CN203368143U - 低压配电综合监控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开对电网用电状况进行监控的低压配电综合监控装置，它设置无功补偿控制器，将自动抄表器和红外手抄器分别经电力载波和红外通讯接微处理器输入，防盗监控模块、无线通讯模块和无线数据通信模块分别与微处理器双向接入，而微处理器输出分别与无功补偿控制器和显示模块输入端相连接。它将自动抄表、线损计算、无功补偿、配变防盗及电能质量、负荷预测多功能集于一身，同时将数据存储在微处理器中，并通过公网把数据与影像传输。为系统用电管理的自动化提供科学、简单、直观的监测控制方式，明显提高供电系统营销与运行的经济效益、管理水平和工作效率。同时具有结构设计合理、控制准确可靠、使用方便灵活、适宜进行推广等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种对电力网的用电状况进行监控的监控设备，具体说是实现集中抄表、无功补偿、配变防盗、负荷预测等用电状况进行监控的监控设备。
背景技术
电力系统低压配电综合监控为供电企业的用电侧电能管理提供了科学可靠的决策依据，其经济效益和社会效益不言而喻。国外同类产品中美国的哈里斯和德国的西门子产品性能比较优良，但与我国电力系统的实际情况不匹配。国内相关厂家和研究单位在消化国外先进技术的基础上，先后推出了国产化的不同类型的配电监控装置。国内生产的产品结构复杂，价格较贵，不能适用于多种类型的台变。尤其是不能将自动抄表、线损考核、电质量检测和全自动跟踪无功补偿、负荷预测多功能集于一身。并通过GPRS电力远动，因此无法满足电力系统对低压配电综合监控发展的更高需求。
发明内容
本实用新型的目的是为了提供一种低压配电综合监控装置，主要是解决现有技术存在的国外同类产品与我国不匹配，国内产品结构复杂，价格较贵，无法实现多功能于一身并适用多种类型的台变的问题，从而满足电力系统对低压配电综合监控发展的更高需求。
本实用新型的技术方案包括微处理器、自动抄表器、红外手抄器、防盗监控模块、无线通讯模块、无功补偿模块、显示模块、无线数据通信模块、电源模块、复位电路和键盘电路，它是设置无功补偿控制器，将自动抄表器 和红外手抄器分别经电力载波线和红外通讯接入微处理器输入，防盗监控模块、无线通讯模块和无线数据通信模块分别与微处理器双向接入，而微处理器输出端分别与无功补偿控制器和显示模块输入信号端相连接。
所述的无功补偿控制器是由无功补偿模块和无功补偿模块两控制端分别连接的1-8组共补电容器组与1-3组分补电容器组构成，所述的每个共补电容器组是将电容C1、C2串联再同电容C3并联，两并联节点分别经智能复合开关K1的K1-1、K1-3触点接入三相电源的A、C相，将电容C1、C2的串联节点经智能复合开关K1的K1-2触点与三相电源的B相连接。所述的每个分补电容器组是将A、B、C三相电源分别经智能复合开关K2的K2-1、K2-2、K2-3触点与对应的电容C4、C5、C6串联后再与中线连接构成。
本实用新型的有益效果：该实用新型由于采取了上述结构，能将自动抄表、线损计算、无功补偿、配变防盗以及电能质量、负荷预测多功能集于一身，同时将数据存储在微处理器中，还能通过公网进行数据与影像传输。从而使产品的技术含量提高到一个新的层次，为电力系统用电管理的自动化提供更为科学、简单、直观的监测控制途径，而且价格也比同行业低。明显提高供电系统营销和运行的经济效益和管理水平。同时具有结构设计合理、控制准确可靠、使用方便灵活、适宜进行推广等优点。
附图说明
图1是低压配电综合监控装置结构示意图。
具体实施方式
由图1所示的低压配电综合监控装置是个多功能于一身的控制装置。它由微处理器1、自动抄表器2、红外手抄器3、、防盗监控模块4、无线通讯模块5、无功补偿控制器6、显示模块7、无线数据通信模块8、电源模块、复 位电路14和键盘电路15组成。将自动抄表器2和红外手抄器3分别经电力载波线和红外通讯接入微处理器1输入，防盗监控模块4、无线通讯模块5和无线数据通信模块8分别与微处理器1双向接入，而微处理器1输出端分别与无功补偿控制器和显示模块输入信号端相连接。
其中自动抄表即集抄功能是本装置的主要功能之一，它是通过自动抄表器（终端用户电表）2经载波线（利用现成的电力线路进行通信）和红外手抄器3经红外通讯（采用射频方式进行无线通信）两种通讯方式来进行集抄数据采集的。它首先选择电力载波的自动抄表器2的自动抄表方式抄收小区用户电表数据，在自动抄表方式无效的情况下利用红外手抄器3进行，并把用户的用电数据送入微处理器1存储并远传。目的就是达到及时抄表，避免错抄、漏抄、估抄和偷、送现象的发生，并提高计量精度。
其无功补偿控制是利用无功补偿模块9，和无功补偿模块9两控制端分别连接的1-8组共补电容器组与1-3组分补电容器组相结合组成的无功补偿控制器6与无线通讯模块5、微处理器1相配合实现的。所述的每个共补电容器组是将电容C1、C2串联再同电容C3并联，两并联节点分别经智能复合开关K1的K1-1、K1-3触点接入三相电源的A、C相，将电容C1、C2的串联节点经智能复合开关K1的K1-2触点与三相电源的B相连接。所述的每个分补电容器组是将A、B、C三相电源分别经智能复合开关K2的K2-1、K2-2、K2-3触点与对应的电容C4、C5、C6串联后再与中线连接构成。该控制首先由无线通讯模块5把采集的Ua,Ub,Uc;Ia,Ib,Ic等配变模拟信号接入微处理器1，经微处理器1计算出Qa,Qb,Qc,；cosa,cosb,cosc,和Ua,Ub,Uc即三相无功功率、三相功率因素及三相电压信号等数据参数，无功补偿模块9再根据这些参数计算出当时需要补偿的无功量，然后根据运行实际情况来控制 与三相电源连接的智能复合开关K1、K2，由智能复合开关K1、K2的合与开来决定补偿电容器组的投入或切除。该无功补偿控制器6可自动控制1-11组电力电容器组的投切，并有先学习，然后自适应的能力，无需人共设置或调整。先投先切，自动循环。真正实现无功自动跟踪无触点投切。该无功补偿功能的实现可提高受电电压质量，消除电网高峰时的无功过量、电压过低现象，优化受电电能质量，改善冲击负荷引起的电流冲击和电压波动等等。
其防盗监控功能是由防盗监控模块4实现的，防盗监控模块4由防盗电路10，在防盗电路10输入信号端连接被动红外传感器11，并设门禁开关12，在防盗电路10的输出端连接声光报警器13。还将防盗电路10、微处理器1的输入输出控制端相连接。它能通过被动红外传感器11对防区进行采样、即时监控，当防区内有人进入，信号送入微处理器1存储。可通过无线远程通信为用户提供灵活的监控画面选择，对云台、摄像机的实时控制，多个预置位设置功能，巡航设置功能，实现图像抓拍、录像和录像回放等。同时由防盗电路10启动声光报警器13。
关于线损计算（称线路损耗）是根据用户的用电信息以及无线通讯模块5采集的总功能表电量由微处理器1进行比较与计算，通过计算机程序设置的自动路由算法计算出线路损耗（称线损计算）并将数据存储。
关于负荷预测和电质量监测问题，主要还是通过无线通讯模块5采集用户的用电信息，微处理器1以当日已经发生的负荷的变化模式作为全日未知负荷变化规律的参考，在此基础上预测出未知的负荷值。同时可对配电网络负荷情况及重点用户的年、季、月、日各种负荷信息作出正确地分析并作出预测曲线和实际运行曲线。该负荷预测可利用最新的历史负荷数据，预测当日当前时刻及以后若干小时的未知负荷，其预测精度明显高于常规的短期负 荷预测。预测的基本思想是：利用预测时刻以前的历史负荷数据，用不同的方法做预测，可以预测该时刻以前的系统负荷，根据各方法的预测精度确定这些方法在综合模型中的权重；利用这一权重，使用昨天及以前的历史负荷数据，做今天预测时刻后的全日未知负荷的预测。由于利用了预测时刻以前的最新的负荷信息，因此，用这种方法大大提高了负荷预测的精度。同时分析处理变压器的运行数据、线损分析，无功补偿、电质量监测等参数，从而有效提高配电网运行的经济性和安全性。
其无线远程通信功能是在本实用新型的装置内嵌GPRS/CDMA无线数据通信模块8，它利用中国移动GPRS（中国联通CDMA）无线数据业务进行终端数据抄读远传。GPRS/CDMA无线数据通信遵循国际、国家、电力部及无线通信产品入网检测机构的有关标准进行，借鉴国外类似产品设计思想的长处、融入了历代采集终端产品研发的经验。具有高可靠、大容量、低延时、开放性好、性价比高等特点。终端的GPRS/CDMA无线数据通讯模块8是采用TCP/IP或者SMS方式通讯，当采用TCP/IP方式通讯时终端可以配置成TCP方式或者UDP方式。
本实用新型数据采集是通过无线通讯模块5测量Ua,Ub,Uc;Ia,Ib,Ic等配变模拟信号。可计算出以下具体参数：
URms(A),URmsb,URmsc；
IRmsa,IRmsb,IRmsc,IRmst；
cosa,cosb,cosc,cost；
Pa,Pb,Pc,Pt；
Qa,Qb,Qc,Qt；
Sa,Sb,Sc,St；
Pga(A相电流与电压相角)；
Pgb,Pgc,Pgt；
Freq(线频率)；
Epa(A相有功电能),Epb,Epc,Ept；
Eqa(A相无功电能),Eqb,Eqc,Eqt；
URmst(ABC电压矢量和的有效值)；
PosEpa(A相正向有功电能)，PosEpb,PosEpc,PosEpt；
NegEpa(A相反向有功电能)，NegEpb,NegEpc,NegEpt；
PosEqa,PosEqb,PosEqc,PosEqt；
NegEqa,NegEqb,NegEqc,NegEqt；
配有年、月、日、星期、时、分、秒，并形成历史数据存储在微处理器1中。
本实用新型的显示模块7实际上分为两部分，一个是液晶显示，另一个是LED显示。液晶显示为时钟与温湿度、参数设置、投切原因、投切准备的显示；LED显示为电容投入指示、超压/欠压指示、超前/滞后指示。而复位电路14和键盘电路15是为装置复位和键盘输入控制而设置的。
本实用新型是全天候、自适应、多功能的监控设备，该设备具备自动抄表、全自动跟踪无功补偿控制（也具备手动投切电容和综合保护功能）、配变防盗、点质量监测（整点数据采集、日数据统计和历史数据存储功能）、负荷预测、GPRS电力远动和循环显示电力参数及4遥数据等功能。是目前较为理想的低压配电综合监控装置，并具有广阔的发展前景。
Claims (2)
1.一种低压配电综合监控装置，包括微处理器（1）、自动抄表器（2）、红外手抄器（3）、防盗监控模块（4）、无线通讯模块（5）、无功补偿模块（9）、显示模块（7）、无线数据通信模块（8）、电源模块、复位电路（14）和键盘电路（15），其特征在于：该装置设置无功补偿控制器（6），将自动抄表器（2）和红外手抄器（3）分别经电力载波线和红外通讯接入微处理器（1）输入，防盗监控模块（4）、无线通讯模块（5）和无线数据通信模块（8）分别与微处理器（1）双向接入，而微处理器（1）输出端分别与无功补偿控制器（6）和显示模块（7）输入信号端相连接。
2.根据权利要求1所述的低压配电综合监控装置，其特征在于：所述的无功补偿控制器（6）是由无功补偿模块（9）和无功补偿模块（9）两控制端分别连接的1-8组共补电容器组与1-3组分补电容器组构成，其中所述的每个共补电容器组是将电容C1、C2串联再同电容C3并联，两并联节点分别经智能复合开关K1的K1-1、K1-3触点接入三相电源的A、C相，将电容C1、C2的串联节点经智能复合开关K1的K1-2触点与三相电源的B相连接，所述的每个分补电容器组是将A、B、C三相电源分别经智能复合开关K2的K2-1、K2-2、K2-3触点与对应的电容C4、C5、C6串联后再与中线连接构成。
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