见图2和图3，由于对供电可靠性要求越来越高，已具备两回线及以上的多回供电线路，其中一个作为主电源，其余的作为备用电源。当主电源出现故障时，自动切换至其中备用电源。本实施例中，所述备自投410可以为切换模块，所述切换模块包括自动转换开关，如继电器等。本实施例中，利用外接供电线路提供的交流电压作为主电源和备用电源，接收220V的交流电压，通过所述电源管理单元420将220V的交流电压转化为48V直流电压，提供给与之电连接的用电设备。
在其中一个实施例中，所述供电模块400还包括蓄电池430，所述蓄电池430与所述电源管理单元420电连接。
可以理解，在交流失电情况下的，为保证分布式配电保护自愈柜能够正常工作，可采用蓄电池430为其供电。本实施例中，交流电压正常的情况下，所述电源管理单元420将转化后的直流电压提供给蓄电池430，对所述蓄电池430进行充电；在交流失电情况下，蓄电池430通过所述电源管理单元420为分布式配电保护自愈柜中的其它用电设备供电。
在其中一个实施例中，所述通信模块200包括ODF箱210和光纤适配器220。
所述ODF(Optical Distribution Frame，光纤配线架)箱具有多个光纤接头。可以理解，ODF箱210，用于光缆干线以及地区范围光缆线路的毗连、调线以及测试，实现光纤入箱。
光纤适配器220，设置于所述ODF箱210内，与所述光纤接头通过光纤连接。本实施例中，所述采用型号为PCS-9882RC的光电交换机作为光纤适配器220，光电交换机具有速度快、抗干扰能力强，通过光电交换机将上位机的指令发送给远程测控终端300，以使远程测控终端300根据上位机的指令完成测控、通信功能。
在其中一个实施例中，所述PLC控制系统310为三遥插件。本实施例中，选用的所述三遥插件的型号为PCS-9882RC，主要功能为通过通信模块200接收上位机的命令，根据上位机的指令实现遥测、遥信和遥控功能，用于对变电站等设置实现无人化管理。
在其中一个实施例中，所述远程测控终端300还包括人机交互设备(未图示)，所述人机交互设备与所述PLC控制系统310电连接，以使用户可根据实际需要自行控制所述分布式配电保护自愈柜。
在其中一个实施例中，所述远程测控终端300还包括保护测控功能板件(未图示)，所述保护测控功能板件与PLC控制系统310电连接，保护测控板件用以直接采集多路遥信信号、遥测信号、发送遥控信号，提供保护信息传送。具备按照功能需求增减相应的板件数量的可能性。
在其中一个实施例中，所述检测端子排330包括至少一个电流互感器接线端子331和至少一个电压检测接线端子332。每一所述电流互感器接线端子串联在所述远程测控终端300与一个所述预制控制插座500的端子之间。每一所述电压检测接线断端子串联在所述远程测控终端300与一个所述预制控制插座500的端子之间。请参见图4和图5，本实施例中，屏柜内支持8回路线路的测控功能，能够同时实现8个单元开关的分合闸，从而进一步缩短调试时间。
本实施例中，所述检测端子排330包括电流互感器接线端子331、电压检测接线端子332，在对馈线组改造的过程中，通过外接电流互感器测试电路中的馈线组中的电流，以及通过外接电压表检测馈线组中的电压。
在其中一个实施例中，所述保护模块320包括保护压板321、装置检修压板322、出口压板323、跳闸按键324和合闸按键325。所述三遥插件的主要功能为通过通信模块200接收上位机的命令，根据上位机的指令管理控制保护压板321、出口压板323、跳闸按键324和合闸按键325，即与上位机配合使用实现遥信和遥控功能。
在其中一个实施例中，分布式配电保护自愈柜还包括总开关610和多个支路开关620；所述总开关610与所述供电模块400电连接；每一所述支路开关620串联在所述总开关610与所述通信模块200之间，或所述总开关610与所述远程测控终端300之间。
在其中一个实施例中，所述柜体100还包括第一支架(未图示)和第二支架(未图示)。其中第一支架设置于所述箱体框架结构内部，用于固定所述供电模块400和所述预制控制插座500、所述PLC控制系统310和所述通信模块200，以形成内层面板；其中第二支架相对所述箱体框架结构可滑动设置，固定所述保护模块320和所述检测端子排330，以形成外层面板。
本实施例中，设备采用双层面板设计，内层面板主要用于非经常操作的关键模块的布置，自上而下分别是通信模块200、远程测控终端300、保护测控功能板件预制控制插座500、蓄电池430和电源管理单元420等。外层面板主要用于常用功能模块的布置，自上而下分别是总开关610、支路开关620、保护压板321、装置检修压板322、电压检测接线端子332、电流互感器接线端子331、跳闸按键324、合闸按键325、出口压板323等。可见，本发明通过双层面板设计，以使自愈箱具有集成度高、体积小、操作方便、运维简单等特性。
此外，所述第一支架和第二支架中分别水平的设置有多个金属板，用于防止所述支架发生形变，同时保证自愈柜的美观、实用，同时便于安装各种功能模块。
在其中一个实施例中，所述预制控制插座500包括矩形连接器510和二次端子排520。可见，该设备采用预制控制插座500存在开路保护功能，在带电插拔预制控制电缆插头时，能够实现电流互感器二次侧防开路，减少了短接电流互感器的工作，保证了现场继电保护工作人员的安全。
在其中一个实施例中，所述预制控制插座500还包括通信接口530，所述远程测控终端300通过所述通信接口530与外部通信连接，获取馈线组的其它节点的情况，并将自身的测试数据和所处节点的状态发送给其它节点处的自愈柜，实现网络拓扑保护。即，本发明通过差动保护为主保护，网络拓扑保护作为第二主保护，实现对电线接线10kV配电网络的保护功能。
综上，本发明实施例提供了一种分布式配电保护自愈柜。所述分布式配电保护自愈柜包括柜体100、通信模块200、远程测控终端300、供电模块400和预制控制插座500，其中所述柜体100具有箱体框架结构，所述通信模块200、所述远程测控终端300、所述供电模块400和所述预制控制插座500设置在所述柜体100内；所述供电模块400与所述预制控制插座500电连接，用于将接收的交流电压转换成直流电压，并通过所述预制控制插座500将所述直流电压提供给所述通信模块200和所述远程测控终端300；所述远程测控终端300包括PLC控制系统310、保护模块320和检测端子排330，所述供电模块400依次通过所述预制控制插座500、所述检测端子排330和所述保护模块320为所述PLC控制系统310供电。本发明中，实现了以一面屏柜的空间包含保护、测控、电源、通信、备自投410所有功能。解决了配电网电房空间紧凑狭小，难以按照需求配置多组二次屏柜的困难。并且，利用预制控制插座500，接线简单，减少施工和调试时间。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种分布式配电保护自愈柜，其特征在于，包括柜体、通信模块、远程测控终端、供电模块和预制控制插座，其中所述柜体具有箱体框架结构，所述通信模块、所述远程测控终端、所述供电模块和所述预制控制插座设置在所述柜体内；
所述供电模块与所述预制控制插座电连接，用于将接收的交流电压转换成直流电压，并通过所述预制控制插座将所述直流电压提供给所述通信模块和所述远程测控终端；
所述远程测控终端包括PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）控制系统、保护模块和检测端子排，所述供电模块依次通过所述预制控制插座、所述检测端子排和所述保护模块为所述PLC控制系统供电；
所述检测端子排包括：
至少一个电流互感器接线端子，每一所述电流互感器接线端子串联在所述远程测控终端与一个所述预制控制插座的端子之间；以及
至少一个电压检测接线端子，每一所述电压检测接线断端子串联在所述远程测控终端与一个所述预制控制插座的端子之间；
所述预制控制插座包括矩形连接器、二次端子排和通信接口，所述远程测控终端通过所述通信接口与外部通信连接。
2.如权利要求1所述的分布式配电保护自愈柜，其特征在于，所述供电模块包括：
备自投，与主电源电连接，以及在所述主电源故障时自动切换到备用电源，接收所述主电源或所述备用电源提供的交流电压；
电源管理单元，与所述备自投以及所述预制控制插座分别电连接，将所述交流电压提供转换为直流电压，并将所述直流电压提供给所述预制控制插座。
3.如权利要求2所述的分布式配电保护自愈柜，其特征在于，所述供电模块还包括蓄电池，所述蓄电池与所述电源管理单元电连接。
4.如权利要求1所述的分布式配电保护自愈柜，其特征在于，所述通信模块包括：
ODF（Optical Distribution Frame，光纤配线架）箱，具有多个光纤接头；
光纤适配器，设置于所述ODF箱内，与所述光纤接头通过光纤连接。
5.如权利要求4所述的分布式配电保护自愈柜，其特征在于，所述光纤适配器为光纤交换机。
6.如权利要求1所述的分布式配电保护自愈柜，其特征在于，所述PLC控制系统为三遥插件。
7.如权利要求6所述的分布式配电保护自愈柜，其特征在于，还包括总开关和多个支路开关；
所述总开关与所述供电模块电连接；每一所述支路开关串联在所述总开关与所述通信模块之间，或所述总开关与所述远程测控终端之间。
8.如权利要求1所述的分布式配电保护自愈柜，其特征在于，所述柜体还包括：
第一支架，设置于所述箱体框架结构内部，用于固定所述供电模块和所述预制控制插座、所述PLC控制系统和所述通信模块，以形成内层面板；和
第二支架，相对所述箱体框架结构可滑动设置，固定所述保护模块和所述检测端子排，以形成外层面板。
9.如权利要求1所述的分布式配电保护自愈柜，其特征在于，所述远程测控终端还包括人机交互设备，所述人机交互设备与所述PLC控制系统电连接。
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