CN204481573U - 一种低压馈线单元负荷可定制电力智能终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低压馈线单元负荷可定制电力智能终端，包括：壳体以及设置于壳体内部的硬件主体，所述壳体上设置有显示屏；所述硬件主体包括：负荷信息采集装置、控制器、通信模块、保护电路和存储器；所述控制器分别与负荷信息采集装置、通信模块、保护电路和存储器电连接。负荷信息采集装置采集低压用电端的用电数据，然后通过通信模块发送到远方控制端，远方控制端根据实时检测的低压用户数据进行电力负荷定制，并将需要进行的控制命令通过通信模块发送给电力智能终端。电力智能终端根据该控制命令控制保护电路进行相应的保护操作，从而满足不同用户对负荷容量的要求，减少负荷过载的发生，降低线路故障率。

Description

一种低压馈线单元负荷可定制电力智能终端

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，尤其涉及一种低压馈线单元负荷可定制电力智能终端。

背景技术

随着我国经济发展脚步的加快，电力工业成为支持工商业、农业、服务业等各个领域发展的重要基础设施。我国现代化进程对电力发展提出更高的要求。

在当前城市配网低压大用户终端上，由于智能电表主要功能还是精确计量和收费，其采用的电流互感器在一定工作电流范围是高精度的，在这个范围之外则存在一定的测量饱和，不能十分精确的实现负荷调节控制。另外该智能电表也很难解决低压负荷的断零、缺相及三相不平衡等集成化的保护管理，所以需要开发面向公变用户群的低压大用户可定制电力智能终端，可以根据用户的实际用电负荷量对其用户端设置相应的负荷容量，并对配网线路采取相应的保护措施。

发明内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种低压馈线单元负荷可定制电力智能终端，能根据用户的实际用电负荷量对其用户端设置相应的负荷容量，并对配网线路采取相应的保护措施。

本实用新型是这样来实现上述目的的：

一种低压馈线单元负荷可定制电力智能终端，包括：壳体以及设置于壳体内部的硬件主体，所述壳体上设置有显示屏；所述硬件主体包括：负荷信息采集装置、控制器、通信模块、保护电路和存储器；所述控制器分别与负荷信息采集装置、通信模块、保护电路和存储器电连接。

其中，所述负荷信息采集装置包括电压互感器以及电流互感器，电压互感器及电流互感器的输出端与A/D采样芯片连接，A/D采样芯片与控制器的相应输入端相连。

其中，所述保护电路包括负荷过载保护电路，其由超负荷预警电路和重合锁定保护电路组成。

其中，所述保护电路还包括短路保护电路、单相高阻接地保护电路、三相不平衡保护电路、三相断零保护电路及缺相保护电路。

其中，所述通信模块包括载波通讯单元、GPRS通讯单元、RS485通讯单元或光纤通讯单元中的一种或多种。

其中，所述RS485通讯单元包括通讯转换器；所述通讯转换器为RS485转GPRS通讯型、RS485转载波通讯型或RS485转光纤通讯型中的一种或两种。

其中，所述RS485通讯单元还包括光电隔离器。

其中，所述硬件主体还包括用于提供备用电源的电源模块。

其中，所述电源模块包括防雷装置。

其中，所述壳体上设有便于固定安装的安装耳。

本实用新型的有益效果是：低压馈线单元负荷可定制电力智能终端，负荷信息采集装置采集低压用电端的电压、电流、功率、功率因数、零序电流、零序电压、有功电量、无功电量及电压不平衡率，将采集后的用电数据通过通信模块发送到远方控制端，远方控制端根据实时检测的低压用户数据进行电力负荷定制，并将需要进行的控制命令通过通信模块发送给电力智能终端。电力智能终端根据该控制命令控制保护电路进行相应的保护操作，从而满足不同用户对负荷容量的要求，减少负荷过载的发生，降低线路故障率。因此，本实用新型可以根据用户的实际用电负荷量对其用户端设置相应的负荷容量，并对配网线路采取相应的保护措施。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的硬件主体的电路原理框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，图1是本实用新型提供的低压馈线单元负荷可定制电力智能终端的一种实施例的结构示意图。该装置包括：壳体1以及设置于壳体1内部的硬件主体，壳体1上设置有显示屏12。

参见图2，图2是本实用新型提供的硬件主体的一种实施例的结构示意图。如图2所示，硬件主体包括：负荷信息采集装置、控制器202、通信模块203和保护电路204。控制器202分别与负荷信息采集装置、通信模块203、保护电路204和存储器205电连接。

在本实施例中，负荷信息采集装置包括用于实时采集电压信息的电压互感器及用于实时采集电流信息的电流互感器，电压互感器及电流互感器通过A/D采样芯片转换为数字信号后传输给控制器202。负荷信息采集装置用于采集低压用电端的电压、电流、功率、功率因数、零序电流、零序电压、有功电量、无功电量及电压不平衡率等数据。

需要说明的是，电压互感器及电流互感器是并行接入公变低压出线的，其不会影响原有的配电线路布局；另外，负荷信息采集装置还包括有用于采集数据信息的零序电流互感器及零序电压互感器。

在本实施例中，控制器202采用频率高达100M的高速微处理器芯片作为核心运算单元，其运算速度快，可靠性高，抗干扰性强。

在本实施例中，通信模块203可实现该装置与远方中心控制器及用户端之间的双向互动，实现智能化遥测、遥控、遥信及遥调，将负荷信息采集装置采集的数据发送远程中心控制器，以供中心控制器根据用户当前的实际负荷，定制相应的负荷调节策略。

更佳地，所述通讯模块203包括载波通讯单元、GPRS通讯单元、RS485通讯单元或光纤通讯单元中的一种或多种。可根据使用场所的不同可选择设置不同的通讯单元，以便更好的适应各种环境的通讯要求。

需要说明的是，RS485通讯单元支持开放式的通信协议，包括Modbus及Profibus通信协议，其通讯波特率范围宽广，1200~19200bps(Modbus)可设定，9.6k~12Mbps(Profibus)自适应；所有测量值和参数、保护信息均能通过远方通讯进行读取，便于构成高效经济的保护测控网络；通信转换器主要负责RS485通信链路与GPRS无线通信、载波通信及光纤通信之间的转换，使得该公用变压器低压大用户负荷信息采集装置与中心控制端能方便实现多种通信链路的无缝链接。

更佳地，所述RS485通讯单元还包括光电隔离器。

需要说明的是，光电隔离器可减少周围环境对通讯信号的干扰，提高通讯的稳定性。

在本实施例中，保护电路204包括：短路保护电路、过载保护电路、单相高阻接地保护电路、三相不平衡保护电路、三相断零保护电路及缺相保护电路。保护电路204用于短路保护、过载保护、单相高阻接地保护、三相不平衡保护、三相断零保护及缺相保护；当单相阻抗小于设定值时，另外两相正常，判断为单相高阻接地；当检测到输入的电流信号相差一定值时，判断为相不平衡保护；当检测到输入的零序电压达到一定值时且零序无流判断为断零保护；当检测到输入保护装置的电压信号不一致并相差一定定值时，判断为缺相。

在本实例中，短路保护电路采用三相塑壳断路器作为主要的低压断路器，在低压出线继电保护上用的很多。当出线分路的某单相接地出现短路电流、相间短路及三相短路时，断路器将流过很大的电流，使断路器立即跳开，断路器都是同期切断该分路的全部三相。由于断路器的断开时间，是跟断路器的特性与电流的大小有关系的，所以当发生短路电流时，断路器断开的安全及可靠性不够高。为了获得线路更高的安全性及可靠性，控制器采用短路保护，其短路跳闸电流的大小可以设定，这样就可以通过设定其动作定值，提高其安全可靠性。

在本实施例中，过载保护电路包括超负荷预警电路和重合锁定保护电路。其中，超负荷预警电路用于当用户实际用电量超出申报用电负荷时，给出超负荷运行预警提示，确保用户在设定申报负荷内安全用电运行。当用户收到超负荷运行预警提示信号后，迅速将自己的运行负荷调整申报负荷以内，用电恢复正常。当用电用户在使用负荷超出申报设定用电容量时，超负荷预警电路可按预置申报额定容量发出超负荷预警信号，知会用户迅速将负荷调整到安全运行状态。确保用电安全运行。重合锁定保护电路用于当用户收到超负荷运行预警提示信号后，不调整用电负荷，继续超申报负荷运行时，将通过间歇停电敦促用户调整用电负荷及主动到供电部门申报办理调增负荷。当用户持续超申报负荷运行，本重合锁定保护电路将作出锁定断电停止供电功能，待用户到供电部门办理增容手续后，由供电部门派员到现场恢复送电工作。

在本实例中，单相高阻接地保护电路用于防止因高阻对地短路造成用电安全事故隐患的发生。当用于供配电输电的线路，由于不可抗力因素造成馈电线路单相高阻对地短路时，会形成单相电压下降，致使三相电压不平衡度≥15%，此刻单相高阻接地保护电路将分路电源强制撤出电网运行，确保用电设施安全。

在本实施例中，断零保护电路用于当出线的零线发生断路时，分断该分路的三相供电，防止大量烧毁用电设备，避免大面积停电。供配电网区域分路系统断零(N)后由于各相负荷不均，会造成各相相位偏移，导致相电压差大于额定电压>10%幅值，当系统相电压偏差≥13%时，低压馈线单元负荷可定制电力智能终端瞬即发出电压差动保护功能指令作用，将分路断零回路系统强制撤出电网运行。确保用电用户所有用电设施不致因系统断零回路而烧毁，保障用电安全。

在本实施例中，缺相保护电路用于当缺相引起的三相不平衡时，分断该分路的三相供电，防止分路缺相造成更大的事故和电能损耗，同时保护用电设备的安全。

在本实施例中，存储器205将采集的数据信息进行存储，以便后期查询。

作为本实施例的一种举例，硬件主体还包括用于提供备用电源的电源模块。电源模块是直接从负荷线路取电，当负荷线路发生局部故障时，电源模块直接从负荷线路取的电经过交直流转换降压后直接给负荷信息采集装置、控制器202、通信模块203、保护电路204和存储器205提供稳定的电源；负荷线路局部故障包括负荷线路发生单相或两相接地故障、负荷线路发生两相相间断路故障、负荷线路发生断零故障及负荷线路发生单相或两相缺相故障。

更佳地，电源模块包括防雷装置。防雷装置可避免电源模块遭受雷电损坏，确保负荷线路发生局部故障时，电源模块可正常工作，使故障不再扩张，将损失最大程度的减小。

在本实施例中，壳体1上设有便于固定安装的安装耳13。壳体1上的安装耳13有便于实现挂壁式安装，使该可定制低压大用户智能用电装置安装在较安全、便捷的地方。

由上可见，本实用新型实施例提供的低压馈线单元负荷可定制电力智能终端，负荷信息采集装置采集低压用电端的电压、电流、功率、功率因数、零序电流、零序电压、有功电量、无功电量及电压不平衡率，将采集后的用电数据通过通信模块发送到远方控制端，远方控制端根据实时检测的低压用户数据进行电力负荷定制，并将需要进行的控制命令通过通信模块发送给电力智能终端。电力智能终端根据该控制命令控制保护电路进行相应的保护操作，从而满足不同用户对负荷容量的要求，减少负荷过载的发生，降低线路故障率。因此，本实用新型可以根据用户的实际用电负荷量对其用户端设置相应的负荷容量，并对配网线路采取相应的保护措施。

进一步的，保护电路能针对短路、过载、单相高阻接地、三相不平衡、三相断零及缺相等情况进行保护，进一步降低故障率及将故障损失降低到最小。

进一步的，所述通讯模块包括载波通讯单元、GPRS通讯单元、RS485通讯单元或光纤通讯单元中的一种或多种，其可根据不同的场所选择合适的通讯方式实现与远方中心控制端及用户端之间的双向互动，以满足各种使用场所的通讯要求。

进一步的，硬件主体还包括用于提供备用电源的电源模块，其可确保配网发生局部故障时，该可定制低压大用户智能用电装置仍可正常工作。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种低压馈线单元负荷可定制电力智能终端，其特征在于：包括：壳体以及设置于壳体内部的硬件主体，所述壳体上设置有显示屏；所述硬件主体包括：负荷信息采集装置、控制器、通信模块、保护电路和存储器；所述控制器分别与负荷信息采集装置、通信模块、保护电路和存储器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种低压馈线单元负荷可定制电力智能终端，其特征在于：所述负荷信息采集装置包括电压互感器以及电流互感器，电压互感器及电流互感器的输出端与A/D采样芯片连接，A/D采样芯片与控制器的相应输入端相连。

3.根据权利要求1或2所述的一种低压馈线单元负荷可定制电力智能终端，其特征在于：所述保护电路包括负荷过载保护电路，其由超负荷预警电路和重合锁定保护电路组成。

4.根据权利要求3所述的一种低压馈线单元负荷可定制电力智能终端，其特征在于：所述保护电路还包括短路保护电路、单相高阻接地保护电路、三相不平衡保护电路、三相断零保护电路及缺相保护电路。

5.根据权利要求1所述的一种低压馈线单元负荷可定制电力智能终端，其特征在于：所述通信模块包括载波通讯单元、GPRS通讯单元、RS485通讯单元或光纤通讯单元中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的一种低压馈线单元负荷可定制电力智能终端，其特征在于：所述RS485通讯单元包括通讯转换器；所述通讯转换器为RS485转GPRS通讯型、RS485转载波通讯型或RS485转光纤通讯型中的一种或两种。

7.根据权利要求5所述的低压馈线单元负荷可定制电力智能终端，其特征在于：所述RS485通讯单元还包括光电隔离器。

8.根据权利要求1所述的低压馈线单元负荷可定制电力智能终端，其特征在于：所述硬件主体还包括用于提供备用电源的电源模块。

9.根据权利要求8所述的低压馈线单元负荷可定制电力智能终端，其特征在于：所述电源模块包括防雷装置。

10.根据权利要求8所述的低压馈线单元负荷可定制电力智能终端，其特征在于：所述壳体上设有便于固定安装的安装耳。