CN200953441Y - 智能箱式变电站 - Google Patents

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杨东廷
杨勇
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Lu, Shandong Electric Power Group Co., Ltd.
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SHANDONG LUDIAN ELECTRONIC CO Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种变电站，特别公开了一种具有多种功能的智能箱式变电站。该智能箱式变电站，其特殊之处在于：包括电压无功补偿装置、远程抄表及负荷监测控制管理系统、低压配电监控故障报警系统，其采用复合开关实现电压、无功的快速动态补偿及调节，利用无线通讯网络光纤网络及其它通讯网络与计算机互联建立远程抄表、监测、故障报警、控制、管理系统，其实现了远程自动抄表及配电网电能质量控制、分析、统计、负荷监测控制管理、配电设备的故障在线监测控制故障报警。该智能箱式变电站利用无线通讯网络光纤网络及其它通讯网络与计算机互联建立通讯链路，实现远程监测配电设备的状态、在线监测控制故障报警等主要功能。

Description

智能箱式变电站
(一)所属技术领域
本实用新型涉及一种变电站，特别涉及一种具有多种功能的智能箱式变电站。
(二)背景技术
目前市场上现有的箱式变电站的功能大多比较单一，有的仅仅只具备简单的配电和计量功能，大多数配电变没有自动监控报警功能。配电变负荷水平测定、运行状况的检查完全靠人工完成，值班人员劳动强度很大，并且对设备情况掌握不全面。几个配电室一旦同时出现故障，一个电工就忙不过来，但是不出故障配置人员太多又浪费；许多故障因为得不到及时处理造成重大事故；有的问题需要电工在现场等待送电，造成窝工；简单的合闸/拉闸操作需要电工到现场操作，造成人力的浪费；配电室被盗，得不到及时报警。这就需要我们进一步提高配电自动化水平，实现对配电变压器运行状态、负荷水平实时监测、对配电变有载自动调压、配电变自动无功补偿、线损的统计计算、电压合格率统计、出现故障自动报警等功能，实现无人自动值守。
(三)发明内容
本实用新型为了克服以上技术的不足，提供了一种配电变自动无功补偿的智能箱式变电站。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：
一种智能箱式变电站，其特殊之处在于：包括电压无功补偿装置、远程抄表及负荷监测控制管理系统、低压配电监控故障报警系统，其采用复合开关实现电压、无功的快速动态补偿及调节，利用无线通讯网络光纤网络及其它通讯网络与计算机互联建立远程抄表、监测、故障报警、控制、管理系统，其实现了远程自动抄表及配电网电能质量控制、分析、统计、负荷监测控制管理、配电设备的故障在线监测控制故障报警。
该智能箱式变电站系集低压配电、远程抄表、负荷监测控制管理系统、低压配电监测监控制故障报警系统于一体的可移动的低压配电成套装置，其利用无线通讯网络光纤网络及其它通讯网络与计算机互联建立通讯链路，实现远程监测配电设备的状态、在线监测控制故障报警等主要功能。
(四)附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型的远程抄表及负荷监测控制管理系统示意图；
图2为本实用新型的无功补偿装置控制原理图；
图3为本实用新型的故障报警系统主要功能框图；
图4为本实用新型的故障报警系统器件组成框图。
(五)具体实施方式
附图为本实用新型的具体实施例，该实施例智能型欧美式变电站系集欧美式变电站、电压无功补偿装置、远程抄表及负荷监测控制管理系统、低压配电监控故障报警系统于一体的变配电成套装置，其采用复合开关(可控硅与永磁开关相结合)实现电压、无功的快速动态补偿及调节，利用无线通讯网络光纤网络及其它通讯网络与计算机互联建立远程抄表、监测、故障报警、控制、管理系统，其实现了远程自动抄表及配电网电能质量控制、分析、统计、负荷监测控制管理、配电设备的故障在线监测控制故障报警等主要功能。
1、具有电能计量及远程自动抄表负荷监测功能
由图1所示，电能计量及远程自动抄表负荷监测控制系统，其包括：主控部分，网络操作部分，现场采集部分，输入/输出部分和系统供电部分；其中，系统供电部分是保证终端设备的正常工作而向整个终端设备供电的；主站通过无线网络经由网络操作部分发送指令帧给主控部分，主控部分根据主站的指令控制现场采集部分，采集终端所接的多功能电能表数据和用电现场信息，再通过网络操作部分将该数据和信息发送到主站，并由输入/输出部分显示给本地用户及控制I/O口进行输入或输出。(附图)
主控部分，包括：主单片机，存储芯片，时钟芯片，看门狗复位芯片；其中，所述的主单片机通过标准的SPI口与存储芯片进行数据读写；该主单片机还通过标准的IIC接口与时钟芯片保持时钟一致，看门狗复位芯片通过RSTCPU引脚和WDI引脚，进行由该看门狗控制的复位操作。
网络操作部分，包括：无线模块和SIM/UIM卡；其中，无线模块通过SIM/UIM卡负责切换信道，进行无线网络的连接，检测联网状况并及时反应给主控部分，即保证主站和主控模块之间的通路畅通；主控部分通过标准的UART口和无线模块进行数据通讯。
现场采集部分，包括：内置电表芯片和485通讯模块；其中，485模块通过标准的UART接口与主控部分的主单片机进行通信；该485模块终端还通过内置电表模块对用电现场的电源进行交流采样，即采集电压、电流、功率的信息，其采集的诸信息作为电力部门的计量或考核数据，或用作对现场多功能电能表的校验。
输入/输出部分，其为该终端设备的内部与外部，即为用电现场所联系的所有接口，其包括：数字量模拟量采集I/O/AD口，跳闸控制输出口，还包括红外通讯口和232接口在内的本地通讯口，指示灯和液晶屏的用户显示口；用户通过现场本地通讯口，经由标准的UART口和主控芯片通讯，对终端设备进行参数设置和信息读取。
系统供电部分，包括：系统交流电源和电池。
2、具有无功补偿功能
由图2所示，补偿容量按变压器容量的30％进行补偿，智能无功动态无功补偿装置，其中包括：主控部分，通讯部分，使用xxxx智能无功动态无功补偿控制器作为控制核心，控制器采用飞利浦生产的具有在线编成功能的51系列单片机，显示部分采用数码显示，具备循环投切自动控制功能。
其控制原理：输入信号来自BC电压，A相电流C或AB电压C相电流，AC电压、B相电流，电压和电流信号由采集电路进行采样，将有关数据输入逻辑控制电路部分，逻辑控制电路经软件计算无功缺额来投切电容器组，同时显示控制信号。
3、具有自动故障报警功能
(1)组成部分介绍
由图3、图4所示，自动故障报警电力远程用电现场故障报警终端设备包括：网络操作部分(U1)，主控部分(U2)，采集与控制部分(U3)和系统供电部分(U4)；其中，系统供电部分(U4)是保证终端设备的正常工作而向整个终端设备供电的；主站通过无线网络经由网络操作部分(U1)发送指令帧给主控部分(U2)，主控部分(U2)根据主站的指令控制现场采集与控制部分(U3)，采集终端所接的多功能电能表数据和用电现场信息，再通过网络操作部分(U1)将该数据和信息发送到主站或者维修手机。
主控部分(U2)，包括：主单片机，存储芯片，时钟芯片；其中，所述的主单片机通过标准的IIC口与存储芯片进行数据读写；该主单片机还通过准IIC接口与时钟芯片保持时钟一致。
网络操作部分(U1)，包括：无线模块和SIM/UIM卡；其中，无线模块通过SIM/UIM卡负责切换信道，进行无线网络的连接，检测联网状况并及时反应给主控部分(U2)，即保证主站和主控模块之间的通路畅通；主控部分(U2)通过标准的UART口和无线模块进行数据通讯。
采集与控制部分(U3)，包括：开关量检测、强电检测、485通讯模块和继电器。其中，开关量检测主要采集开关门信号以及其它一些无源信号；强电检测主要采集220V/380V等强电信号；485模块通过标准的UART接口与主控部分的主单片机进行通信，该485模块终端还通过内置电表模块对用电现场的电源进行交流采样，即采集电压、电流、功率的信息。三种模式所收集信息做为报警判断依据。然后根据所得报警信息以及所设置内容对继电器进行控制。
系统供电部分(U4)，包括：系统交流电源和电池。
(2)自动故障报警单元实现原理：
①漏电报警/试送电：
本终端设备通过采集与控制部分(U3)的强电检测功能进行漏电检测，一旦检测到漏电，控制继电器通过外围设备试送一次如果仍然送不上电，那么则为真实漏电，否则为漏电保护器误动作。同时将所得报警信息以及报警回复信息发送到主站和维修电工手机。
②断相/偏相报警：
本终端设备通过采集与控制部分(U3)的强电检测功能或者485通讯模块进行强电电压检测，一旦检测到三相电压相差过大，就将所得报警信息发送到主站和维修电工手机。
③断零线报警：
本终端设备通过采集与控制部分(U3)的强电检测功能进行断零线检测，一旦检测到断零线，控制继电器跳闸。同时将所得报警信息发送到主站和维修电工手机。
④保险丝熔断：
本终端设备通过采集与控制部分(U3)的强电检测功能进行保险丝融断检测，一旦检测到保险丝融断，就将所得报警信息发送到主站和维修电工手机。
⑤盗窃报警：
本终端设备通过采集与控制部分(U3)的开关量检测功能进行开关门检测，一旦检测到开关门信号，就将所得报警信息发送到主站和维修电工手机。
⑥远程送电：
通过主站发送控制命令控制本终端设备通过采集与控制部分(U3)的继电器功能控制外围设备进行送电。
⑦电源电磁兼容性好，工作可靠，电源适应范围宽可适用100V/220V交流输入。

Claims (2)

1.一种智能箱式变电站，其特征在于：包括电压无功补偿装置、远程抄表及负荷监测控制管理系统、低压配电监控故障报警系统，其中：电压无功补偿装置：采用复合开关实现电压、无功的快速动态补偿及调节；电压和电流信号由采集电路进行采样，将有关数据输入逻辑控制电路部分，逻辑控制电路经软件计算无功缺额来投切电容器组，同时显示控制信号；
远程抄表及负荷监测控制管理系统：主站通过无线网络经由网络操作部分发送指令帧给主控部分，主控部分根据主站的指令控制现场采集部分，采集终端所接的多功能电能表数据和用电现场信息，再通过网络操作部分将该数据和信息发送到主站，并由输入/输出部分显示给本地用户及控制I/O口进行输入或输出；
低压配电监控故障报警系统：主站通过无线网络经由网络操作部分发送指令帧给主控部分，主控部分根据主站的指令控制现场采集与控制部分，采集终端所接的多功能电能表数据和用电现场信息，再通过网络操作部分将该数据和信息发送到主站或者维修手机。
2.根据权利要求1所述的智能箱式变电站，其特征在于：所述复合开关为可控硅与永磁开关相结合。
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