CN204905865U - 一种三相平衡高压费控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三相平衡高压费控装置，包括与电网进线相连接的专用组合互感器、与所述专用组合互感器输出端相连接的三相开关、多个与所述三相开关的换相开关模块、用于计量下级用户端的电量的计量电表、与所述计量电表相连接的费控模块以及与电网进线相连接的智能监控终端，电网进线经所述专用组合互感器和所述三相开关输出接入下级用户端电网，一旦智能监控终端检测到线路上出现三相不平衡，发送控制命令控制换相开关模块调整分支线路上的负荷使三相重新平衡。采用本实用新型的技术方案，由于在进线端增加智能监控终端，能够及时检测三相不平衡，并根据三相不平衡率控制换相开关模块调整线路负荷，从源头上制止用户端电气火灾的发生。

Description

一种三相平衡高压费控装置

技术领域

本实用新型涉及高压计量装置，尤其涉及一种具有三相平衡功能的高压费控装置。

背景技术

现有技术中，用于费控的高压计量装置通常直接与三相电进线相连接，一旦后级用户端的电气工程出现漏电、短路等故障，将会导致高压计量装置出现故障，甚至引发电气火灾。特别是某些电气工程因非正规安装,布线方式混乱,无防雷措施或防雷措施不合格，各种电气产品良莠不齐，配电箱安装不当，极易引发电气故障,导致电气火灾。如何实时有效的监控用户端的电气参数，及时调整线路中的三相不平衡，使三相用电电路重回三相平衡状态，从源头制止电气火灾的发生，保护人身安全，是本领域要解决的问题。

故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。

实用新型内容

有鉴于此，确有必要提供一种接线简单、具有三相平衡、防窃电、断路等功能的三相平衡高压费控装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型公开了一种三相平衡高压费控装置，包括与电网进线相连接的专用组合互感器、与所述专用组合互感器输出端相连接的三相开关、多个与所述三相开关的换相开关模块、用于计量下级用户端的电量的计量电表、与所述计量电表相连接的费控模块以及与电网进线相连接的智能监控终端，电网进线经所述专用组合互感器和所述三相开关输出接入下级用户端电网；

所述专用组合互感器与所述计量电表和所述费控模块相连接，为所述计量电表和所述费控模块提供供电；

所述费控模块与所述智能监控终端、所述计量电表、所述专用组合互感器以及所述三相开关相连接，所述费控模块根据所述智能监控终端的控制信息设置费控信息，并将该费控信息与所述计量电表的计量信息进行比较；当所述计量电表的计量信息超过所述费控信息，所述费控模块控制所述三相开关断开使下级用户端断电；

所述换相开关模块安装在下级用户端电网的各个分支线路上，用于调整分支线路上的负荷；

所述智能监控终端用于检测三相不平衡，一旦所述智能监控终端检测到线路上出现三相不平衡，发送控制命令控制所述换相开关模块调整分支线路上的负荷使三相重新平衡。

优选地，所述智能监控终端包括剩余电流互感器、信号放大模块、控制模块、现场通信模块和远程通信模块，所述剩余电流互感器套装在进线输入端，其感应输出端与所述信号放大模块相连接，所述控制模块与所述信号放大模块和所述现场通信模块相连接，所述现场通信模块与所述换相开关模块进行数据通信；所述控制模块检测所述剩余电流互感器的感应信息并根据该感应信息通过所述现场通信模块发送控制命令给所述换相开关模块；所述远程通信模块用于与远程控制中心进行数据通信。

优选地，所述智能监控终端还包括互感器连接检测装置，所述剩余电流互感器连接故障时，所述互感器连接检测装置将该故障信息发送给所述控制模块。

优选地，所述智能监控终端还包括UPS电源，所述UPS电源用于为所述智能监控终端提供供电。

优选地，所述剩余电流互感器为环形结构，电网进线从所述剩余电流互感器的环形区域穿过。

优选地，所述三相开关为真空断路器。

优选地，所述费控模块包括通信模块、主控模块和开关驱动模块，所述通信模块与所述计量电表和所述智能监控终端相连接；所述开关驱动模块与所述三相开关相连接，用于驱动所述三相开关使其导通或者断开；所述主控模块与所述通信模块和所述开关驱动模块相连接，用于根据所述通信模块接收的信息控制所述开关驱动模块。

优选地，所述主控模块为单片机。

优选地，所述现场通信模块为485现场通信模块、电力线载波现场通信模块或无线现场通信模块中的任一种。

优选地，所述远程通信模块为GPRS模块、3G模块或4G模块中的任一种

与现有技术相比较，本实用新型的一种本实用新型三相平衡高压费控装置，由于在进线端增加智能监控终端，能够及时检测三相不平衡，控制换相开关模块使三相电路重新三相平衡，从源头上制止用户端电气火灾的发生；同时可以通过智能监控终端预设费控信息，一旦预存电费不足，及时切断三相开关，无需人工处理，大大提高了效率。

附图说明

图1为本实用新型三相平衡高压费控装置的结构示意图。

图2为本实用新型三相平衡高压费控装置中智能监控终端的原理框图。

图3为本实用新型三相平衡高压费控装置中费控模块的原理示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型提供的一种本实用新型三相平衡高压费控装置作进一步说明。

参见图1，所示为本实用新型一种三相平衡高压费控装置的结构示意图，一种三相平衡高压费控装置，包括与电网进线相连接的专用组合互感器、与所述专用组合互感器输出端相连接的三相开关、多个与所述三相开关的换相开关模块、用于计量下级用户端的电量的计量电表、与所述计量电表相连接的费控模块以及与电网进线相连接的智能监控终端，电网进线经所述专用组合互感器和所述三相开关输出接入下级用户端电网；

所述专用组合互感器与所述计量电表和所述费控模块相连接，为所述计量电表和所述费控模块提供供电；

所述费控模块与所述智能监控终端、所述计量电表、所述专用组合互感器以及所述三相开关相连接，所述费控模块根据所述智能监控终端的控制信息设置费控信息，并将该费控信息与所述计量电表的计量信息进行比较；当所述计量电表的计量信息超过所述费控信息，所述费控模块控制所述三相开关断开使下级用户端断电；

所述三相开关为真空断路器；

所述换相开关模块安装在下级用户端电网的各个分支线路上，用于调整分支线路上的负荷；

所述智能监控终端安装在电网进线端，用于检测三相不平衡，一旦所述智能监控终端检测到线路上出现三相不平衡，发送控制命令控制所述换相开关模块调整分支线路上的负荷使三相重新平衡，从而能够从源头制止客户端电气火灾的发生。

上述换相开关模块的数量按实际分支线路的情况而定，每个分支线路上至少安装三个换相开关模块。换相开关模块的工作原理如下：一旦智能监控终端检测到线路中三相不平衡，会根据实际线路参数计算出每一相的不平衡率，比如A相线路用电负荷过重，智能监控终端发出控制命令给A相各支线上的换相开关模块，将其切换到B相线路和C相线路，从而使三相线路重新平衡。

参见图2，所示为本实用新型三相平衡高压费控装置中智能监控终端的原理框图，所述智能监控终端进一步包括剩余电流互感器、UPS电源、信号放大模块、控制模块、现场通信模块和远程通信模块，UPS电源用于为智能监控终端提供供电，所述剩余电流互感器为环形结构，套装在进线输入端，也即电网进线从所述剩余电流互感器的环形区域穿过，其感应输出端与所述信号放大模块相连接，所述控制模块与所述信号放大模块和所述现场通信模块相连接，所述现场通信模块与所述换相开关模块进行数据通信；所述控制模块检测所述剩余电流互感器的感应信息并根据该感应信息通过所述现场通信模块发送控制命令给所述换相开关模块；所述远程通信模块用于与远程控制中心进行数据通信。具体工作原理为：剩余电流互感器感应端输出微弱的电流感应信号，该电流信号与三相进线的相量成一定比例关系，当三相完全平衡时，其值为零。该电流信号经信号放大模块以一定比例放大后，控制模块采样该信号值，进而检测出剩余电流互感器的感应信号，当其超出一定阈值时，判断为三相不平衡，然后再根据各相线路的电气参数计算出每相的不平衡率，控制模块根据该信息通过现场通信模块发送控制命令给换相开关模块，从而使三相重新平衡。

剩余电流的检测原理如下：在电网中，若线路未发生触电和漏电故障，根据电磁感应原理可知，三相进线的相量和为零，磁通相量和等于零，互感器无感应电流输出，线路供电正常。当线路放生触电和漏电故障时，三相进线的相量和将不为零，磁通相量和也不为零，剩余电流互感器输出感应电流信号，经过信号放大模块和峰值检波模块变成稳定的电压信号输出给控制模块，控制模块根据接收到的信息判别出当前的漏电流状况，并与设定的阈值进行比较，若当前漏电值超过设定的阈值范围，表明当前漏电流偏大，线路处于危险状态，控制模块控制换相开关调节三相电路的平衡，从而达到漏电保护的目的。

参见图3，所示为费控模块的原理框图，费控模块进一步包括通信模块、主控模块和开关驱动模块，所述通信模块与所述计量电表和所述智能监控终端相连接；所述开关驱动模块与所述三相开关相连接，用于驱动所述三相开关使其导通或者断开；所述主控模块与所述通信模块和所述开关驱动模块相连接，用于根据所述通信模块接收的信息控制所述开关驱动模块。其工作原理如下：用户的预存电量资费通过远程控制中心设置，远程控制中心将设置命令发送到智能监控终端，智能监控终端再发送给费控模块，一旦电表电量达到或者超过用户预存电量资费，费控模块发送控制命令关断三相开关，切断用户电网用电。

在一种优选实施方式中，所述主控模块为单片机。

在一种优选的实施方式中，智能监控终端还包括互感器连接检测装置，剩余电流互感器连接故障时，互感器连接检测装置将该故障信息发送给控制模块。

由于本实用新型通过专用组合互感器为计量电表直接提供供电，进而无须外接电源或后备电源为计量电表提供供电，大大简化了线路接线，安装和后期维护更为简便。

在一种优选的实施方式中，计量电表中使用的计量电表为多功能电表，除计量功能外，还能够检测电压、电流、功率、功率因数等电参数，这些电参数都可以通过远程抄表终端发送至远程控制中心，远程控制中心经数据计算分析可监测出过压、过流等事故，进而发送控制信号给远程抄表终端输出跳闸信号至真空开关来切断供电回路，从而能够及时切断了支路供电，避免波及到上一级变电站，有效保护了整个供电线路的安全运行，有效避免了在运行中因线路出现过电压、过电流导致监控装置的损坏。

在一种优选实施方式中，智能监控终端内还设置有防窃电控制单元，所述防窃电控制单元用于监控非法窃电。包括设置在本实用新型三相平衡高压费控装置的箱门上的门禁开关，防窃电控制单元具有全方位防窃电的功能，结合上述技术方案，能够实现全方位窃电监控，从而杜绝窃电行为的发生。

在一种优选实施方式中，专用组合互感器包括电流互感器和电压互感器，与所述专用组合互感器相连接的进线以及与所述三相开关相连接的出线通过铠甲线缆进行接线，并在所述进线和出线两侧采用电缆锁扣固定。

在一种优选实施方式中，控制模块选用ATMEL公司AT90CAN系列单片机。AT90CAN系列单片机是基于AVRRISC结构的8位高性能、低功耗CMOS微处理器，内带CAN协议，操作简单，片上资源丰富，管脚充足，适用于设计各型基于CAN总线通讯的电气消防产品。

在一种优选实施方式中，由于智能监控终端和换相开关模块不是安装在同一个箱体内，因此，智能监控终端和换相开关模块采用总线的方式或者无线的方式连接。所述现场通信模块为485现场通信模块、电力线载波现场通信模块或无线现场通信模块中的任一种。

在一种优选实施方式中，远程通信模块为GPRS模块、3G模块或者4G模块中的任一种，用于与远程控制中心进行数据通信。智能监控终端通过远程通信模块将线路参数信息以及故障信息发送给远程控制中心，远程控制中心根据这些信息向智能监控终端发送控制命令。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种三相平衡高压费控装置，其特征在于，包括与电网进线相连接的专用组合互感器、与所述专用组合互感器输出端相连接的三相开关、多个与所述三相开关相连接的换相开关模块、用于计量下级用户端的电量的计量电表、与所述计量电表相连接的费控模块以及与电网进线相连接的智能监控终端，电网进线经所述专用组合互感器和所述三相开关输出接入下级用户端电网；所述专用组合互感器与所述计量电表和所述费控模块相连接，为所述计量电表和所述费控模块提供供电；所述费控模块与所述智能监控终端、所述计量电表、所述专用组合互感器以及所述三相开关相连接，所述费控模块根据所述智能监控终端的控制信息设置费控信息，并将该费控信息与所述计量电表的计量信息进行比较；当所述计量电表的计量信息超过所述费控信息，所述费控模块控制所述三相开关断开使下级用户端断电；所述换相开关模块安装在下级用户端电网的各个分支线路上，用于调整分支线路上的负荷；所述智能监控终端用于检测三相不平衡，一旦所述智能监控终端检测到线路上出现三相不平衡，发送控制命令控制所述换相开关模块调整分支线路上的负荷使三相重新平衡。

2.根据权利要求1所述的三相平衡高压费控装置，其特征在于，所述智能监控终端包括剩余电流互感器、信号放大模块、控制模块、现场通信模块和远程通信模块，所述剩余电流互感器套装在进线输入端，其感应输出端与所述信号放大模块相连接，所述控制模块与所述信号放大模块和所述现场通信模块相连接，所述现场通信模块与所述换相开关模块进行数据通信；所述控制模块检测所述剩余电流互感器的感应信息并根据该感应信息通过所述现场通信模块发送控制命令给所述换相开关模块；所述远程通信模块用于与远程控制中心进行数据通信。

3.根据权利要求2所述的三相平衡高压费控装置，其特征在于，所述智能监控终端还包括互感器连接检测装置，所述剩余电流互感器连接故障时，所述互感器连接检测装置将该故障信息发送给所述控制模块。

4.根据权利要求2所述的三相平衡高压费控装置，其特征在于，所述智能监控终端还包括UPS电源，所述UPS电源用于为所述智能监控终端提供供电。

5.根据权利要求2所述的三相平衡高压费控装置，其特征在于，所述剩余电流互感器为环形结构，电网进线从所述剩余电流互感器的环形区域穿过。

6.根据权利要求1所述的三相平衡高压费控装置，其特征在于，所述三相开关为真空断路器。

7.根据权利要求1所述的三相平衡高压费控装置，其特征在于，所述费控模块包括通信模块、主控模块和开关驱动模块，所述通信模块与所述计量电表和所述智能监控终端相连接；所述开关驱动模块与所述三相开关相连接，用于驱动所述三相开关使其导通或者断开；所述主控模块与所述通信模块和所述开关驱动模块相连接，用于根据所述通信模块接收的信息控制所述开关驱动模块。

8.根据权利要求7所述的三相平衡高压费控装置，其特征在于，所述主控模块为单片机。

9.根据权利要求2所述的三相平衡高压费控装置，其特征在于，所述现场通信模块为485现场通信模块、电力线载波现场通信模块或无线现场通信模块中的任一种。

10.根据权利要求1或2所述的三相平衡高压费控装置，其特征在于，所述远程通信模块为GPRS模块、3G模块或4G模块中的任一种。