CN202495807U - 用于配电网络的远程集中测控系统 - Google Patents

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赵洪宝
尚武
李景云
何恩超
殷淑萍
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天津市三源电力设备制造有限公司
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Abstract

一种用于配电网络的远程集中测控系统。其包括:控制主站、综合控制柜、现场测控部和非电量采集部;控制主站通过数据通讯网络与多个设置在远端配电站内的综合控制柜相连接;综合控制柜分别与现场测控部和非电量采集部相连接;现场测控部由配电站内各开关柜内部的测量回路和控制回路构成;非电量采集部主要由多个测温模块构成。本实用新型提供的用于配电网络的远程集中测控系统是10kV变电站的智能控制单元,适用于配电室、环网柜和开闭所等多回路集中监控的应用场合,可通过光纤、无线、有线等信道与配电自动化系统的子站、主站配合,实现对配电线路的运行状态监控、故障识别和隔离、自动恢复供电等自动化功能。

Description

用于配电网络的远程集中测控系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电力测控技术领域,特别是涉及一种用于配电网络的远程集中测控系统。 背景技术
[0002] 随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高,供电网络是否能安全、可靠、优质、经济地向用户提供电能越来越受到人们的普遍关注。城区配网实现自动化是提高供电可靠性、改进电能质量、提供优质服务、降低运行费用以及提高工作效率的有效途径。
[0003] 城区配网实现自动化需要设立集中监控主站,并要求配网内的各变配电站具备遥测、遥信和遥控的功能,即:
[0004] I、遥测是采集各变配电站内每一路电力开关的电流值并实时上传到集中监控主站。
[0005] 2、遥信是采集电力开关的位置信号、故障指示器状态信号、接地刀位置信号、遥控投入解除信号及电源综合报警信号,并通过通讯上传到集中监控主站。
[0006] 3、遥控则是集中监控主站根据现场电力开关的状态通过通讯装置下传到数据传输单元(DTU),数据传输单元根据命令对电力开关进行控合和控分的操作。
[0007] 通常的电力变配电站主要由变压器和装有多路电力开关的开关柜组成,其控制相关操作和监测都需要在站内靠人工手动完成;现有变配电站由于没有加装配网自动化装置,所以无法与远端的主站进行通讯;因此,需要在各变配电站内加装其内部设有远程测控装置的综合控制柜,用于实现变配电站的远程遥测、遥信和遥控等功能。
发明内容
[0008] 为了解决上述问题,本实用新型的目的在于提供一种用于配电网络的远程集中测控系统。
[0009] 为了达到上述目的,本实用新型提供的用于配电网络的远程集中测控系统包括控制主站、综合控制柜、现场测控部和非电量采集部;其中:控制主站为设置在控制中心的主控计算机系统,其通过数据通讯网络与多个设置在远端配电站内的综合控制柜相连接,用于实现对电力网络内部各个配电站的集中监控;
[0010] 综合控制柜为设置在各配电站内部的信息中转采集与收发装置,其分别与现场测控部和非电量采集部相连接,用于接收远端控制主站所发出的遥控指令,并下传给现场测控部;同时通过现场测控部与非电量采集部采集站内的电量监测信息和非电量信息,并将数据上传给控制主站;
[0011] 现场测控部由配电站内各开关柜内部的测量回路和控制回路构成,开关柜内部的测量和控制回路均通过标准接口与综合控制柜相连接,用于采集开关柜内部的电量监测信息(即遥测信号和遥信信号)并上传给综合控制柜,同时接收综合控制柜所传来的远端控制指令,实现对开关柜内部电力开关的遥控操作;[0012] 非电量采集部主要由多个测温模块构成,其分别安装在站内设备的各个温度监测点上,并与综合控制柜相连接,用于获取温度监测点上的温度信息然后上传给综合控制柜。
[0013] 所述的综合控制柜包括:数据传输单元(DTU)、测控信号接口、非电量采集器、通讯单元和直流电源;其中:数据传输单元为整个装置的核心部件,其通过通讯单元,实现与远端控制主站的数据交换,并通过测控信号接口完成对配电站内电力设备的控制和监测,从而实现控制主站对于站内电力设备的遥测、遥信和遥控功能;同时数据传输单元通过非电量采集器采集各监测点的温度信息,对各重要节点的温度进行实时监控,提高对故障的监控能力;
[0014] 测控信号接口为综合控制柜与各开关柜之间的连接接口,采用通用的标准接插件,用于实现各开关柜的测控回路与综合控制柜之间的快速连接;
[0015] 非电量采集器为与各非电量采集模块的接口电路,用于实现数据传输单元与各测温模块之间的连接;其安装在综合控制柜内,上端通过串行总线与数据传输单元相连接;一个非电量采集器的下端能够连接多个非电量采集模块;根据实际采集点的情况能够配置 多个非电量采集器;
[0016] 通讯单元通过串行总线与数据传输单元相连接,用于实现数据传输单元与上位控制主站之间的数据通讯;
[0017] 直流电源为综合控制柜内部的工作电源,其与数据传输单元和通讯单元相连接,用于为整个装置提供48V直流电源。
[0018] 所述的通讯单元与远端控制主站之间的连接,采用三种通讯方式,即光纤通讯、载波通讯和无线通讯方式;当采用光纤通讯方式时,在通讯单元之中包含0NU+0DF ;当采用载波通讯方式时,在通讯单元之中包含载波机;当采用无线通讯方式时,则在通讯单元之中包含无线ZIGBEE通讯模块。
[0019] 所述的直流电源为超级电容电源单元,其主要由充电控制电路、超级储能电容器和放电控制电路组成。
[0020] 所述的测控信号接口采用多个10针航空插头实现数据传输单元与开关柜之间的连接,其中:每一个开关间隔采用两个插头,遥控信号和遥信信号共用一个航空插头,遥测信号单独使用一个航空插头;在遥控和遥信插头中:端子1-4定义为遥控端子,端子5-10定义为遥信端子;遥测端子航空插头使用前6针。
[0021] 所述的非电量采集部由主要包括:母排温度采集单元、不可触摸头温度采集单元和变压器温度采集单元;其中:母排温度采集单元由安装在母排与进线铜排搭接处的三个测温模块组成,用于监测母排进线处的节点温度;不可触摸头温度采集单元由多个以捆扎方式安装在不可触摸头处的表带式测温模块构成,一个开关柜配有三个表带式测温模块,用于监测不可触摸头处温度;变压器温度采集单元由安装在高压进线的ABC三相电缆连接点、低压出线的ABC三相连接点及零线接头共七个温度监测点的七个测温模块组成,用于监测变压器进、出线处的各节点温度。
[0022] 所述的非电量采集部之中的各温度采集模块均通过无线连接的方式与非电量采集器相连接。
[0023] 所述的母排测温模块和变压器测温模块的型号为SY2000-ST,其为一种铜片式测温模块;表带式测温模块的型号为SY2000-SC。[0024] 本实用新型提供的用于配电网络的远程集中测控系统是IOkV变电站的智能控制单元,适用于配电室、环网柜和开闭所等多回路集中监控的应用场合,可通过光纤、无线、有线等信道与配电自动化系统的子站、主站配合,实现对配电线路的运行状态监控、故障识别和隔离、自动恢复供电等自动化功能。
附图说明
[0025] 图I为本实用新型提供的用于配电网络的远程集中测控系统组成框图。
[0026] 图2本实用新型提供的用于配电网络的远程集中测控系统及其上综合控制柜组成框图。
具体实施方式
[0027] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的用于配电网络的远程集中测控系统进行详细说明。
[0028] 如图I所示,本实用新型提供的用于配电网络的远程集中测控系统包括:用于配电网络的远程集中测控系统包括:控制主站10、综合控制柜20、现场测控部30和非电量采集部40 ;其中:控制主站10为设置在控制中心的主控计算机系统,其通过数据通讯网络与多个设置在远端配电站内的综合控制柜20相连接,用于实现对电力网络内部各个配电站的集中监控;
[0029] 综合控制柜20为设置在各配电站内部的信息中转采集与收发装置,其分别与现场测控部30和非电量采集部40相连接,用于接收远端控制主站10所发出的遥控指令,并下传给现场测控部30 ;同时通过现场测控部30与非电量采集部40采集站内的电量监测信息和非电量信息,并将数据上传给控制主站10 ;
[0030] 现场测控部30由配电站内各开关柜301内部的测量回路和控制回路构成,开关柜301内部的测量和控制回路均通过标准接口与综合控制柜20相连接,用于采集开关柜301内部的电量监测信息(即遥测信号和遥信信号)并上传给综合控制柜20,同时接收综合控制柜20所传来的远端控制指令,实现对开关柜301内部电力开关的遥控操作;
[0031 ] 非电量采集部40主要由多个测温模块401构成,其分别安装在站内设备的各个温度监测点上,并与综合控制柜20相连接,用于获取温度监测点上的温度信息然后上传给综合控制柜20。
[0032] 如图2所示,所述的综合控制柜20包括:数据传输单元(DTU) 201、测控信号接口202、非电量采集器203、通讯单元204和直流电源205 ;其中:数据传输单元201为整个装置的核心部件,其通过通讯单元204,实现与远端控制主站10的数据交换,并通过测控信号接口 202完成对配电站内电力设备的控制和监测,从而实现控制主站10对于站内电力设备的遥测、遥信和遥控功能;同时数据传输单元201通过非电量采集器203采集各监测点的温度信息,对各重要节点的温度进行实时监控,提高对故障的监控能力;
[0033] 测控信号接口 202为综合控制柜20与各开关柜301之间的连接接口,采用通用的标准接插件,用于实现各开关柜301的测控回路与综合控制柜20之间的快速连接;
[0034] 非电量采集器203为与各非电量采集模块的接口电路,用于实现数据传输单元201与各测温模块401之间的连接;其安装在综合控制柜内,上端通过串行总线与数据传输单元201相连接;一个非电量采集器203的下端能够连接多个非电量采集模块;根据实际采集点的情况能够配置多个非电量采集器203 ;
[0035] 通讯单元204通过串行总线与数据传输单元201相连接,用于实现数据传输单元201与上位控制主站10之间的数据通讯;
[0036] 直流电源205为综合控制柜20内部的工作电源,其与数据传输单元201和通讯单元204相连接,用于为整个装置提供48V直流电源。
[0037] 所述的通讯单元204与远端控制主站10之间的连接,采用三种通讯方式,即光纤通讯、载波通讯和无线通讯方式;当采用光纤通讯方式时,在通讯单元204之中包含0NU+0DF ;当采用载波通讯方式时,在通讯单元204之中包含载波机;当采用无线通讯方式时,则在通讯单元204之中包含无线ZIGBEE通讯模块。 [0038] 所述的直流电源205为超级电容电源单元,其主要由充电控制电路、超级储能电容器和放电控制电路组成;超级电容相对于蓄电池而言具有明显优势,具有优异的低温性能,能够承受很大的充放电电流,并且具有高达50万次的循环寿命,正常寿命期在10年以上;其充放电控制电路应能对直流电源205的状态进行自适应调整。
[0039] 所述的测控信号接口 202采用多个10针航空插头实现数据传输单元201与开关柜301之间的连接,其中:每一个开关间隔采用两个插头,遥控信号和遥信信号共用一个航空插头,遥测信号单独使用一个航空插头;在遥控和遥信插头中:端子1-4定义为遥控端子,端子5-10定义为遥信端子;遥测端子航空插头使用前6针。
[0040] 所述的非电量采集部40由多个测温模块401组成,其根据检测点的类型而分为多个温度采集单元,主要包括:母排温度采集单元、不可触摸头温度采集单元和变压器温度采集单元;其中:母排温度采集单元由安装在母排与进线铜排搭接处的三个测温模块401组成,用于监测母排进线处的节点温度;不可触摸头温度采集单元由多个以捆扎方式安装在不可触摸头处的表带式测温模块构成,一个开关柜配有三个表带式测温模块401,用于监测不可触摸头处温度;变压器温度采集单元由安装在高压进线的ABC三相电缆连接点、低压出线的ABC三相连接点及零线接头共七个温度监测点的七个测温模块401组成,用于监测变压器进、出线处的各节点温度。
[0041] 所述的非电量采集部40之中的各温度采集模块401均通过无线连接的方式与非电量采集器203相连接。
[0042] 所述的母排测温模块和变压器测温模块的型号为SY2000-ST,其为一种铜片式测温模块;表带式测温模块的型号为SY2000-SC。
[0043] 现将本实用新型提供的用于配电网络的远程集中测控系统工作过程进行说明:
[0044] I、开关柜遥信、遥测的传输
[0045] 开关柜的开关信号、故障指示器信号、接地刀信号、远方投入解除信号等和电流信号都上传到开关柜的航空插头中,再通过航空电缆连接到综合控制柜20的航空插头中。航空插头的信号都传输到综合控制柜20的端子排中,再通过端子排传输到数据传输单元201中。数据传输单元201将信号通过串口或网口传输给通讯单元204,通讯单元204将信号直接传输控制主站10。
[0046] 2、开关柜遥控的传输
[0047] 控制主站10根据开关的状态将控合、控分信号传输到综合控制柜20的通讯单元204中,通讯单元204再传输给数据传输单元201,数据传输单元201将信号解析,识别控制主站10的命令,并将相应的操作信号通过测控信号接口 202传输给开关柜301,以实现控合、控分的操作。
[0048] 3、温度的传输
[0049] 各温度传感器将各温度监测点的温度传输到非电量采集器203中,然后非电量采集器203将温度数据通过485串口传输 到数据传输单元201中,数据传输单元201将此数据通过数据通讯单元201上传到控制主站10。控制主站10通过温度情况判断电缆的运行情况。

Claims (8)

1. 一种用于配电网络的远程集中测控系统,其特征在于:所述的用于配电网络的远程集中测控系统包括:控制主站(10)、综合控制柜(20)、现场测控部(30)和非电量采集部(40);其中:控制主站(10)为设置在控制中心的主控计算机系统,其通过数据通讯网络与多个设置在远端配电站内的综合控制柜(20)相连接,用于实现对电力网络内部各个配电站的集中监控; 综合控制柜(20)为设置在各配电站内部的信息中转采集与收发装置,其分别与现场测控部(30)和非电量采集部(40)相连接,用于接收远端控制主站(10)所发出的遥控指令,并下传给现场测控部(30);同时通过现场测控部(30)与非电量采集部(40)采集站内的电量监测信息和非电量信息,并将数据上传给控制主站(10); 现场测控部(30)由配电站内各开关柜(301)内部的测量回路和控制回路构成,开关柜(301)内部的测量和控制回路均通过标准接口与综合控制柜(20)相连接,用于采集开关柜(301)内部的电量监测信息并上传给综合控制柜(20),同时接收综合控制柜(20)所传来的远端控制指令,实现对开关柜(301)内部电力开关的遥控操作; 非电量采集部(40)主要由多个测温模块(401)构成,其分别安装在站内设备的各个温度监测点上,并与综合控制柜(20)相连接,用于获取温度监测点上的温度信息然后上传给综合控制柜(20)。
2.根据权利要求I所述的用于配电网络的远程集中测控系统,其特征在于:所述的综合控制柜(20)包括:数据传输单元(201)、测控信号接口(202)、非电量采集器(203)、通讯单元(204)和直流电源(205);其中:数据传输单元(201)为整个装置的核心部件,其通过通讯单元(204),实现与远端控制主站(10)的数据交换,并通过测控信号接口(202)完成对配电站内电力设备的控制和监测,从而实现控制主站(10)对于站内电力设备的遥测、遥信和遥控功能;同时数据传输单元(201)通过非电量采集器(203)采集各监测点的温度信息,对各重要节点的温度进行实时监控,提高对故障的监控能力; 测控信号接口(202)为综合控制柜(20)与各开关柜(301)之间的连接接口,采用通用的标准接插件,用于实现各开关柜(301)的测控回路与综合控制柜(20)之间的快速连接;非电量采集器(203)为与各非电量采集模块的接口电路,用于实现数据传输单元(201)与各测温模块(401)之间的连接;其安装在综合控制柜内,上端通过串行总线与数据传输单元(201)相连接;一个非电量采集器(203)的下端能够连接多个非电量采集模块;根据实际采集点的情况能够配置多个非电量采集器(203); 通讯单元(204)通过串行总线与数据传输单元(201)相连接,用于实现数据传输单元(201)与上位控制主站(10)之间的数据通讯; 直流电源(205)为综合控制柜(20)内部的工作电源,其与数据传输单元(201)和通讯单元(204)相连接,用于为整个装置提供48V直流电源。
3.根据权利要求2所述的用于配电网络的远程集中测控系统,其特征在于:所述的通讯单元(204)与远端控制主站(10)之间的连接,采用三种通讯方式,即光纤通讯、载波通讯和无线通讯方式;当采用光纤通讯方式时,在通讯单元(204)之中包含ONU+ODF ;当采用载波通讯方式时,在通讯单元(204)之中包含载波机;当采用无线通讯方式时,则在通讯单元(204)之中包含无线ZIGBEE通讯模块。
4.根据权利要求2所述的用于配电网络的远程集中测控系统,其特征在于:所述的直流电源(205)为超级电容电源单元,其主要由充电控制电路、超级储能电容器和放电控制电路组成。
5.根据权利要求2所述的用于配电网络的远程集中测控系统,其特征在于:所述的测控信号接口(202)采用多个10针航空插头实现数据传输单元(201)与开关柜(301)之间的连接,其中:每一个开关间隔采用两个插头,遥控信号和遥信信号共用一个航空插头,遥测信号单独使用一个航空插头;在遥控和遥信插头中:端子1-4定义为遥控端子,端子5-10定义为遥信端子;遥测端子航空插头使用前6针。
6.根据权利要求I所述的用于配电网络的远程集中测控系统,其特征在于:所述的非电量采集部(40)主要包括:母排温度采集单元、不可触摸头温度采集单元和变压器温度采集单元;其中:母排温度采集单元由安装在母排与进线铜排搭接处的三个测温模块(401)组成,用于监测母排进线处的节点温度;不可触摸头温度采集单元由多个以捆扎方式安装在不可触摸头处的表带式测温模块构成,一个开关柜配有三个表带式测温模块(401),用于·监测不可触摸头处温度;变压器温度采集单元由安装在高压进线的ABC三相电缆连接点、低压出线的ABC三相连接点及零线接头共七个温度监测点的七个测温模块(401)组成,用于监测变压器进、出线处的各节点温度。
7.根据权利要求6所述的用于配电网络的远程集中测控系统,其特征在于:所述的非电量采集部(40)之中的各温度采集模块(401)均通过无线连接的方式与非电量采集器(203)相连接。
8.根据权利要求6所述的用于配电网络的远程集中测控系统,其特征在于:所述的母排测温模块和变压器测温模块的型号为SY2000-ST,其为一种铜片式测温模块;表带式测温模块的型号为SY2000-SC。
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