CN205610343U - 一种嵌入集成式配电自动化终端 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种嵌入集成式配电自动化终端，包括有外壳、配电自动化组件、开关组件和电源组件，所述配电自动化组件、开关组件和电源组件均设于外壳内，且配电自动化组件采用32位以上的嵌入式微处理器，且配电自动化组件、开关组件之间通过标准插座和标准数据线导通连接，所述电源组件与配电自动化组件和开关组件电连接、供给工作电源。这样，即完美地将配电自动化组件和开关组件集成一整体，体积小，并用标准插座结构连接，无需使用航空插头/插座结构，易于标准化、易于统一替用，降低成本，使开关组件成为独立的智能设备，独立完成故障自动隔离功能，安装工作量少、施工快，因此更高效、更经济、易部署、更适合大范围推广应用。

Description

一种嵌入集成式配电自动化终端
技术领域
本实用新型属于电力系统技术领域，特别涉及一种嵌入集成式配电自动化终端。
背景技术
应用现代计算机与通信技术，实现中压配电网的运行自动化(配网自动化)，可以有效地提高供电质量与生产管理效率，因此，受到了供电部门科研生产单位的广泛重视。
国际上一些发达国家的供电公司已大面积应用配网自动化，国内不少城市的供电公司的配网自动化系统也达到了一定的规模。随着社会与经济水平的不断发展，用户对供电质量要求越来越高，实施配网自动化是供电部门的必然选择。
配网自动化系统由主站、通信网络、终端装置三部分组成。配网自动化系统的终端装置，一般称为配电自动化终端或配网自动化终端，用于中压配电网中的开闭所、重合器、柱上分段开关、环网柜等设备的监视与控制，与配网自动化主站通信，提供配电网运行控制及管理所需的数据，执行主站给出的对配网设备进行调节控制的指令。
配电终端是配网自动化系统的基本组成单元，其性能与可靠性直接影响到整个系统能否有效地发挥作用。
传统的调度自动化终端仅仅是一个完成“上传数据、下达命令”任务的现场装置，而配电自动化终端(简称配电终端)，除了完成传统的“四遥”(遥测、遥信、遥控、遥调)任务外，还要能够检测故障、完成一些当地自动控制功能，如分段开关重合控制、开闭所备用电源自投等。此外，安装在户外线路上的配电终端还要能够适应恶劣的运行环境、在线路停电时能够利用蓄电池实现不断供电等。因此，配电终端功能、结构、设计技术与传统的调度自动化终端有很大的不同。
国外配电终端的研究开发始于20世纪80年代中期，我国在20世纪90年代初开始研制配电终端。到1998年我国投资数千亿巨资对城市配电网进行大规模改造时，已有数个厂家的配电终端产品投放市场。之后，经过十年的不断地进行改进、完善，目前我国配电终端技术已趋于成熟，产品制造成本不断降低，其性能与可靠性完全能够满足工程应用要求。这期间，国内供电企业与配电自动化设备制造商积累大量的产品选型设计、安装调试与管理维护经验，为合理地应用配电终端，提高整个配网自动化系统工程实用化水平创造了条件。未来配电终端技术将进一步向高可靠性、多功能、组合式、小型化、低功耗、低成本、免维护或少维护发展。
实用新型内容
随着智能芯片的快速发展，国内电力行业电子化、信息化程度飞速发展，尤其以高速单片机的快速发展，推动技术进步的效果最明显。
早期，由于配电网设备功能简单、实现逻辑不复杂，所以，以高速单片机为核心的配电自动化设备可以满足绝大多数需求。但是，随着配电网的规模逐渐庞大，网状结构中的元件设备越来越多，互相之间影响、配合的逻辑越趋复杂，同时，所需要监控的参数、实现的功能、判断的逻辑也越来越复杂，以高速单片机为核心的配电设备，明显的力不从心。
于是，发展到了以嵌入式芯片平台为核心的新一代配电自动化终端，目前市场上多数采用基于ARM核心技术的芯片，以linux操作系统，实现配电自动化终端的高速、易扩展、易升级、易移植的多方面优点。但是，这个平台也是有其缺陷的，linux操作系统以抢占式响应方式运行，无法保证紧急信号的快速、实时传输，对于故障突发时的故障密集阶段，会产生信号丢失、信息采集不完整、响应不及时等问题，严重的可能会造成多台设备连锁异常反应，最终造成不可挽回的损失。
同时，现阶段使用的配电自动化终端都是外置式，即脱离开关设备本体独立存在，然后以电缆连接进行通信、信号采集、控制信号传输等功能，为保证接触可靠性及良好的密封性能，一般都需选择成本高昂的不锈钢金属机柜、屏蔽电缆以及防水航空插头和航空插座，大大增加了设备的整体成本，对于设备的普及造成重大阻碍。
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种完美地将配电自动化组件和开关组件集成一整体，体积小，无需使用航空插头/插座结构，易于标准化、易于统一替用，成本低，运行稳定性，安装工作量少，提高布置效率，施工速度快，高效、经济、易部署、更适合大范围推广应用的嵌入集成式配电自动化终端。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种嵌入集成式配电自动化终端，包括有外壳、配电自动化组件、开关组件和电源组件，所述配电自动化组件、开关组件和电源组件均设于外壳内，且配电自动化组件采用32位以上的嵌入式微处理器，且配电自动化组件、开关组件之间通过标准插座和标准数据线导通连接，所述电源组件与配电自动化组件和开关组件电连接、供给工作电源。
进一步地，所述配电自动化组件包括采用32位以上的嵌入式微处理器、控制电路模块、同步采集电路模块、数据加密通信电路模块和人机交互模块，所述控制电路模块、同步采集电路模块、数据加密通信电路模块和人机交互模块均与嵌入式微处理器导通连接。
进一步地，所述开关组件包括开关操作机构、电压传感器、电流传感器和位置传感器，所述开关操作机构、电压传感器、电流传感器和位置传感器与嵌入式微处理器之间通过标准插座和标准数据线导通连接。
进一步地，所述电压传感器是可采集0～220V交流电压的电容分压小信号电压互感器，所述电流传感器是可采集0～12500A交流电流的空心小信号电流互感器。
进一步地，所述电源组件包括电源管理电路模块、电池和电源变送器，所述电源管理电路模块集成有电源变送器的双路自动切换电路，其与电池的电极连接；所述电源管理电路模块与配电自动化组件和开关组件连接；当电源变送器工作时，通过电源管理电路模块为电池充电，当电源变送器失电时，由电池通过电源管理电路模块反向供电。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过上述技术方案，即完美地将配电自动化组件和开关组件集成一整体，体积小，并用标准插座结构连接，无需使用航空插头/插座结构，易于标准化、易于统一替用，降低成本，同时采用了内置电源变送器，取消传统的独立电压变送器，也可大幅降低成本；而且内置电压传感器和电流传感器可有效提升运行稳定性；并且开关组件成为独立的智能设备，只要接好高压线缆，不需额外布置设备，即可完成故障自动隔离功能，大幅减少安装工作量，提高布置效率，加快施工速度，降低部件联络过程中出现的各种隐患；因此，更高效、更经济、易部署、更适合大范围推广应用，能够彻底实现自管理的配电自动化设备。
附图说明
下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型所述一种嵌入集成式配电自动化终端实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1中所示：
本实用新型实施例提供了一种嵌入集成式配电自动化终端，包括有外壳1、配电自动化组件2、开关组件3和电源组件4，所述配电自动化组件2、开关组件3和电源组件4均设于外壳1内，且配电自动化组件2采用32位以上的嵌入式微处理器21，且配电自动化组件2、开关组件3之间通过标准插座和标准数据线导通连接，所述电源组件4与配电自动化组件2和开关组件3电连接、供给工作电源。
其中，所述配电自动化组件2包括采用32位以上的嵌入式微处理器21、控制电路模块22、同步采集电路模块23、数据加密通信电路模块24和人机交互模块25(触控屏)，所述控制电路模块22、同步采集电路模块23、数据加密通信电路模块24和人机交互模块25均与嵌入式微处理器21导通连接。所述开关组件3包括开关操作机构31、电压传感器32、电流传感器33和位置传感器34，所述开关操作机构31、电压传感器32、电流传感器33和位置传感器34与嵌入式微处理器21之间通过标准插座和标准数据线导通连接；所述电压传感器32可以是可采集0～220V交流电压的电容分压小信号电压互感器，所述电流传感器33可以是可采集0～12500A交流电流的空心小信号电流互感器。所述电源组件4包括电源管理电路模块41和电池42和电源变送器43(电容取电装置)，所述电源管理电路模块41集成有电源变送器43的双路自动切换电路，其与电池42的电极连接；所述电源管理电路模块41与配电自动化组件2和开关组件3连接；当电源变送器43工作时，通过电源管理电路模块41为电池42充电，当电源变送器43失电时，由电池42通过电源管理电路模块41反向供电。
这样，本实用新型所述嵌入集成式配电自动化终端即完美地将配电自动化组件2和开关组件3集成一整体，体积小，并用标准插座结构连接，易于标准化、易于统一替用，无需像传统配电自动化装置和开关设备那样使用航空插头/插座结构，大大降低了成本，同时采用了内置电源变送器43，取消传统的独立电压变送器，也可大幅降低成本；而且内置电压传感器32和电流传感器33可有效提升运行稳定性；并且开关组件3成为独立的智能设备，只要接好高压线缆，不需额外布置设备，即可完成故障自动隔离功能，大幅减少安装工作量，提高布置效率，加快施工速度，降低部件联络过程中出现的各种隐患；因此，更高效、更经济、易部署、更适合大范围推广应用，能够彻底实现自管理的配电自动化设备。
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 (5)

1.一种嵌入集成式配电自动化终端，其特征在于：包括有外壳(1)、配电自动化组件(2)、开关组件(3)和电源组件(4)，所述配电自动化组件(2)、开关组件(3)和电源组件(4)均设于外壳(1)内，且配电自动化组件(2)采用32位以上的嵌入式微处理器(21)，且配电自动化组件(2)、开关组件(3)之间通过标准插座和标准数据线导通连接，所述电源组件(4)与配电自动化组件(2)和开关组件(3)电连接、供给工作电源。
2.根据权利要求1所述嵌入集成式配电自动化终端，其特征在于：所述配电自动化组件(2)包括采用32位以上的嵌入式微处理器(21)、控制电路模块(22)、同步采集电路模块(23)、数据加密通信电路模块(24)和人机交互模块(25)，所述控制电路模块(22)、同步采集电路模块(23)、数据加密通信电路模块(24)和人机交互模块(25)均与嵌入式微处理器(21)导通连接。
3.根据权利要求2所述嵌入集成式配电自动化终端，其特征在于：所述开关组件(3)包括开关操作机构(31)、电压传感器(32)、电流传感器(33)和位置传感器(34)，所述开关操作机构(31)、电压传感器(32)、电流传感器(33)和位置传感器(34)与嵌入式微处理器(21)之间通过标准插座和标准数据线导通连接。
4.根据权利要求3所述嵌入集成式配电自动化终端，其特征在于：所述电压传感器(32)是可采集0～220V交流电压的电容分压小信号电压互感器，所述电流传感器(33)是可采集0～12500A交流电流的空心小信号电流互感器。
5.根据权利要求1-4中任一所述嵌入集成式配电自动化终端，其特征在于：所述电源组件(4)包括电源管理电路模块(41)、电池(42)和电源变送器(43)，所述电源管理电路模块(41)集成有电源变送器(43)的双路自动切换电路，其与电池(42)的电极连接；所述电源管理电路模块(41)与配电自动化组件(2)和开关组件(3)连接；当电源变送器(43)工作时，通过电源管理电路模块(41)为电池(42)充电，当电源变送器(43)失电时，由电池(42)通过电源管理电路模块(41)反向供电。
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