CN204271609U - 10kV智能用户分界开关控制器 - Google Patents

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赵佩珍
刘兵
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Abstract

本实用新型涉及一种10kV智能用户分界开关控制器,包括开关本体、电气参数测量装置和智能控制器,开关本体采用真空断路器,电气参数测量装置包括零序电流互感器、线路电流互感器和线路电压互感器,智能控制器包括相互间通信连接的本地控制器和手持终端,本地控制器包括核心控制单元和与其连接的交流信号采样模块、开入开出回路、人机接口模块、信息存储模块、实时时钟模块、GPRS无线模块,智能控制器通过所述交流信号采样模块与电气参数测量装置的输出端连接,通过所述开入开出回路与开关本体的动作驱动输入端连接。本实用新型在用户终端出现故障时能自动迅速有效地切断用户和配电网络的连接,避免对其他用户产生不利影响或使故障扩大化。

Description

10kV智能用户分界开关控制器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种用户分界开关控制器,具有自动控制和继电保护功能,可自动处理单相的接地故障和相间的短路故障,确保电源线和干线相邻的非故障用户的安全性和可靠性不受影响。
背景技术
[0002] 电力系统主干网的建设成为了电力系统的主要工作,在新一轮城市电网改造后的电力系统中主干电缆事故率有了明显的下降,但用户终端的故障率明显上升,很多重大事故的责任纠纷都是因为单个用户的故障处理不当而延及到整条线路从而导致事故进一步扩大。
[0003] 在1kV配电网的很多用户支线入口的地方存在着大量需要人工操作的柱上和隔离开关。这些开关主要用于电力线路的正常开通与关断,本身没有自动隔离用户一侧事故和自动断开开关的作用。所以如果位于支线上的用户侧一旦发生了故障(在这主要指单相的接地故障)就可能会影响到主干网络,进而造成大范围的停电事故。
实用新型内容
[0004] 为了克服现有技术下的上述缺陷,本实用新型的目的在于提供一种1kV智能用户分界开关控制器,在用户终端出现故障时自动迅速有效地切断用户和配电网络的连接,即自动将故障用户与电网隔离,避免对其他用户产生不利影响或使故障扩大化。
[0005] 本实用新型的技术方案是:
[0006] 一种1kV智能用户分界开关控制器,包括开关本体、电气参数测量装置和智能控制器,所述电气参数测量装置的输出端接入所述智能控制器,所述智能控制器的控制输出端连接所述开关本体的动作驱动输入端。
[0007] 所述开关本体优选采用真空断路器。
[0008] 所述电气参数测量装置包括电流测量装置和电压测量装置,所述电流测量装置可以为零序电流互感器和/或线路电流互感器,所述电压测量装置可以为线路电压互感器。
[0009] 所述智能控制器包括相互间通信连接的本地控制器和手持终端,所述电气参数测量装置和所述开关本体连接在所述本地控制器上。
[0010] 所述本地控制器包括核心控制单元和与其连接的交流信号采样模块、开入开出回路、人机接口模块、信息存储模块、实时时钟模块、GPRS无线模块,所述智能控制器通过所述交流信号采样模块与所述电气参数测量装置的输出端连接,通过所述开入开出回路与所述开关本体的动作驱动输入端连接。
[0011] 所述核心控制单元和手持终端之间无线连接。
[0012] 所述核心控制单元内部集成了 ZigBee无线模块,并通过该模块与所述手持终端之间ZigBee无线通信连接。
[0013] 所述核心控制单元经由RS232接口芯片连接有调试用RS232接口。
[0014] 所述核心控制单元优选采用双CPU结构,即包括主控芯片和辅助处理器芯片,ZigBee无线模块集成在所述辅助处理器芯片,人机接口模块连接于所述辅助处理器芯片,与所述核心控制单元连接的其余模块或电路连接于所述主控芯片。
[0015] 所述手持终端的操作面板上可以设有液晶窗口、LED显示窗口和若干个按键。
[0016] 本实用新型的有益效果为:本实用新型集开关和开关的智能控制于一身,具有保护和自动监控功能。当用户终端出现故障,智能控制器控制开关本体迅速有效地切断用户和配电网络,确保安全,保证电网经济可靠运行,这不仅有利于提高供电部门的故障处理水平,也有利于尽快建立起配电网管理系统,从而有效地为用户提供稳定,可靠的电力。采用本实用新型能够提高供电的可靠性,减少事故的发生率,减小停电范围,准确地确定事故责任方。
附图说明
[0017] 图1是本实用新型的结构原理图;
[0018] 图2是本实用新型的智能控制器的一个实施例的硬件结构示意图;
[0019] 图3是本实用新型的核心控制单元的一个实施例的硬件连接示意图;
[0020] 图4是本实用新型的一个实施例的手持终端操作面板示意图。
具体实施方式
[0021] 本实用新型公开了一种1kV智能用户分界开关控制器,如图1、2、3所示,包括开关本体、电气参数测量装置和智能控制器,所述电气参数测量装置的输出端接入所述智能控制器,所述智能控制器的控制输出端连接所述开关本体的动作驱动输入端,这二者间用控制电缆来连接。在如图1所示的实施例中,所述开关本体采用真空断路器。所述电气参数测量装置包括电流测量装置和电压测量装置,所述电流测量装置可以为零序电流互感器和/或线路电流互感器,所述电压测量装置可以为线路电压互感器。所述开关本体用于断开或接通电网与用户间的连接,所述零序电流互感器、线路电流互感器、线路电压互感器分别用于采集配电网的零序电流、线路电流和电压。
[0022] 所述真空断路器的分合闸是通过智能控制器在检测到过流电流之后先经过一段时间的延时,如果经过这段时间的延时后确认为过流的故障以后,智能型控制器输出分闸命令使真空断路器自动断开,从而避免了过流故障的发生。如果是变电站和电力馈线上的其它用户发生了停电,为了不至于由于这些短暂的瞬态故障令大量的电力用户发生长时间的停电事故而使得供电的可靠程度大大降低,在智能型控制器动作以后,还需要对真空断路器进行重合操作。
[0023] 所述智能控制器包括相互间通信连接的本地控制器和手持终端,所述电气参数测量装置和所述开关本体连接在所述本地控制器上。本地控制器负责从各互感器中采样得到电流、电压参数,进行数据处理和故障判断进而控制真空断路器分、合闸,手持终端用于本地无线连接所述本地控制器,实现定值修改和显示以及遥控本地控制器进行分、合闸操作。
[0024] 所述智能控制器的核心算法是自适应测频算法,以确保能准确地测量线路的电压、电流信号。所述智能控制器对单相接地故障的检测是利用零序方向原理进行的接地故障判断。所述智能控制器对相间短路故障的处理原理是采集真空断路器内部的线路电流互感器引出的A相电流和C相电流,并将其与之前已经设定好的数值进行比较,以此来判断系统是否发生了电力故障并存储相间短路故障的状态,智能控制器输出关断命令从而令真空断路器自动关断。
[0025] 所述本地控制器包括核心控制单元和与其连接的交流信号采样模块、开入开出回路、人机接口模块、信息存储模块、实时时钟模块、GPRS无线模块,所述智能控制器通过所述交流信号采样模块与所述电气参数测量装置的输出端连接,通过所述开入开出回路与所述开关本体的动作驱动输入端连接。其中,GPRS模块能与远程控制中心交换信息,对电力的线路和整个系统进行有效实时的监测,从而使供电的可靠性得到提高。
[0026] 所述核心控制单元和手持终端之间无线连接。
[0027] 所述核心控制单元内部集成了 ZigBee无线模块,并通过该模块与所述手持终端之间ZigBee无线通信连接。
[0028] 所述核心控制单元经由RS232接口芯片连接有调试用RS232接口。
[0029] 所述核心控制单元是各个功能模块的通信纽带和信息交互中心,优选采用双CPU结构,即包括主控芯片和辅助处理器芯片,ZigBee无线模块集成在所述辅助处理器芯片,人机接口模块连接于所述辅助处理器芯片,与所述核心控制单元连接的其余模块或电路连接于所述主控芯片。所述人机接口模块包括按键模块和信息显示模块。所述本地控制器还设有用于为本地控制器内各模块供电的电源模块,例如电池。
[0030] 所述手持终端的操作面板(参见图4)上可以设有液晶窗口、LED显示窗口和若干个按键。其中Fl为“搜索/发送〃按键,用来搜寻本地控制器设备,和F2配合使用可以用来发送数据;F2为“连接/功能〃按键,可以单独使用以连接搜索到的本地控制器设备,也可以和其他按键配合使用;F3为“合闸”按键,用来给本地控制器设备发送合闸命令,使真空断路器合闸,需与F2配合使用;F4为“分闸"按键,用来给本地控制器设备发送分闸命令,使真空断路器分闸,需与F2配合使用。
[0031] 本实用新型具有无线通信、三次重合闸、电流保护、自动监测和控制、继电保护等功能,能自动处理单相的接地故障和相间的短路故障,确保电源线和干线相邻的非故障用户的安全性和可靠性都不受影响,因此能较好地解决配电自动化改造过程中的现实问题,对整个配网系统具有十分重要的作用。

Claims (10)

1.一种1kV智能用户分界开关控制器,包括开关本体,其特征在于还包括电气参数测量装置和智能控制器,所述电气参数测量装置的输出端接入所述智能控制器,所述智能控制器的控制输出端连接所述开关本体的动作驱动输入端。
2.如权利要求1所述的1kV智能用户分界开关控制器,其特征在于所述开关本体为真空断路器。
3.如权利要求1所述的1kV智能用户分界开关控制器,其特征在于所述电气参数测量装置包括电流测量装置和电压测量装置,所述电流测量装置为零序电流互感器和/或线路电流互感器,所述电压测量装置为线路电压互感器。
4.如权利要求1、2或3所述的1kV智能用户分界开关控制器,其特征在于所述智能控制器包括相互间通信连接的本地控制器和手持终端,所述电气参数测量装置和所述开关本体连接在所述本地控制器上。
5.如权利要求4所述的1kV智能用户分界开关控制器,其特征在于所述本地控制器包括核心控制单元和与其连接的交流信号采样模块、开入开出回路、人机接口模块、信息存储模块、实时时钟模块、GPRS无线模块,所述智能控制器通过所述交流信号采样模块与所述电气参数测量装置的输出端连接,通过所述开入开出回路与所述开关本体的动作驱动输入端连接。
6.如权利要求5所述的1kV智能用户分界开关控制器,其特征在于所述核心控制单元和手持终端之间无线连接。
7.如权利要求6所述的1kV智能用户分界开关控制器,其特征在于所述核心控制单元内部集成了 ZigBee无线模块,并通过该模块与所述手持终端之间ZigBee无线通信连接。
8.如权利要求5所述的1kV智能用户分界开关控制器,其特征在于所述核心控制单元经由RS232接口芯片连接有调试用RS232接口。
9.如权利要求5所述的1kV智能用户分界开关控制器,其特征在于所述核心控制单元采用双CPU结构,即包括主控芯片和辅助处理器芯片,ZigBee无线模块集成在所述辅助处理器芯片,人机接口模块连接于所述辅助处理器芯片,与所述核心控制单元连接的其余模块或电路连接于所述主控芯片。
10.如权利要求4所述的1kV智能用户分界开关控制器,其特征在于所述手持终端的操作面板上设有液晶窗口、LED显示窗口和若干个按键。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105353238A (zh) * 2016-01-06 2016-02-24 国网山东省电力公司日照供电公司 一种10kV分界型自动化终端用模拟开关及实现方法
CN109212375A (zh) * 2018-09-27 2019-01-15 能电气有限公司 一种低压电能计量箱线路故障智慧用电界定探测器

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PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
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Denomination of utility model: A 10kV intelligent user boundary switch controller

Effective date of registration: 20180803

Granted publication date: 20150415

Pledgee: Zhongguancun Beijing technology financing Company limited by guarantee

Pledgor: Beijing Hyliton Power Technology Co., Ltd.

Registration number: 2018990000645

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