CN206698015U - 配电站所自动控制终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种配电站所自动控制终端，它包括电源单元、测控单元、控制面板，电源单元连接测控单元和操作面板，所述测控单元、操作面板和外部设备之间两两连接；测控单元包括遥测单元、遥信单元、数据处理单元、通信单元和遥控单元，数据处理单元分别连接遥测单元、遥信单元、通信单元和遥控单元，通信单元还连接有主站/子站。本实用新型是针对配电系统中开闭所、开关站、电缆分界室、低压变电站、环网柜及配电室等外部设备而开发的高集成监控终端，能够对上述外部设备的内部馈线进行实时监测，实现对馈线故障的识别、定位、隔离及非故障区域恢复供电，实现多条线路的采集与控制，有效提高供电可靠性，保证配电网络的供电稳定性。

Description

配电站所自动控制终端

技术领域

本实用新型涉及一种在配电系统中的高集成监控终端，具体涉及一种配电站所自动控制终端。

背景技术

随着社会与经济的快速发展，工业用电和民用电的需求量都在增长，与此同时国家电网对电网设备的安全性、可靠性要求也越来越高，传统的电网配电设备只能操作人员到现场对线路进行监测和控制，操作人员只能同时监测和控制一处的设备，造成人力资源的浪费，而且对监测和控制依赖于操作人员的经验，监测和控制依效果不稳定。特别是当设备馈线出现故障时，如果不能及时准确识别故障并进行相应的处理，可能会造成大面积长时间停电，为人们的生产生活造成不便，严重的可能会使设备损坏、烧毁电路引起火灾，造成大量的财产损失乃至威胁人身安全。由此可见，传统的电网配电设备监测和控制方式已经无法满足配电系统的发展，开发一种高集成配电监测与控制系统，实现对配电网络的实时监测与智能控制，已经成为电力系统的主流趋势，而配电站所自动控制终端（DTU）也具有良好的市场前景。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种配电站所自动控制终端，它包括电源单元、测控单元、控制面板，所述电源单元连接测控单元和操作面板，所述测控单元、操作面板和外部设备之间两两连接；所述测控单元包括遥测单元、遥信单元、数据处理单元、通信单元和遥控单元，所述数据处理单元分别连接遥测单元、遥信单元、通信单元和遥控单元，所述通信单元还连接有主站/子站。

进一步地，所述电源单元包括相互连接的电源管理模块和后备电源，所述电源管理模块还连接有交流电源，所述后备电源为蓄电池或超级电容。

进一步地，所述操作面板上设置有电源控制开关、远方就地旋钮、插座、出口硬压板、分闸按钮和合闸按钮。

进一步地，所述遥测单元包括电流信号采集模块、电压信号采集模块和低通滤波运算放大模块，所述电流信号采集模块和电压信号采集模块分别连接低通滤波运算放大模块，所述低通滤波运算放大模块连接数据处理单元。

进一步地，所述遥信单元包括相互连接的光电隔离装置和过保护模块。

进一步地，所述遥控单元包括相互连接的光电隔离装置和继电器，所述光电隔离装置的输入端连接数据处理单元，所述继电器连接外部设备。

进一步地，所述继电器设置有多个，形成继电器组。

进一步地，所述遥测单元、遥信单元、数据处理单元、通信单元和遥控单元分别设置在不同的电路板上，所述电路板上分别设置有插接件端子。

进一步地，它还包括接线端子区，所述接线端子区分别连接测控单元、控制面板和外部设备，接线端子区设置有多个接线端子。

进一步地，所述外部设备为环网柜、开闭所、开关站和/或配电室。

本实用新型是针对配电系统中开闭所、开关站、电缆分界室、低压变电站、环网柜及配电室等外部设备而开发的高集成监控终端，能够对上述外部设备的内部馈线进行实时监测，实现对馈线故障的识别、定位、隔离及非故障区域恢复供电，实现多条线路的采集与控制，有效提高供电可靠性，保证配电网络的供电稳定性；本实用新型采用灵活的扩展设计模式，监控的馈线路数可扩展；支持谐波分析和故障录波功能。

附图说明

图1是本实用新型结构原理示意图；

1.电源单元，2.测控单元，3. 控制面板，4. 外部设备，5. 主站/子站，6. 接线端子区，21. 遥测单元，22. 遥信单元，23. 数据处理单元，24. 通信单元，25. 遥控单元。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1示意性示出了根据本实用新型提供的一种配电站所自动控制终端的优选实施例，配电站所自动控制终端连接主站 /子站5，并监控如环网柜、开闭所、开关站、配电室等外部设备4，如图所示，该装置包括电源单元1、测控单元2、控制面板3。电源单元1为测控单元2以及控制面板3提供电源，测控单元2、控制面板3和外部设备4两两连接即测控单元2分别连接控制面板3和外部设备4，控制面板3还与外部设备4连接。

电源单元1采用双路电源输入供电设计，能够实现双路交流电源自动切换，并以蓄电池、超级电容为后备电源，其还包括电源管理模块，电源管理模块为市场现有产品品牌为金升阳，能够实时的监控电源单元的工作状态；当装置的一路的交流AC220或AC110供电故障，另一路交流电源自动切换供电；当装置发生断电现象时，电源管理模块能够控制蓄电池或超级电容供电，保证装置的正常供电；同时将电源故障传送到数据处理单元，由数据处理单元控制通信单元将故障信息上传主站。

测控单元2用于实现外部设备4的远方监测与控制；测控单元2包括遥测单元21、遥信单元22、数据处理单元23、通信单元24和遥控单元25五部分。遥测单元21采集外部设备4的模拟量信号，遥信单元22采集的是外部设备4的开关量信号，遥控单元25可对外部设备4进行远程控制；遥测单元21和遥信单元22的采集的信息和数据传送给数据处理单元23，数据处理单元23将信息和数据进行处理后，再向通信单元23传送，通信单元23最终上传主站/子站5；工作人员对本装置进行远程控制时，从主站/子站5下发控制命令，命令通过通信单元24传输至数据处理单元23，数据处理单元23将信息进行处理后向遥控单元25发出控制命令，遥控单元25控制外部设备4。

具体地：

遥测单元21采集外部设备4的模拟量信号，并将采集的信息和数据传送给数据处理单元23；遥测单元21包括电流信号采集模块、电压信号采集模块和低通滤波运算放大模块，遥测单元21中电流信号采集模块和电压信号采集模块采集配电线路中的交流电流、电压信号，通过低通滤波运算放大模块进行滤波放大及AD转换后转换为数字信号传送至数据处理单元23；电流信号采集模块可采集12个交流电流量，电压信号采集模块可6个交流电压量和2个直流电压量；

遥信单元22负责实时采集外部设备4的保护状态和开关量（开关量信号是指当前设备所处状态即合闸、合闸等），并将采集的信息和数据传送给数据处理单元23，进而实现对外部设备4的监测；它包括相互连接的光电隔离装置和过保护模块，遥信单元22有16个回路输入，经过具有光电隔离及过压保护措施的通道，再采集开关量输入；

数据处理单元23采用32位高速数字信号处理器DSP处理器对收到的数字信号进行分析处理，在其内部快速的区分故障类别及故障区域，并传出相应的分合闸指令到遥控单元25；每块数据处理单元23可处理32个模拟量输入，可最多处理8条10kV线路的电压电流交流采样、计算和故障判断；

通信单元24负责站所配电站所自动控制终端与后台的主站 /子站5之间的通信；它采用 32位ARM9处理器和Linux嵌入式操作系统设计，可轻松实现双链路TCP/IP 通信、现场总线通信和数据存储等复杂任务；

遥控单元25可对外部设备4进行远程控制，它包括相互连接的光电隔离装置和继电器组；数据处理单元23传输来的分合闸信号经过光电隔离装置后，通过继电器的分合控制外部设备4的分合闸；每个遥控单元25具有16路高可靠性高抗干扰性光电隔离的数字量信号，其最多可控制8条线路。

测控单元2各部分采用电路板的设计方法设计，测控单元2的每一部分都是单独的设计在一块电路板上，各个电路板上分别设置有插接件端子。为了便于连接，本装置还设置有接线端子区6，接线端子区6分别连接测控单元2、控制面板3和外部设备4，接线端子区6内设置有若干接线端子，通过插接件端子与接线端子的配合，使测控单元2可快速、准确的与控制面板3或外部设备4连接。

控制面板3上设置有电源控制开关、远方就地旋钮、插座、出口硬压板、分闸按钮和合闸按钮。电源控制开关为本装置的供电总开关；远方就地旋钮为万能转换开关，用来选择控制分合闸的方式为远方还是就地；插座为常用的三孔插座，其与电源单元1中的交流输入电源并联，是为了工作人员在调试过程中，可对外部用电器（如笔记本）进行供电，输出220V电源；出口硬压板通过接线端子与测控单元2相连，当断开某一路出口压板时，对该路进行分闸闸操作时，分合闸继电器动作，但分合闸出口无电源输出，外部设备4也不会动作，这样可以很好的防止误操作造成装置的损坏；分闸按钮和合闸按钮用于进行本地分合闸操作，可选用如ABB的P1-10R-10和 P1-10L-10。

电力系统中配电现场应用比较复杂，本装置可能应用于架空线或地下电缆，这就需要本装置能够快速准确的区分临时故障和永久性故障，同时接入断路器或负荷开关的跳闸模式也不相同。

本装置可实现对配电线路的远方及就地的实时监测与控制。当将远方就地旋钮拨至远方时，遥测单元21采集外部设备4配电线路中的交流电压、电流信号，经滤波放大及AD转换后转换为数字信号传送至数据处理单元23；数据处理单元23对收到的数字信号进行分析处理，快速的区分故障类别及故障区域，并传出相应的分合闸指令到遥控单元25；遥控单元25在接收到指令后通过控制继电器的分合从而控制外部设备4的分合闸；故障区域隔离后，数据处理单元23控制遥控单元25将非故障区域恢复供电；遥信单元22实时的采集外部设备4的保护状态和开关量，并传输到数据处理单元23，使其能够实时监测外部设备4的状态，确保在故障发生时发送正确的指令；通信单元24则负责后台的主站 /子站4之间的通信，完成遥信单元22、遥测单元21和遥控单元25等数据传输及外部设备4数据转发，保证实现外部设备4的远方监测与控制。当远方就地旋钮拨至就地时，工作人员可通过控制面板3上的相关按钮实现对外部设备4的现场控制。

本装置是基于32位高性能处理器和多任务操作系统结合先进的馈线自动化（FA）算法与处理流程的监控装置，采用32 位高性能处理器和实时多任务操作系统，能够实现开闭所和环网柜的多回线全量监测，在接收主站/子站5下发的遥控命令后，可控制断路器或负荷开关等设备的操作，并可以软件设定输出触点闭合时间，保证了实时任务的快速响应；基于采用先进的馈线自动化（FA）算法与处理流程，可实现对外部设备4的故障检测和故障在线仿真，故障检测以回线为单位，实现三段式过流检测、零流检测、故障跳闸、一次重回闸、过负荷告警、PT 断线/失压告警等功能，保证本装置快速准确的实现馈线的故障识别、故障定位和故障隔离，支持故障录波功能，故障信息通过传统虚拟遥信方式和专用故障信息通道上传（故障发生时为防止装置与主站之间的通信对故障信息产生影响，因此装置设有专用故障信息通道来向主站上传故障信息）；支持无线、光纤、以太网、RS232/485 等多种通信方式，可同时运行多个通道、多种规约，各通道可以对其它智能设备的数据进行数据转发和规约转换，具有很强的系统集成能力；电源单元1基于双路电源输入供电设计，采用双路交流电源自动切换装置，具备过压、过流自保护、故障自动切断和恢复功能，支持蓄电池、锂电池及超级电容等多种后备电源模式，在主电源失电时，可无缝切换到后备电源，提供蓄电池的智能充电及活化管理功能，电压低于欠压告警阀值时，可自动切除本装置电源。

本实用新型是针对配电系统中开闭所、开关站、电缆分界室、低压变电站、环网柜及配电室等外部设备而开发的高集成监控终端，能够对上述外部设备的内部馈线进行实时监测，实现对馈线故障的识别、定位、隔离及非故障区域恢复供电，实现多条线路的采集与控制，有效提高供电可靠性，保证配电网络的供电稳定性；本实用新型采用灵活的扩展设计模式，监控的馈线路数可扩展；支持谐波分析和故障录波功能。

显然，本实用新型的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种配电站所自动控制终端，其特征在于：它包括电源单元（1）、测控单元（2）、控制面板（3），所述电源单元（1）连接测控单元（2）和操作面板（3），所述测控单元（2）、操作面板（3）和外部设备（4）之间两两连接；所述测控单元（2）包括遥测单元（21）、遥信单元（22）、数据处理单元（23）、通信单元（24）和遥控单元（25），所述数据处理单元（23）分别连接遥测单元（21）、遥信单元（22）、通信单元（24）和遥控单元（25），所述通信单元（24）还连接有主站/子站（5）。

2.根据权利要求1所述的配电站所自动控制终端，其特征在于：所述电源单元（1）包括相互连接的电源管理模块和后备电源，所述电源管理模块还连接有交流电源，所述后备电源为蓄电池或超级电容。

3.根据权利要求1所述的配电站所自动控制终端，其特征在于：所述操作面板（3）上设置有电源控制开关、远方就地旋钮、插座、出口硬压板、分闸按钮和合闸按钮。

4.根据权利要求1所述的配电站所自动控制终端，其特征在于：所述遥测单元（21）包括电流信号采集模块、电压信号采集模块和低通滤波运算放大模块，所述电流信号采集模块和电压信号采集模块分别连接低通滤波运算放大模块，所述低通滤波运算放大模块连接数据处理单元（23）。

5.根据权利要求1所述的配电站所自动控制终端，其特征在于：所述遥信单元（22）包括相互连接的光电隔离装置和过保护模块。

6.根据权利要求1所述的配电站所自动控制终端，其特征在于：所述遥控单元（25）包括相互连接的光电隔离装置和继电器，所述光电隔离装置的输入端连接数据处理单元，所述继电器连接外部设备。

7.根据权利要求6所述的配电站所自动控制终端，其特征在于：所述继电器设置有多个，形成继电器组。

8.根据权利要求1所述的配电站所自动控制终端，其特征在于：所述遥测单元（21）、遥信单元（22）、数据处理单元（23）、通信单元（24）和遥控单元（25）分别设置在不同的电路板上，所述电路板上分别设置有插接件端子。

9.根据权利要求1所述的配电站所自动控制终端，其特征在于：它还包括接线端子区（6），所述接线端子区（6）分别连接测控单元（2）、控制面板（3）和外部设备（4），接线端子区（6）设置有多个接线端子。

10.根据权利要求1所述的配电站所自动控制终端，其特征在于：所述外部设备（4）为环网柜、开闭所、开关站和/或配电室。