CN202333998U - 一种智能重合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能重合器，包括主控MCU、开关状态检测模块、合闸输出和闭锁模块、远程无线通信模块，所述主控MCU分别与所述开关状态检测模块、合闸输出和闭锁模块以及远程无线通信模块连接。本实用新型实现了重合器和集控站或线路管理者之间的双向数据交换，且能区分不同的脱扣故障类型，并能通过手机通讯方式进行远程合闸，同时，还能现场与其他智能设备级联构成自动化系统，以及通过移动通讯网络对重合器进行远程程序升级，符合智能电网的需求。

Description

一种智能重合器

【技术领域】

本实用新型涉及一种电网配电自动化领域，特别涉及一种智能重合器。 

【背景技术】

400V分界是低压配电当中的一个重要的节点，这个节点在主电网和用户侧电网之间起到一个承上启下的作用，在这个节点上一般都装有分界开关(俗称断路器或者自动开关)。分界开关的主要作用不是用来开闭负荷，而是对主电网和用户侧电网起到一个安全保护的作用。所述分界开关的工作机制就是当用户侧电网发生故障时，分界开关将自动脱扣使用户侧电网和主电网做到物理上的隔离，这样故障就不会向上蔓延造成大面积的停电；当主电网停电了分界开关也会自动脱扣，使用户侧电网负荷和主电网隔离，这样主电网重新送电时就不是带负荷送电，电网比较平稳，多用户负荷的冲击也就比较小，对主电网和用户侧电网都有好处。 

分界开关的好处是显而易见的，而且电力运行规程里面也是规定400V这个节点必须安装带自动脱扣器的分界开关。但在实际使用过程中也存在如下问题：因为分界开关的脱扣器脱扣以后不能自动重合，所以必须人工去合闸，而这类开关量多面广，工作量太大，具体操作起来很困难，导致基层实际应用中大部分分界开关的自动脱扣功能被解除，这就给安全用电带来隐患。 

针对以上的问题近年来也有少数企业开发出了带有重合功能的低压开关重合器，其存在如下缺点：1、功能单一，就简单的来电合闸；2、没有信息交互功能，故障信息不能自动反馈到集控站；3、不能区分故障脱扣和人为手动检修脱扣；4、对故障脱扣也不能区分故障类型并且给予告知；5、不能远程遥控合闸。由于现有重合器的缺陷，导致电力部门常常收到客户投 诉，因此电力部门用了一段时间后又将其拆掉，可见其实用性差，不能满足电网管理的要求。 

【发明内容】

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种智能重合器，其实现了重合器和集控站或线路管理者之间的双向数据交换，且能区分不同的脱扣故障类型，并能通过手机通讯方式进行远程合闸，同时，还能现场与其他智能设备级联构成自动化系统，以及通过移动通讯网络对重合器进行远程程序升级，符合智能电网的需求。 

一种智能重合器，包括主控MCU、开关状态检测模块、合闸输出和闭锁模块、远程无线通信模块，所述主控MCU分别与所述开关状态检测模块、合闸输出和闭锁模块以及远程无线通信模块连接。 

进一步地，所述开关状态检测模块包括依次连接的上桩头电压检测电路、下桩头电压检测电路、开关储能辅助检测电路、开关辅助检测电路以及分闸辅助检测电路，所述上桩头电压检测电路、下桩头电压检测电路、开关储能辅助检测电路、开关辅助检测电路以及分闸辅助检测电路均连接至所述主控MCU。 

进一步地，所述合闸输出和闭锁模块包括依次连接的开关储能输出电路、合闸驱动输出电路、常闭开关输出电路以及常开开关输出电路；所述开关储能输出电路、合闸驱动输出电路、常闭开关输出电路以及常开开关输出电路均连接至所述主控MCU。 

进一步地，所述智能重合器还包括本地告警模块，所述本地告警模块与所述主控MCU连接；所述本地告警模块包括依次连接的LED指示驱动电路、蜂鸣器驱动电路以及外接有告警装置的常开输出电路，所述LED指示驱动电路、蜂鸣器驱动电路以及外接有告警装置的常开输出电路均连接至所述主控MCU。 

进一步地，所述智能重合器还包括RS485通信模块，所述RS485通信模块与所述MCU相连。 

本实用新型通过主控MCU与开关状态检测模块、合闸输出和闭锁模块以及远程无线通信模块，实现了如下功能： 

1、实现了双向的数据交换，当分界开关发生故障时，重合器会在第一时间把故障告警信息和故障类型发送到集控站和线路管理者的手机上，并且重合器根据故障类型会给出解决方案，比如说通知管理者需要现场检查，或者处于安全起见强制闭锁一些功能；当故障排除后会第一时间通知管理者和集控站，并且接受用户手动进行远程合闸送电，送电成功后会把信息反馈给集控站和线路管理者； 

2、实现智能检测电路，实时监控故障； 

3、能够通过手机通讯方式进行远程合闸，大大减少了合闸工作量； 

4、能区分不同的脱扣故障类型； 

5、通过移动通讯网络对设备进行远程程序升级，设备更具智能化； 

进一步，本实用新型还包括本地告警模块和RS485通信模块，使得本实用新型具有如下优点： 

1、当现场有异常时能够正确、及时地提醒用户，根据直观的显示效果，方便现场问题的排除； 

2、标准RS485数据接口，方便现场于其他智能设备级联构成一个自动化的配电网络。 

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。 

图1是本实用新型的结构示意图。 

图2是本实用新型自动合闸流程图。 

【具体实施方式】

请参阅图1所示，对本实用新型的实施例进行详细的说明。 

一种智能重合器，包括主控MCU、开关状态检测模块1、合闸输出和闭锁模块2、远程无线通信模块3，所述主控MCU分别与所述开关状1态检测模块、合闸输出和闭锁模块2以及远程无线通信模块连接3。所述开关 状态检测模块1包括依次连接的上桩头电压检测电路11、下桩头电压检测电路12、开关储能辅助检测电路13、开关辅助检测电路14以及分闸辅助检测电路15。所述上桩头电压检测电路11、下桩头电压检测电路12、开关储能辅助检测电路13、开关辅助检测电路14以及分闸辅助检测电路15均连接至所述主控MCU。所述合闸输出和闭锁模块2包括开关储能输出电路21、合闸驱动输出电路22、常闭开关输出电路23以及常开开关输出电路24；所述开关储能输出电路21、合闸驱动输出电路22、常闭开关输出电路23以及常开开关输出电路24均连接至所述主控MCU。 

所述上桩头电压检测电路11是用于检测开关上桩头电压的电压检测电路。所述下桩头电压检测电路12是用于检测开关下桩头电压的电压检测电路。所述开关储能辅助检测电路13是在开关储能后检测开关的储能辅助常开触点是否闭合的开关状态检测电路。所述开关辅助检测电路14用于检测开关的开关辅助常开触点的状态是闭合还是分断的检测电路。所述分闸辅助检测电路15是用于检测开关的分闸辅助触点是处于接通还是分断状态的检测电路。 

所述开关储能输出电路21是用于启动或者关断开关储能电机的电路。所述合闸驱动输出电路22是用于对开关合闸触点进行接通或者分断的电路。所述常闭开关输出电路23是重合器输出的一个常闭触点，正常状态下此触点为闭合，有异常时此触点会自动分断。所述常开开关输出电路24是重合器输出的一个常开触点，正常情况下此触点为分断状态，当有异常时此触点会变为闭合。 

本实用新型的较佳实施例还包括本地告警模块4和RS485通信模块5。所述RS485通信模块5与所述主控MCU相连，其用于现场和其他相关的智能设备级联，组成一个自动化的配电网络。所述本地告警模块4与所述主控MCU连接；所述本地告警模块4包括依次连接的LED指示驱动电路41、蜂鸣器驱动电路42以及外接有告警装置的常开输出电路43，所述LED指示驱动电路41、蜂鸣器驱动电路42以及外接有告警装置的常开输出电路43均连接至所述主控MCU。通过所述本地告警模块4，当现场有异常时能够 正确、及时地提醒用户，根据直观的显示效果，方便现场问题的排除。 

本实用新型的重合器主要是安装在用户的400V分界点位置，跨接在用户的分界开关之间，其工作原理如下： 

(一)当电网由于用户侧用电异常发生分界开关自动脱扣： 

步骤1、开关状态检测模块1的开关辅助检测电路14和分闸辅助检测电路15对分界开关的开关状态进行扫描检测； 

步骤2、主控MCU读取开关状态检测模块1扫描到的信息，进行数据处理后把信息传递给远程无线通信模块3，所述远程无线通信模块3以GPRS或短信的方式反馈到集控站，然后进入待命状态，等待集控站的远程指令；同时主控MCU把故障信息传递到本地告警输出模块4，本地告警输出模块4通过LED显示驱动电路41和蜂鸣器驱动电路42分别进行相应告警； 

步骤3、控站收到故障信息后，进行故障排除，当故障排除后集控站通过移动通信网络信道把指令发送给重合器的远程无线通信模块3，向重合器发送合闸指令；远程无线模块3接到指令后把指令传输到重合器的主控MCU； 

步骤4、主控MCU读取开关状态检测模块1中上桩头电压检测电路11检测到的开关上桩头电压是否有缺相情况，如果有缺相则停止后面的操作，把存在的故障信息通过重合器的远程通信模块3再次反馈给集控站，重新进入待命状态；如果没有缺相，则进入步骤5； 

步骤5、重合器主控MCU通过开关状态检测模块1中的上桩头电压检测电路11检测开关上桩头电压值是否合格，如果不合格则停止后面的操作，把存在的故障信息通过重合器的远程通信模块3再次反馈给集控站，重新进入待命状态；如果合格，则进入步骤6； 

步骤6、重合器主控MCU通过开关状态检测模块1中的上桩头电压检测电路11检测开关上桩头电压相序是否正常，如果上桩头三相电压存在相序故障则停止后面的操作，把存在的故障信息通过重合器的远程通信模块3再次反馈给集控站；如果正常，则进入步骤7； 

步骤7、重合器主控MCU通过开关状态检测模块1中分闸辅助检测电 路15检测当前开关是否处于工分闸状态，如果是出于人工分闸状态则停止后面的操作，把存在的故障信息通过重合器的远程通信模块3再次反馈给集控站，重新进入待命状态；如果没有处在人工分闸状态，则进入步骤8； 

步骤8、重合器主控MCU通过开关状态检测模块1中下桩头电压检测电路12检测开关下桩头电压是否为零，如果不为零，则进入步骤9，如果为零，则进入步骤10； 

步骤9、重合器主控MCU把闭锁指令传送给合闸输出和闭锁模块2，所述合闸输出和闭锁模块2中的常闭开关输出电路23中的常闭开关变为常开状态，闭锁合闸动作，然后停止后面的操作，把存在的故障信息通过重合器的远程通信模块再次反馈给集控站，重新进入待命状态； 

步骤10、主重合器主控MCU通过开关状态检测模块1中开关辅助检测电路14检测开关的开关辅助状态，如果检测到开关辅助状态为合闸的，则停止后面的操作，把存在的故障信息通过重合器的远程通信模块再次反馈给集控站，重新进入待命状态；如果开关辅助为分闸状态的，则代表所有的条件合格进入允许合闸程序，然后主重合器主控MCU把允许合闸指令送给合闸输出和闭锁模块2开始进行自动合闸，执行步骤30。 

(二)当由主电网上级故障，导致主电网停电： 

步骤11、重合器主控MCU读取开关状态检测模块1的开关辅助检测电路14、上桩头电压检测电路11、分闸辅助检测电路15和下桩头电压检测电路12的信息，进行综合判断，判断停电前电网的状态是否正常，然后主控MCU中的下次来电是否允许合闸标志置为允许或者不允许合闸，写入主控MCU EEROM存储器，之后重合器进入停电休眠状态； 

步骤21、当主电网来电，重合器主控MCU首先读取预先存入主控MCUEEROM是否允许合闸标志，如果不是允许合闸标志，重合器通过远程无线通信模块3通知集控站，告知相关故障信息，重合器进入待命状态；如果是允许合闸标志，重合器则通过主控MCU读取开关状态检测模块1中上桩头电压检测电路11检测开关上桩头电压是否有缺相情况，如果有缺相则停止后面的操作，把存在的故障信息通过重合器的远程通信模块3再次反馈给集 控站，重新进入待命状态；如果没有缺相，则进入步骤22； 

步骤22、重合器主控MCU通过开关状态检测模块1中的上桩头电压检测电路11检测开关上桩头电压值是否合格，如果不合格则停止后面的操作，把存在的故障信息通过重合器的远程通信模块3再次反馈给集控站，重新进入待命状态；如果合格，则进入步骤23； 

步骤23、重合器主控MCU通过开关状态检测模块1中的上桩头电压检测电路11检测开关上桩头电压相序是否正常，如果上桩头三相电压存在相序故障则停止后面的操作，把存在的故障信息通过重合器的远程通信模块3再次反馈给集控站，重新进入待命状态；如果开关上桩头电压相序正常，则进入步骤24； 

步骤24、重合器主控MCU通过开关状态检测模块中分闸辅助检测电路15检测当前开关是否处于工分闸状态，如果是出于人工分闸状态则停止后面的操作，把存在的故障信息通过重合器的远程通信模块3再次反馈给集控站，重新进入待命状态；如果开关没有处在人工分闸状态，则重合器主MCU通过开关状态检测模块1中下桩头电压检测电路12检测开关下桩头电压是否为零，如果不为零，则进入步骤25，如果为零，则进入步骤26； 

步骤25、重合器主控MCU把闭锁指令传送给合闸输出和闭锁模块2，所述合闸输出和闭锁模块2中的常闭开关输出电路23中的常闭开关变为常开状态，闭锁合闸动作，然后停止后面的操作，把存在的故障信息通过重合器的远程通信模块3再次反馈给集控站，重新进入待命状态。 

步骤26、重合器主控MCU通过开关状态检测模块1中开关辅助检测电路14检测开关的开关辅助状态，如果检测到开关辅助状态为合闸，则停止后面的操作，把存在的故障信息通过重合器的远程通信模块3再次反馈给集控站，重新进入待命状态；如果开关辅助状态为分闸，则代表所有的条件合格进入允许合闸程序，然后主控MCU把允许合闸指令送给合闸输出和闭锁模2开始进行自动合闸，执行步骤30。 

(三)请参阅图2，当主控MCU发出合闸指令时，重合器自动合闸流程如下： 

步骤30、合闸输出和闭锁模块2接收到主控MCU发送过来的允许合闸信号后，经过延时，合闸输出和闭锁模块2中的开关储能输出电路21闭合开关储能电机开关，开关开始储能，储能时间可根据需要设置，本实施例设置为5秒，开关储能输出电路21结束储能信号输出，储能结束；此时主控MCU通过开关状态检测模块1的：13读取储能是否到位，如果储能没到位，则主控MCU通知合闸输出和闭锁模块2进行重新储能，如果连续3次检测储能失败或者任意一次成功，执行步骤31； 

步骤31、合闸输出和闭锁模块2通过合闸驱动输出电路22输出合闸信号，其输出合闸信号的时间可根据需要设置，本实施例设置为5秒，之后合闸驱动输出电路22结束合闸信号的输出； 

步骤32、主控MCU通过开关状态检测模块1中的开关辅助检测电路14检测开关辅助开关情况，如果辅助开关已经闭合，意味着合闸成功，结束本次合闸流程，如果辅助开关还没闭合，则进入步骤33； 

步骤33、主控MCU通知合闸输出和闭锁模块2进行重新储能，合闸输出和闭锁模块2中的开关储能输出电路21重新给5秒钟的储能信号，然后合闸驱动输出电路22输出5秒的合闸信号给开关，结束后主控MCU通过开关辅助检测电路14检测开关的辅助开关状态，如果闭合则代表合闸成功，结束本次合闸流程；如果此时辅助开关还没闭合，判断合闸失败次数，如果次数小于等于3(合闸失败次数的定义可根据需要自定义)，则再次执行步骤33；如果次数大于3，则执行步骤34； 

步骤34、重合器判断为开关故障，不再进行重合的操作，此时主控MCU把故障信息通过远程无线通信模块3发送给集控站，同时主控MCU还把故障信息发送给本地告警模块4，本地告警模块4通过内部的LED指示驱动电路41和蜂鸣器驱动电路42进行故障告警显示。 

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。 

Claims (5)

1.一种智能重合器，其特征在于：包括主控MCU、开关状态检测模块、合闸输出和闭锁模块、远程无线通信模块，所述主控MCU分别与所述开关状态检测模块、合闸输出和闭锁模块以及远程无线通信模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能重合器，其特征在于：所述开关状态检测模块包括依次连接的上桩头电压检测电路、下桩头电压检测电路、开关储能辅助检测电路、开关辅助检测电路以及分闸辅助检测电路，所述上桩头电压检测电路、下桩头电压检测电路、开关储能辅助检测电路、开关辅助检测电路以及分闸辅助检测电路均连接至所述主控MCU。

3.根据权利要求1所述的一种智能重合器，其特征在于：所述合闸输出和闭锁模块包括依次连接的开关储能输出电路、合闸驱动输出电路、常闭开关输出电路以及常开开关输出电路；所述开关储能输出电路、合闸驱动输出电路、常闭开关输出电路以及常开开关输出电路均连接至所述主控MCU。

4.根据权利要求1所述的一种智能重合器，其特征在于：还包括本地告警模块，所述本地告警模块与所述主控MCU连接；所述本地告警模块包括依次连接的LED指示驱动电路、蜂鸣器驱动电路以及外接有告警装置的常开输出电路，所述LED指示驱动电路、蜂鸣器驱动电路以及外接有告警装置的常开输出电路均连接至所述主控MCU。

5.根据权利要求1所述的一种智能重合器，其特征在于：还包括RS485通信模块，所述RS485通信模块与所述MCU相连。 

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