CN203813404U - 低压自投装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低压自投装置，该装置包括：信号互感器，用于采集进线与母联断路器的开关量信号；数据接收器，用于接收用户输入的执行预定功能的预定阈值；中央处理器CPU，用于依据采集到的所述开关量信号，以及所述预定阈值确定执行所述预定功能的操作命令；自投操作处理模块，用于依据所述操作命令对所述进线与母联断路器执行自投操作处理，通过本实用新型，解决了相关技术中，由于PLC型低压自投装置是由各种电流电压模块、电容器、继电器、电源模块等作为PLC控制器的外围设备输入输出元件，相对来说设备组合的可靠性、稳定性较差的问题，进而达到了有效提高供电可靠性，提升用户用电满意度的效果。

Description

低压自投装置

技术领域

本实用新型涉及通信领域，具体而言，涉及一种低压自投装置。 

背景技术

目前市场普遍存在继电器搭接方式，无合环功能。其缺点继电器为硬触点，稳定性不好，并且不能将信息上传实现自动化远控功能。 

目前，对于供电可靠性、电气设备质量及其性能的要求是非常高的，是决定电力系统安全、可靠、稳定运行的前提条件。近年来开始应用以可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称为PLC)为核心，具备合环功能的低压自投装置，其特点：能够实现合环、自投自复、自投手复、手动程序化和自动化，但存在一定缺陷。由于此装置是由各种电流电压模块、电容器、继电器、电源模块等作为PLC控制器的外围设备输入输出元件，相对来说设备的稳定性较差，目前供电系统出现了外围模块故障后，PLC型自投装置误动的事故，造成很不好的负面影响。 

因此，在相关技术中，由于PLC型低压自投装置是由各种电流电压模块、电容器、继电器、电源模块等作为PLC控制器的外围设备输入输出元件，相对来说设备组合的可靠性、稳定性较差。 

实用新型内容

本实用新型提供了一种低压自投装置，以至少解决由于PLC型低压自投装置是由各种电流电压模块、电容器、继电器、电源模块等作为PLC控制器的外围设备输入输出元件，相对来说设备组合的可靠性、稳定性较差的问题。 

根据本实用新型的一个方面，提供了一种低压自投装置，包括：信号互感器，用于采集进线与母联断路器的开关量信号；数据接收器，用于接收用户输入的执行预定功能的预定阈值；中央处理器CPU，用于依据采集到的所述开关量信号，以及所述预定阈值确定执行所述预定功能的操作命令；自投操作处理模块，用于依据所述操作命令对所述进线与母联断路器执行自投操作处理。 

优选地，该装置还包括：功能开关，用于切换至所述预定功能。 

优选地，所述自投操作处理模块包括以下至少之一：自投处理单元，用于执行自投功能，为当所述信号互感器检测到进线失电且非电网闪路时，在经预定延时后将所述进线断路器分断，以及将母联断路器接通，由除所述进线的其它进线进行供电；自复处理单元，用于执行自复功能，当失电的进行恢复正常供电时，在经预定延时后分断母联断路器，以及将所述进 线断路器接通正常供电；合环及选跳处理单元，用于执行合环及选跳功能，对合环电流的大小进行监测，在所述合环电流超过预定电流阈值时，依据预定选掉方式选择所述进线与母联断路器的断开；过负荷联切处理单元，用于执行过负荷联切功能，在自投处理后检测总负荷，当所述总负荷超过预定值时，延时跳开母联断路器；故障记录录波处理单元，用于执行故障记录录波功能，用于记录当前发生的故障，以及所述低压自投装置所完成的自投处理及保护动作录波。 

优选地，该装置还包括：人机接口，用于对以下至少之一进行显示：所述信号互感器采集的所述开关量信号、所述数据接收器接收的所述预定阈值、所述中央处理器CPU确定的所述操作命令、所述自投操作处理模块所执行的所述自投操作处理结果。 

优选地，所述低压自投装置通过MODBUS-RTU现场总线与监控系统进行通信。 

优选地，该装置还包括故障锁，用于在检测到所述进线与母联断路器出现脱扣分断时，对所述进线与母联断路器进行锁定。 

优选地，该装置还包括自检模块，用于对所述信号互感器、所述数据接收器、所述中央处理器CPU，以及所述自投操作处理模块进行自检，并在自检发生故障时发出报警。 

优选地，所述低压自投装置应用的电压为0.4kV。 

优选地，所述信号互感器、所述数据接收器、所述中央处理器CPU，以及所述自投操作处理模块集成于统一芯片。 

通过本实用新型，采用信号互感器，用于采集进线与母联断路器的开关量信号；数据接收器，用于接收用户输入的执行预定功能的预定阈值；中央处理器CPU，用于依据采集到的所述开关量信号，以及所述预定阈值确定执行所述预定功能的操作命令；自投操作处理模块，用于依据所述操作命令对所述进线与母联断路器执行自投操作处理，解决了相关技术中，由于PLC型低压自投装置是由各种电流电压模块、电容器、继电器、电源模块等作为PLC控制器的外围设备输入输出元件，相对来说设备组合的可靠性、稳定性较差的问题，进而达到了有效提高供电可靠性，提升用户用电满意度的效果。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中： 

图1是根据本实用新型实施例的低压自投装置的结构框图； 

图2是根据本实用新型实施例的低压自投装置的优选结构框图一； 

图3是根据本实用新型实施例的低压自投装置中自投操作处理模块18的优选结构框图； 

图4是根据本实用新型实施例的低压自投装置的优选结构框图二； 

图5是根据本实用新型实施例的低压自投装置的优选结构框图三； 

图6是根据本实用新型实施例的低压自投装置的优选结构框图四。 

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 

在本实施例中提供了一种低压自投装置，图1是根据本实用新型实施例的低压自投装置的结构框图，如图1所示，该结构包括： 

信号互感器12，用于采集进线与母联断路器的开关量信号；数据接收器14，用于接收用户输入的执行预定功能的预定阈值；中央处理器CPU16，连接至上述信号互感器12和数据接收器14，用于依据采集到的开关量信号，以及预定阈值确定执行预定功能的操作命令；自投操作处理模块18，连接至上述中央处理器CPU16，用于依据操作命令对进线与母联断路器执行自投操作处理。 

通过该装置，可以根据需要随时更改预定阈值，依据用户输入的执行预定功能的预定阈值执行相应的预定功能，满足了灵活多变的数据处理，不仅有效解决了相关技术中，由于PLC型低压自投装置是由各种电流电压模块、电容器、继电器、电源模块等作为PLC控制器的外围设备输入输出元件，相对来说设备组合的可靠性、稳定性较差的问题，进而达到了有效提高供电可靠性，提升用户用电满意度的效果。 

图2是根据本实用新型实施例的低压自投装置的优选结构框图一，如图2所示，该装置除包括图1所示的所有模块外，还包括：功能开关22，下面对该功能开关进行说明。 

功能开关22，连接至上述中央处理器CPU16，用于切换至预定功能，需要说明的是，该功能开关可以是一个或多个，或是一种或多个，并且对开关的类型并没有特殊要求，相对于相关技术中只能用一些进口的基于脉冲信号的开关，对于国内生产的电磁铁吸合的开关也可以使用。 

图3是根据本实用新型实施例的低压自投装置中自投操作处理模块18的优选结构框图，如图3所示，该自投操作处理模块18包括以下至少之一：自投处理单元30、自复处理单元32、合环及选跳处理单元34、过负荷联切处理单元36、故障记录录波处理单元38，下面对该自投操作处理模块18进行说明。 

自投处理单元30，用于执行自投功能，为当信号互感器检测到进线失电且非电网闪路时，在经预定延时后将进线断路器分断，以及将母联断路器接通，由除进线的其它进线进行供电；自复处理单元32，用于执行自复功能，当失电的进行恢复正常供电时，在经预定延时后分断母联断路器，以及将进线断路器接通正常供电；合环及选跳处理单元34，用于执行合环及选跳功能，对合环电流的大小进行监测，在合环电流超过预定电流阈值时，依据预定选掉方式选择进线与母联断路器的断开；过负荷联切处理单元36，用于执行过负荷联切功能，在自投处理后检测总负荷，当总负荷超过预定值时，延时跳开母联断路器；故障记录录波处理单元38，用于执行故障记录录波功能，用于记录当前发生的故障，以及低压自投装置所完成的自投处理及保护动作录波。 

图4是根据本实用新型实施例的低压自投装置的优选结构框图二，如图4所示，该装置除包括图1所示的所有模块外，还包括人机接口42，下面对该人机接口42进行说明。 

人机接口42，连接至上述信号互感器12、数据接收器14、中央处理器CPU16和自投操作处理模块18，用于对以下至少之一进行显示：信号互感器12采集的开关量信号、数据接收器14接收的预定阈值、中央处理器CPU16确定的操作命令、自投操作处理模块18所执行的自投操作处理结果。 

优选地，该低压自投装置通过MODBUS-RTU现场总线与监控系统进行通信。 

图5是根据本实用新型实施例的低压自投装置的优选结构框图三，如图5所示，该装置除包括图1所示的所有模块外，还包括故障锁52，位于上述中央处理器CPU16中，用于在检测到进线与母联断路器出现脱扣分断时，对进线与母联断路器进行锁定。 

图6是根据本实用新型实施例的低压自投装置的优选结构框图四，如图6所示，该装置除包括图1所示的所有模块外，还包括自检模块62，下面对该自检模块62进行说明。 

自检模块62，连接至上述信号互感器12、数据接收器14、中央处理器CPU16和自投操作处理模块18，用于对信号互感器12、数据接收器14、中央处理器CPU16，以及自投操作处理模块18进行自检，并在自检发生故障时发出报警。 

优选地，低压自投装置应用的电压为0.4kV。另外，为了实现低压自投装置的结构简便，安装便捷，将该装置所涉及到的信号互感器12、数据接收器14、中央处理器CPU16，以及自投操作处理模块18集成于统一芯片。 

为提高居民供电可靠性，减少计划检修停电时间，已在运行管理的小区配电室陆续推行PLC型低压自投装置，用来实现在计划停电检修时不停电倒闸操作。在PLC低压备自投装置投入使用前，如运行人员在检修1#变压器时，需将4#母线主进断路器先分闸，再将母联断路器合闸，由2#变压器带全部低压负荷，这种操作程序中，需运行人员逐级向调度部门要令后核对操作票进行操作。PLC低压备自投装置开始投入使用，该装置将所有倒闸操作的命令作为固定程序输入可编程控制器中，由PLC装置自行进行倒闸判断操作。在PLC倒闸操作时，如运行人员在检修1#变压器，PLC装置将采集合环电流，当其不大于设定值时，先合闸母联断路器，此时两台变压器将短时并联运行，0s后PLC命令4#母线主进断路器分闸，由2#变压器带全部低压负荷。这种操作程序中，实现了低压不停电倒闸作业，大大提高了供电可靠性，减少停电时间。然而由于设备组合的可靠性、稳定性较差，因而并不能完全有效地发挥出PLC低压备自投装置的优势，基于此，在本实施例中，基于继电保护的低压自投装置，可以有效的解决以上问题，真正实现故障快速恢复，实现了低压不停电倒闸作业，大大提高供电可靠性。 

表1是本实施例的低压多功能备自投装置与PLC型备自投主要功能对比表，如表1所示，，本装置性能已全面超越PLC型备自投装置；尤其是本装置实时显示测量数据，断路器位置状态，为分析判断配电室低压运行、装置工作状态提供了极大方便；可以根据用户需求随时更改定值；装置具有CPU、A/D、RAM、FLASH等主要电路自检，出口自检到光电隔离管脚，因此装置具有较高的可靠性和稳定性，可以全面替代PLC型备自投装置。 

表1 

通过执行对应的功能操作实现对应功能，下面简单进行说明： 

1）低压自投装置根据采集的开关量信号，通过相关程序完成自投逻辑判断、执行分、合闸操作命令，可实现两路进线及母联断路器的电气联锁、故障掉闸时的闭锁、分合闸操作延时时间可调等功能。 

2）低压自投装置在电源处于任何状态应保证稳定、可靠。如两路进线均失电，自投控制装置应保持失电前进线及母联断路器的分合位置；恢复供电后自投控制装置应自动恢复失电前的工作状态。 

3）当进线及母联断路器任一台出现故障掉闸，由低压自投装置发出信号，锁定进线及母联断路器禁止合闸。 

4）低压自投装置安装于低压母联柜二次仪表室内，可实现串口通讯功能，上传自投投退及自投动作信号。 

5）在需要进行合环操作的情况下，由低压自投装置实现，通过合环选掉转换开关选掉三个主开关。 

本实施例所提供的低压自投装置性能全面超越以住PLC型备自投装置；尤其是本装置可实时显示测量数据，断路器位置状态，为分析判断配电室运行、装置工作状态提供了极大方便；可以根据用户需求随时更改定值；装置具有CPU、A/D、RAM、FLASH等主要电路自检，出口自检到光电隔离管脚，因此装置具有较高的稳定性和可靠性，可以全面替代PLC型低压备自投装置。 

通过将继电保护装置运行在0.4kV电压等级中，并且将PLC型低压自投装置的元器件组合的模式改为集成型，不仅结构简单，安装便捷，具备大批量工业化生产的能力，大大减少小区配电室0.4kV侧的停电时间，将供电可靠性进一步提升，不仅解决了目前市场普遍存在继电器搭接方式，无合环功能。其缺点继电器为硬触点，稳定性不好，并且不能将信息上传实现自动化远控功能，以及PLC型低压自投装置能够实现合环、自投自复、自投手复、手动、停用四种状态选择，但设备稳定性较差的问题，将继电器与PLC型低压自投装置结合，不仅解决了两者各自所存在的缺陷，而且有效提高了居民用电满意度。 

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型不限制于任何特定的硬件和软件结合。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种低压自投装置，其特征在于，包括： 

信号互感器，用于采集进线与母联断路器的开关量信号； 

数据接收器，用于接收用户输入的执行预定功能的预定阈值； 

中央处理器CPU，用于依据采集到的所述开关量信号，以及所述预定阈值确定执行所述预定功能的操作命令； 

自投操作处理模块，用于依据所述操作命令对所述进线与母联断路器执行自投操作处理。 

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：功能开关，用于切换至所述预定功能。 

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述自投操作处理模块包括以下至少之一： 

自投处理单元，用于执行自投功能，为当所述信号互感器检测到进线失电且非电网闪路时，在经预定延时后将所述进线断路器分断，以及将母联断路器接通，由除所述进线的其它进线进行供电； 

自复处理单元，用于执行自复功能，当失电的进行恢复正常供电时，在经预定延时后分断母联断路器，以及将所述进线断路器接通正常供电； 

合环及选跳处理单元，用于执行合环及选跳功能，对合环电流的大小进行监测，在所述合环电流超过预定电流阈值时，依据预定选掉方式选择所述进线与母联断路器的断开； 

过负荷联切处理单元，用于执行过负荷联切功能，在自投处理后检测总负荷，当所述总负荷超过预定值时，延时跳开母联断路器； 

故障记录录波处理单元，用于执行故障记录录波功能，用于记录当前发生的故障，以及所述低压自投装置所完成的自投处理及保护动作录波。 

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：人机接口，用于对以下至少之一进行显示： 

所述信号互感器采集的所述开关量信号、所述数据接收器接收的所述预定阈值、所述中央处理器CPU确定的所述操作命令、所述自投操作处理模块所执行的所述自投操作处理结果。 

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述低压自投装置通过MODBUS-RTU现场总线与监控系统进行通信。 

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括故障锁，用于在检测到所述进线与母联断路器出现脱扣分断时，对所述进线与母联断路器进行锁定。 

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括自检模块，用于对所述信号互感器、所述数据接收器、所述中央处理器CPU，以及所述自投操作处理模块进行自检，并在自检发生故障时发出报警。 

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述低压自投装置应用的电压为0.4kV。 

9.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述信号互感器、所述数据接收器、所述中央处理器CPU，以及所述自投操作处理模块集成于统一芯片。