CN201839075U - 6～20kV负荷分段开关智能控制装置 - Google Patents

6～20kV负荷分段开关智能控制装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型是一种6～20kV负荷分段开关智能控制装置，他包括信号数据采集电路，信号数据计算判断电路，开关操作电路，无线报警发射电路，无线接收电路；从高压负荷分段开关电源系统处采集到信号数据输出，分别连接信号数据计算判断电路、无线报警发射电路，信号数据计算判断电路输出分别连接开关操作电路、无线报警发射电路，开关操作电路输出连接无线报警发射电路，无线接收电路连接开关操作电路、信号数据采集电路；该智能控制装置具有保护和自动功能，根据设定可通过遥测、遥信随时可以看到运行中的电流、及电缆温度，根据开关现场运行需要随时进行远方投切操作，缩短操作开关时间，该智能控制装置对于发展配电智能控制起到积极促进作用。

Description

6～20kV负荷分段开关智能控制装置 
技术领域
本实用新型涉及一种高压负荷分段开关智能控制技术，具体的说，是一种应用于配网供电6～20kV负荷分段开关智能控制装置。 
背景技术
目前电力系统全面开展智能电网建设，对全电网实行智能控制，智能管理，智能分析。配网智能化建设仅仅刚开始起步，由于各种原因一直未能全面得到普及应用，对于配网供电智能控制技术研究，也是配网智能化的建设普及应用一部分，主要针对配电变压器及负荷开关实行智能控制，智能管理。 
配网6～20kV负荷分段开关智能控制技术研究建设，将对配电系统设备安全运行起到极大推动，目前在运行的配电系统设备，由于不能实时监控，基本上是出了故障，由用户通知检修；供电质量低，设备损坏率高，如能全面推广应用配网高压负荷分段开关智能控制技术，将能对配电系统智能化控制技术发展起到至关重要的作用。 
发明内容
本实用新型发明的目的是通过下面的技术方案来实现的： 
6～20kV负荷分段开关智能控制装置，包括信号数据采集电路，信号数据计算判断电路，开关操作电路，无线报警发射电路，无线接收电路；所述信号数据采集电路有三端头，分别为A、B、C，所述信号数据计算判断电路输出有二端头，分别为S、X，所述无线接收电路输出有二端头，分别为N、G； 
其中，所述信号数据采集电路，从分段开关电源系统采集到信号数据输出端头A连接所述信号数据计算判断电路，端头B连接所述无线报警发射电路，所述信号数据计算判断电路输出端头S连接所述开关操作电路、端头X连接所述无线报警发射电路，所述开关操作电路输出连接所述无线报警发射电路，所述无线接收电路输出端头N连接所述开关操作电路，输出端头G连 接所述信号数据采集电路的端头C。 
所述的信号数据采集电路包括电缆温度信号采集电路，电流信号采集电路，相线接地信号采集电路；所述电缆温度信号采集电路、电流信号采集电路输出端头A连接信号数据计算判断电路；电缆温度信号采集电路，电流信号采集电路，相线接地信号采集电路输出端头B连接所述无线报警发射电路； 
其中，所述电缆温度信号采集电路，是将温度检测元件数字温度传感器连接于所述电缆头某一位置，从温度检测元件处采集电缆温度数据信号，连接于信号数据计算判断电路、无线报警发射电路； 
所述的电流信号采集电路，是将L1、L2、L3三相电源电流经电流互感器和负载电阻变换后输出适合要求的电流信号，接入信号数据计算判断电路、无线报警发射电路。 
所述的相线接地信号采集电路，是经零序电流互感器和负载电阻变换后输出适合要求的电流信号，接入无线报警发射电路。 
所述的信号数据计算判断电路包括A/D变换电路，计算判断电路，执行元件；所述的A/D变换电路输入端与所述的信号数据采集电路输出端头A连接，A/D变换电路输出连接所述的数据计算判断电路，数据计算判断电路输出连接所述的执行元件；所述执行元件输出有二端头，分别为S、X，S端头连接所述的开关操作电路，X端头连接所述的无线报警发射电路。 
所述的开关操作电路包括高压负荷分段开关电动机构的合闸控制电路，高压负荷分段开关电动机构的分闸控制电路；开关操作电路输入信号分别来自信号数据计算判断电路输出端头S、无线接收电路输出端头N，开关操作执行后开关状态信号输出连接无线报警发射电路； 
其中，所述高压负荷分段开关合闸控制电路，是指所述操作的高压负荷分段开关电动机构合闸回路； 
所述高压负荷分段开关分闸控制电路，是指所述操作的高压负荷分段开关电动机构分闸回路； 
所述的无线报警发射电路包括信号输入电路，编码电路，发射电路；所述的信号输入电路的输入端分别与所述的信号数据采集电路、数据计算判断电路、开关操作电路输出连接，所述的信号输入电路的输出端连接所述编码电路，编码电路输出连接所述发射电路； 
其中，所述的信号输入电路第一开关接高压负荷分段开关合闸位置信号，第二开关接高压负荷分段开关分闸位置信号，第三开关接电缆温度信号，第四开关接电源电流信号，第五开关接相线接地信号。 
所述的无线接收电路包括信号接收电路、译码电路、执行电路；所述信号接收电路输出连接所述译码电路，译码电路输出连接所述执行电路，执行电路输出有5个端头，分别为第一端头、第二端头、第三端头、第四端头、第五端头，所述第一端头、第二端头连接所述开关操作电路、所述第三端头、第四端头、第五端头连接信号数据采集电路； 
其中，所述的第一端头、连接高压负荷分段开关电动机构的合闸控制电路、第二端头连接高压负荷分段开关电动机构的分闸控制电路，第三端头连接电缆温度信号采集电路，第四端头连接电流信号采集电路，第五端头连接相线接地信号采集电路。 
该高压负荷分段开关智能控制装置，利用先进的计算机技术，监测技术，控制技术，通信技术，从而开发一种用于配电系统的高压负荷分段开关远程控制、实时状态数据检测、智能化监控装置。本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步性，具体的说，该高压负荷分段开关智能控制装置技术进步，设计合理，理想的实现高压负荷分段开关电智能控制，智能管理，对于发展电网配电系统自动化控制，将会起到积极的促进作用，该高压负荷分段开关智能控制装置具体优点： 
1、该智能控制装置随时监控电源供电安全运行情况，具有保护及自动功能，根据设定可自动切故障线路，提高供电可靠性及安全性。 
2、该智能控制装置随时监控供电电源运行数据，通过遥测、遥信随时可 以看到电源电流、及供电电缆温度。 
3、该智能控制装置具有远方遥控操作开关，根据开关现场运行状态需要随时投切的，可进行远方遥控操作，操作人员不到开关现场，缩短操作开关时间，减少不应有损失。 
附图说明
图1是本实用新型述6～20kV负荷分段开关智能控制装置组成框图； 
图2是本实用新型所述信号数据采集电路框图； 
图3是本实用新型所述信号数据计算判断电路框图； 
图4是本实用新型所述开关操作电路框图； 
图5是本实用新型所述无线报警发射电路组成框图； 
图6是本实用新型所述无线接收电路组成框图； 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明： 
如图1所示，为本实用新型所述6～20kV负荷分段开关智能控制装置组成方框图，该装置包括信号数据采集电路1，信号数据计算判断电路2，开关操作电路3，无线报警发射电路4，无线接收电路5；所述信号数据采集电路有三端头，分别为A、B、C，所述信号数据计算判断电路输出有二端头，分别为S、X，所述无线接收电路输出有二端头，分别为N、G； 
其中，所述信号数据采集电路，从高压负荷分段开关供电系统采集到信号数据输出，A端头连接所述信号数据计算判断电路，B端头连接所述无线报警发射电路，所述信号数据计算判断电路输出端头S连接所述开关操作电路、X端头连接所述无线报警发射电路，所述开关操作电路输出连接所述无线报警发射电路，所述无线接收电路输出端头N连接所述开关操作电路，输出端头G连接所述信号数据采集电路的端头C。 
所述6～20kV负荷分段开关智能控制装置，具有现场手动，自动、远方遥 控操作功能。信号数据采集电路从高压负荷分段开关供电系统采集到实时状态数据信号输出，分别传输到数据计算判断电路、无线报警电路，各种信号数据通过数据计算判断处理电路进行比较判断，若设备发生故障启动保护动作，信号传输到高压负荷分段开关操作电路进行该开关跳闸，同时将信号传输无线报警发射电路，将高压负荷分段开关状态变化后情况告知电工。 
当高压负荷分段开关需要改变状态时，电工可远方通过无线接收电路、高压负荷分段开关操作电路遥控进行操作，不需到高压负荷分段开关现场。 
当电工需要知道到现场高压负荷分段开关运行情况，如电流，电缆温度，可直接通过无线接收电路、信号数据采集电路、无线报警电路远方调出现场设备运行参数进行查看。 
图2是本实用新型所述数据信号采集电路框图，信号数据采集电路包括所述电缆温度信号采集电路2E、电流信号采集电路2F、相线接地信号采集电路2G。 
数据信号采集电路输出端头A连接信号数据计算判断电路、端头B连接所述无线报警发射电路； 
所述电缆温度信号采集电路，是将温度检测元件数字温度传感器连接于所述电缆头某一位置，从温度检测元件处采集电缆温度数据，连接于信号数据计算判断电路；当采集温度数据通过计算比较高出规定值，发出报警信号。电工正常巡视时，可远方查看电缆温度值。 
所述的电流信号采集电路，是将L1、L2、L3三相电源电流经电流互感器和负载电阻输出适合要求的电流信号，输出接入信号数据计算判断电路；当供电系统发生问题，由微机进行计算出过电流参数超规定值，发出过电流报警信号，或跳闸。 
电工正常巡视时，可远方查看供电电流值。 
所述的相线接地信号采集电路，是经零序电流互感器和负载电阻变换后输出适合要求的电流信号，接入无线报警发射电路。序电流互感器检测到相 线接地信号，通过无线报警发射电路，发出报警信号，电工可进行快速巡视查找具体位置。 
图3是本实用新型所述信号数据计算判断电路框图，信号数据计算判断电路包括：A/D变换电路31、计算判断电路32、执行元件33；所述执行元件输出有二端头，分别为S、X，S端头连接所述的开关操作电路，X端头连接所述的无线报警发射电路。 
所述的A/D变换电路31输入端连接所述的信号数据采集电路输出端头A，A/D变换电路输出连接所述的计算判断电路32，计算判断电路输出连接所述的执行元件33，执行元件输出S端头连接所述的开关操作电路，X端头连接所述的无线报警发射电路。 
当所述数据计算判断电路从信号采集电路获得各种信号数据后，信号数据进行A/D变换输入计算判断电路，进行计算比较，比较结果输出给执行元件，进行投切开关或报警。 
图4是本实用新型所述开关操作电路组成框图，开关操作电路包括高压负荷分段开关电动机构的合闸控制电路41、高压负荷分段开关电动机构的分闸控制电路42。 
开关操作信号分别来自信号数据计算判断电路输出端头S、无线接收电路输出端头N，开关操作执行后，开关状态变化后，信号输出连接无线报警发射电路； 
所述高压负荷分段开关分、合闸控制电路，是指所述操作的高压负荷分段开关电动机构分、合闸回路；当高压负荷分段开关获得分、合闸信号后，高压负荷分段开关进行自动分、合闸操作，高压负荷分段开关状态改变后进行报警告知。 
图5是本实用新型所述无线报警发射电路组成框图，无线报警发射电路包括信号输入电路51、编码电路52、发射电路53；所述的信号输入电路51的输入端分别与所述的数据计算判断电路、开关操作电路、信号数据采集电 路的输出端连接，所述的信号输入电路51输出连接所述编码电路52，编码电路输出端连接所述发射电路53； 
所述的信号输入电路第一开关K1接高压负荷分段开关合闸位置信号、第二开关K2接高压负荷分段开关分闸位置信号、第三开关K3接电缆温度信号，第四开关K4接电源电流信号、第五开关K5连接相线接地信号采。 
当获得高压负荷分段开关状态发生变化，或发生过电流，电缆超温度，相线接地后的信号，立即传递到信号输入电路，将信号进行编码发射给值班人员报警。 
当值班人员对高压负荷分段开关需要进行正常巡视时，可远方查看电源电流值、电缆温度值。 
图6是本实用新型所述无线接收电路组成框图，无线接收电路包括信号接收电路61、译码电路62、执行电路63；所述信号接收电路61输出端连接所述译码电路62，译码电路输出端连接所述执行电路63，执行电路输出分别连接所述开关操作电路、信号数据采集电路；执行电路输出有5个端头，分别为第一端头N1、第二端头N2、第三端头N3、第四端头N4、第五端头N5，所述第一端头N1、第二端头N2连接所述开关操作电路、所述第三端头N3、第四端头N4、第五端头N5、连接信号数据采集电路； 
其中，所述的第一端头N1连接高压负荷分段开关电动机构的合闸控制电路、第二端头N2连接高压负荷分段开关电动机构的分闸控制电路，第三端头N3连接电缆温度信号采集电路，第四端头N4连接电流信号采集电路，第五端头N5连接相线接地信号采集电路。 
当值班人员对开关需要进行远方及时操作时，可通过无线接收电路完成，这样可以缩短很多时间，并提高安全可靠性。 
当值班人员对高压负荷分段开关需要进行正常巡视时，可远方查看电源电流值、电缆温度值。 
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非 对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。 

Claims (6)

1.一种6～20kV负荷分段开关智能控制装置，其特征在于：包括信号数据采集电路，信号数据计算判断电路，开关操作电路，无线报警发射电路，无线接收电路；所述信号数据采集电路有三端头，分别为A、B、C，所述信号数据计算判断电路输出有二端头，分别为S、X，所述无线接收电路输出有二端头，分别为N、G；
其中，所述信号数据采集电路，从分段开关电源系统采集到信号数据输出，端头A连接所述信号数据计算判断电路，端头B连接所述无线报警发射电路，所述信号数据计算判断电路输出端头S连接所述开关操作电路、端头X连接所述无线报警发射电路，所述开关操作电路输出连接所述无线报警发射电路，所述无线接收电路输出端头N连接所述开关操作电路，输出端头G连接所述信号数据采集电路的端头C。
2.根据权利要求1所述的6～20kV负荷分段开关智能控制装置，其特征在于：信号数据采集电路包括电缆温度信号采集电路，电流信号采集电路，相线接地信号采集电路；所述电缆温度信号采集电路、电流信号采集电路输出端头A连接信号数据计算判断电路；电缆温度信号采集电路，电流信号采集电路，相线接地信号采集电路输出端头B连接所述无线报警发射电路；
其中，所述电缆温度信号采集电路，是将温度检测元件数字温度传感器连接于所述电缆头某一位置，从温度检测元件处采集电缆温度数据信号，连接于信号数据计算判断电路、无线报警发射电路；
所述的电流信号采集电路，是将L1、L2、L3三相电源电流经电流互感器和负载电阻变换后输出适合要求的电流信号，接入信号数据计算判断电路、无线报警发射电路。
所述的相线接地信号采集电路，是经零序电流互感器和负载电阻变换后输出适合要求的电流信号，接入无线报警发射电路。
3.根据权利要求1所述的6～20kV负荷分段开关智能控制装置，其特征 在于：信号数据计算判断电路包括A/D变换电路，计算判断电路，执行元件；所述的A/D变换电路输入端与所述的信号数据采集电路输出端头A连接，A/D变换电路输出连接所述的数据计算判断电路，数据计算判断电路输出连接所述的执行元件；所述执行元件输出有二端头，分别为S、X，S端头连接所述的开关操作电路，X端头连接所述的无线报警发射电路。
4.根据权利要求1所述的6～20kV负荷分段开关智能控制装置，其特征在于：开关操作电路包括高压负荷分段开关电动机构的合闸控制电路，高压负荷分段开关电动机构的分闸控制电路；开关操作电路输入信号分别来自信号数据计算判断电路输出端头S、无线接收电路输出端头N，开关操作执行后开关状态信号输出连接无线报警发射电路；
其中，所述高压负荷分段开关合闸控制电路，是指所述操作的高压负荷分段开关电动机构合闸回路；
所述高压负荷分段开关分闸控制电路，是指所述操作的高压负荷分段开关电动机构分闸回路。
5.根据权利要求1所述的6～20kV负荷分段开关智能控制装置，其特征在于：无线报警发射电路包括信号输入电路，编码电路，发射电路；所述的信号输入电路的输入端分别与所述的信号数据采集电路、数据计算判断电路、开关操作电路输出端连接，所述的信号输入电路的输出端连接所述编码电路，编码电路输出端连接所述发射电路；
其中，所述的信号输入电路第一开关接高压负荷分段开关合闸位置信号，第二开关接高压负荷分段开关分闸位置信号，第三开关接电缆温度信号，第四开关接电源电流信号，第五开关接相线接地信号。
6.根据权利要求1所述的6～20kV负荷分段开关智能控制装置，其特征在于：无线接收电路包括信号接收电路、译码电路、执行电路；所述信号接收电路输出端连接所述译码电路，译码电路输出端连接所述执行电路，执行电路输出有5个端头，分别为第一端头、第二端头、第三端头、第四端头、 第五端头，所述第一端头、第二端头连接所述开关操作电路、所述第三端头、第四端头、第五端头连接信号数据采集电路；
其中，所述的第一端头连接高压负荷分段开关电动机构的合闸控制电路、第二端头连接高压负荷分段开关电动机构的分闸控制电路，第三端头连接电缆温度信号采集电路，第四端头连接电流信号采集电路，第五端头连接相线接地信号采集电路。 
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