CN207819552U - 一种高压计量负控终端双电源自动投切变压转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压计量负控终端双电源自动投切变压转换装置，其结构为：在一接线面板上设置了控制器、检测模块、切换模块、连接模块。通过检测模块检测负控终端是否断电停止运行，然后启动切换模块利用备用电源供电。本实用新型的连接模块可自动短接端子、自动断开端子因此本实用新型还具有方便负控终端更换的有益效果。

Description

一种高压计量负控终端双电源自动投切变压转换装置

技术领域

本实用新型涉及输变电及电力营销领域，具体涉及一种高压计量负控终端双电源自动投切变压转换装置。

背景技术

随着社会经济的发展，对提高设备的利用率和用电效率、降低成本等有了更高的要求，于是，电力企业实行电力需求侧管理，以指导负荷的调整，减少电力需求。负控终端为供电部门对用电单位进行用电监测与控制提供了有效手段，其应用也越来越广泛。负控终端除了能够对用户电能表电量、电压、电流、功率及功率因数等电表数据实现自动采集、存储、远传，对用户的负荷实现控制和管理外，还具有状态量采集功能。

负控终端一般采用计量PT的电压作为工作电源，而计量PT多安装在断路器的出线侧，由于用户欠费(或其他问题)会发指令对断路器进行分闸，一旦断路器分闸后，电能表、负控终端表也失电，后台无法采集到相关信息，只能有工作人员去现场恢复解决，增加了人工工作量。

专利申请号为201220100157.8的一种保障负控终端停电后信息传送的超小型UPS装置，就是一种加装电源切换模块和UPS装置的设备，用以保证负控终端在失去电源的情况下继续运行。但是该发明如果应用在利用PT电压作为工作电源的负控终端中，会对负控终端及电能表的精度造成影响。

另外，由于负控终端经常需要更换，在更换时需要拆除电缆，必要时还需要停电，因此也不便于负控终端的拆除和更换。因此发明一种可自动投切备用电源、不影响负控终端检测精度、便于负控终端更换的一种高压计量负控终端双电源自动切换变压转换装置成为一种迫切的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供了一种可自动投切备用电源、不影响负控终端检测精度、便于负控终端更换的一种高压计量负控终端双电源自动切换变压转换装置。

本发明要解决的技术问题的技术方案是：

一种高压计量负控终端双电源自动投切变压转换装置，其特征在于：包括控制器、检测模块、切换模块。所述检测模块和控制器电气连接。所述切换模块包括电源模块、电压变换模块、主路继电器、旁路继电器、检测继电器、主路电压端子、旁路电压端子、切换后电压端子和检测控制继电器。所述主路继电器的常闭触点并接在主路电压端子和切换后电压端子之间。所述检测继电器的线圈绕组和检测控制继电器的常开触点串联后并且在主路电压电子的任意两相之间，检测继电器的常开触点、检测控制继电器的线圈绕组和控制器电气连接。所述旁路电压端子和电源模块的输入端电气连接，电源模块的输出端和控制器电气连接，所述电压变换模块为变压器，电压变换模块的输入端和旁路电压端子电气连接，所述旁路继电器的常开触点并接在电压变换模块的输出端和切换后电压端子之间。

更好的，所述检测模块为继电器，所述检测模块的线圈绕组并接在主路电压端子的A相和B相之间，所述检测模块的常开触点和控制器电气连接。

更好的，所述检测模块包括固定盘、检测台、光敏二极管、发光二极管，所述检测台与固定盘固定连接，所述光敏二极管设于检测台的下部，所述发光二极管设于检测台的上部，所述光敏二极管、发光二极管和控制器电气连接，

所述固定盘为真空吸盘，固定盘吸附固定在负控终端的运行指示灯一侧，所述光敏二极管和负控终端的运行指示灯位置上下重合。

更好的，所述固定盘的底部设有双面胶，固定盘粘结固定在负控终端的运行指示灯一侧，所述光敏二极管和负控终端的运行指示灯位置上下重合。

更好的，所述电源模块设有蓄电池。

更好的，还设有通信模块，所述通信模块和控制器电气连接。

更好的，所述电压变换模块为逆变器。

更好的，一种高压计量负控终端双电源自动投切变压转换装置，还包括连接模块，所述连接模块包括短接切换连接端子、断开切换连接端子和切换按钮，所述切换按钮和控制器电气连接。所述短接切换连接端子包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、第一短接继电器、第二短接继电器。所述第一短接继电器的常闭触点并接在第一输入、出端之间，所述第二短接继电器的常闭触点并接在第二输入、出端之间，所述第一、二短接继电器的常开触点串联后并接在第一、二输入端之间，所述第一、二短接继电器的线圈绕组和控制器电气连接。所述断开切换连接端子包括输入端、输出端、断开继电器，所述断开继电器的常闭触点并接在输入端和输出端之间，断开继电器的线圈绕组和控制器电气连接。

更好的，所述短接切换连接端子至少设有五个，其中三个串联在电流互感器和负控终端的电流接线端子之间，剩余的两个串联在负控终端输出端的常闭触点和断路器操作回路的分合闸控制端子之间。所述断开切换连接端子至少设有两个，断开切换连接端子串接在负控终端输出端子的常开触点和断路器操作回路的分合闸控制端子之间。

本实用新型的有益效果在于，

1、设有备用电源及电源切换装置，具有在计量PT断电的情况下保证负控终端正常运行的功能；

2、设有短接切换连接端子，并且串联在电流采样回路中，具有方便负控终端更换时快速短接电流回路的有益效果；

3、设有检测模块，检测模块与计量PT的线路没有连接关系，具有保证负控终端检测精度的有益效果。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的电气结构示意图，

图2是本实用新型一种优化方案实施例的检测模块的示意图，

图3是本实用新型一种优化方案实施例的电气结构图。

图中：

1、控制器，2、检测模块，21、固定盘，22、检测台，23、光敏二极管，24、发光二极管，31、电源模块，32、电压变换模块，33、主路继电器，34、旁路继电器，35、检测继电器，36、主路电压端子，37、旁路电压端子，38、切换后电压端子，39、检测控制继电器，4、短接切换连接端子，41、第一输入端，41、第二输入端，43、第一输出端，44、第二输出端， 45、第一短接继电器，46、第二短接继电器，5、断开切换连接端子，51、输入端，52、输出端，53、断开继电器，9、负控终端，91、运行指示灯。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和有益效果更加清楚，下面对本实用新型的实施方式做进一步的详细解释。

如图1所示，一种高压计量负控终端双电源自动投切转换装置，包括接控制器1、检测模块2、切换模块、连接模块。

检测模块用以检测负控终端9是否失电进而确定是否接通备用电源。通常采用继电器来检测计量PT是否失电，因此检测模块可采用继电器，检测模块的线圈绕组并接在计量PT的输出端的任意两相之间。在本实用新型中并接在A相和B相之间。检测模块的常开触点和控制器电气连接。因此在计量PT有电的情况下，常开触点闭合，失电的情况下常开触点断开，控制器可根据检测模块常开触点的变化判断计量PT是否失电。

更好的，负控终端9和电能表同样属于精密的仪器，由于外接设备会对电压产生影响，因此为了防止外接设备对负控终端9的影响。本实用新型的检测模块2包括固定盘21、检测台22、光敏二极管23、发光二极管24。

由于负控终端9的运行指示灯91多是嵌设的负控终端9壳体的表面，因此检测运行指示灯的闪烁情况需要将检测模块固定在负控终端9的壳体上。固定盘21的作用就是将检测模块固定在负控终端9的壳体上。

更好的，固定盘21为一个中空吸盘。通过真空吸附的形式将检测模块2固定在负控终端 9的壳体上。

优选的，固定盘21的下部设有双面胶带，通过粘结的方式将检测模块2固定在负控终端 9的壳体上。

如图2所示,检测台22用以安装光敏二极管和发光二极管，因此检测台和固定盘21固定连接。光敏二极管23安装在检测台的下部，在固定盘21固定安装在负控终端9的壳体表面之后，光敏二极管23的位置和运行指示灯的位置上下重合。由于光敏二极管23在检测的过程中会对运行等进行遮挡，因此为了方便工作人员检测负控终端9是否正在运行，在检测台 22的上部设置了发光二极管24。发光二极管24和光敏二极管23分别与控制器1电气连接。控制器1通过光敏极管23检测到负控终端9正常运行后控制发光二极管24进行闪烁来指示负控终端9的正常运行状态。

由于计量PT多设置在断路器的出线侧，因此在断路器断开之后负控终端9和电能表会失电导致停止运行。为了解决这个问题设置了切换模块，用以在计量PT失电后切换到备用电源或旁路电源给负控终端9供电，实现负控终端9对断路器设备的分合闸操作。切换模块包括电源模块31、电压变换模块32、主路继电器33、旁路继电器34、检测继电器35、主路电压端子36、旁路电压端子37、切换后电压端子38、检测控制继电器39。由于在高电压等级的输变电回路中多采用三相电，因此主路电压端子36、旁路电压端子37、切换后电压端子38均包括ABC三相三个接线端子。

由于备用电源的电压等级不同，而负控终端9或者电能表所应用的电压等级为100伏，因此需要一个电压变换模块将备用电源转换为100伏电源。电源变换模块为变压器，电源变换模块的输入端引入交流电，电压变换模块的输出端为110交流电。旁路电源端子37和电压变换模块32的输入端电气连接。为了配合负控终端9，电压变换模块32的输出端为三相100 伏电源。旁路继电器34的常开触点并接在电压变换模块32的输出端和切换后电压端子38之间，用以将直流电转换为三相100伏的电源输出到切换后电压端子38上。同时，电源模块 31的输入端和旁路电源端子37电气连接，用以将备用电源转换成直流电源。电源模块31的输出端和控制器1电气连接用以给控制器1提供电源。

更好的，电压变换模块为逆变器，电压变换模块32的输入端和电源模块的输出端电气连接。电源模块多采用开关电源设计，对于输入电源的要求比较广泛，可以为直流也可以为交流，因此具有更好的适应性。而逆变器可以将电源模块的输出电源变换为三相100的电源，因此更适合负控终端的要求。

正常运行状态下是由计量PT给负控终端9供电，因此为了节约电能、提高可靠性，主路继电器33的常闭触点并接在主路电压端子36和切换后电压端子38之间。由于检测模块2用来检测负控终端9的运行情况，但是运行指示灯异常不能说明计量PT失电，因此在检测模块检测到运行异常后需要对计量PT进行检测。因此检测继电器35的线圈绕组和检测控制继电器39的常开触点串联后并接在主路电压端子36的任意两相之间。为了确保停电,检测模块为继电器时,检测模块与检测继电器并接在不同的两相之间。检测继电器的常开触点和控制器1 电气连接，检测控制继电器39的线圈绕组和控制器1电气连接。

由于在使用过程中，负控终端9的损毁率较高因此会经常更换设备，为了便于设备的更换并且不影响正常高压带电设备的运行，本实用新型设置了连接模块，连接模块用以作为连接端子串接在负控回路中，同时为控制连接模块，还设置了切换按钮，切换按钮为一种开关，并且切换按钮和控制器电气连接。如图3所示，连接模块设有两种分别为短接切换连接端子 4、断开切换连接端子5。短接切换连接端子包括第一输入端41、第二输入端42、第一输出端43、第二输出端44、第一短接继电器45、第二短接继电器46。其电路结构为：第一短接继电器45的常闭触点并接在第一输入、出端41、43之间。第二短接继电器46的常闭触点并接在第二输入、出端42、44之间。第一、二短接继电器45、46的常开触点串联后并接在第一、二输入端41、42之间。第一、二短接继电器45、46的线圈绕组和控制器1电气连接。该端子用以串接电流线，第一输入、输出端串接在电流互感器的I*端子和负控终端9的I*端子之间，第二输入、输出端串接在电流互感器的I端子和负控终端9的I端子之间。众所周知电流互感器是不可以开路的否则会发生爆炸的危险。因此在更换的时候，通孔控制器1的控制对两个端子进行短接。此时控制器1控制第一、二短接继电器45、46的线圈绕组带电，此时与电流互感器相连的第一、二输入端短接在一起，因此与负控终端9相连的第一、二输出端便可以进行拆除线缆的操作了。

同样，在使用过程中，与断路器操作机构相连的端子需要断开连接，工程现场往往采用将拆除的线头用绝缘胶带包裹，在接线是去下胶带的方式来防止对线缆端头误碰导致的操作机构误动及触电的情况。因此断开切换连接端子包括输入端51、输出端52、断开继电器53。其电路结构为：断开继电器53的常闭触点并接在输入端51和输出端52之间，断开继电器 53的线圈绕组和控制器1电气连接。在应用过程中，控制器1控制断开继电器53的线圈绕组带电，此时与断路器操作机构连接的输入端带电、与负控终端9连接的输出端没有电，此时可以进行负控终端的拆除操作。

由于负控终端9电流采集多为三相，每相有一进一出两个端子，因此短接切换连接端子4 需要设有三个。每一个短接切换连接端子串接在一个电流互感器和负控终端9的电流端子之间，由于为三相电流会有三个电流互感器因此会用到三个短接切换连接端子4。在实际应用中，断路器的操作回路的合分闸操作会由负控终端9控制，而操作机构的分合闸节点有的为常开接点有的为常闭接点，有的为常闭触点，因此为了控制合分闸至少还需要两个短接切换连接端子4或者两个断开切换连接端子5。由于连接本实用新型和负控终端9的电压端子经过切换模块控制因此可以实现切换后电压端子38保持断电的状态。因此本实用新型最佳的连接模块的个数为至少五个短接切换连接端子4，至少两个断开切换连接端子5。

更好的，为了实现在主路和旁路电源都断电的情况下能够保证设备的正常运行，在接线面板上设置了蓄电池。蓄电池和电源模块31电气连接。因此在断电的情况下，通过蓄电池给控制器1和其他设备提供电源。

优选的，为了在本实用新型或者负控终端9出线异常状态时能够及时通知相关的工作人员，在接线面板上还设置了通信模块。通信模块和控制器1电气连接，控制器1在检测到设备运行异常的时候，通过通信模块将故障信息发送个负责维护的工作人员。

本实用新型实现备用电源自动的投切的方法为：

步骤1、控制器1通过检测模块2计量PT是否失电，如果没有失电则继续执行步骤1，如果失电，则执行步骤2。

步骤2、控制器1控制检测控制继电器39的线圈绕组带电，此时检测继电器35的线圈绕组与主路电压端子36的其中两相接通，控制器1判断检测继电器35的常开触点是否闭合，如果闭合说明主路没有失电，并通过通信模块发出报警；如果没有闭合说明主路已经失电，并执行步骤3。

步骤3、控制器1先控制主路继电器33的线圈绕组带电，进而切断主路电源连接的回路，再控制旁路继电器34的线圈绕组带电，接通旁路电源连接的回路。

步骤4、控制器1判断控制器1判断检测继电器35的常开触点是否闭合，如果没有闭合说明主路没有来电，并继续保持步骤3的状态；如果闭合说明主路已经来电，并执行步骤5。

步骤5、控制器1先控制控制旁路继电器34的线圈绕组断电，进而切断旁路电源连接的回路，再控制主路继电器33的线圈绕组断电，接通主路电源连接的回路。

步骤6、控制器1通过检测模块2检测负控终端9的运行是否正常，如果正常运行，则控制器1断开检测控制继电器39的线圈绕组的电源，使检测继电器35的线圈绕组与主路电压端子35分离；如果没有正常运行则重复步骤2。

综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的范围，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，凡依本实用新型的要求范围所述的形状、构造、特征及精神所谓的均等变化与修饰，均应包括与本实用新型的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种高压计量负控终端双电源自动投切变压转换装置，其特征在于：

包括控制器(1)、检测模块(2)、切换模块，

所述检测模块(2)和控制器(1)电气连接，

所述切换模块包括电源模块(31)、电压变换模块(32)、主路继电器(33)、旁路继电器(34)、检测继电器(35)、主路电压端子(36)、旁路电压端子(37)、切换后电压端子(38)和检测控制继电器(39)，

所述主路继电器(33)的常闭触点并接在主路电压端子(36)和切换后电压端子(38)之间，

所述检测继电器(35)的线圈绕组和检测控制继电器(39)的常开触点串联后并且在主路电压端子(36)的任意两相之间，检测继电器(35)的常开触点、检测控制继电器(39)的线圈绕组和控制器(1)电气连接，

所述旁路电压端子(37)和电源模块(31)的输入端电气连接，电源模块(31)的输出端和控制器(1)电气连接，所述电压变换模块(32)为变压器，电压变换模块(32)的输入端和旁路电压端子(37)电气连接，所述旁路继电器(34)的常开触点并接在电压变换模块(32)的输出端和切换后电压端子(38)之间。

2.根据权利要求1所述的一种高压计量负控终端双电源自动投切变压转换装置，其特征在于：

所述检测模块为继电器，所述检测模块的线圈绕组并接在主路电压端子的A相和B相之间，所述检测模块的常开触点和控制器(1)电气连接。

3.根据权利要求1所述的一种高压计量负控终端双电源自动投切变压转换装置，其特征在于：

所述检测模块(2)包括固定盘(21)、检测台(22)、光敏二极管(23)、发光二极管(24)，所述检测台(22)与固定盘(21)固定连接，所述光敏二极管(23)设于检测台(22)的下部，所述发光二极管(24)设于检测台(22)的上部，所述光敏二极管(23)、发光二极管(24)和控制器(1)电气连接，

所述固定盘(21)为真空吸盘，固定盘(21)吸附固定在负控终端(9)的运行指示灯(91)一侧，所述光敏二极管(23)和负控终端(9)的运行指示灯(91)位置上下重合。

4.根据权利要求3所述的一种高压计量负控终端双电源自动投切变压转换装置，其特征在于：

所述固定盘(21)的底部设有双面胶，固定盘(21)粘结固定在负控终端(9)的运行指示灯(91)一侧，所述光敏二极管(23)和负控终端(9)的运行指示灯(91)位置上下重合。

5.根据权利要求1所述的一种高压计量负控终端双电源自动投切变压转换装置，其特征在于：

所述电源模块(31)设有蓄电池。

6.根据权利要求1所述的一种高压计量负控终端双电源自动投切变压转换装置，其特征在于：

还包括通信模块，所述通信模块和控制器(1)电气连接。

7.根据权利要求1所述的一种高压计量负控终端双电源自动投切变压转换装置，其特征在于：

所述电压变换模块为逆变器。

8.根据权利要求1所述的一种高压计量负控终端双电源自动投切变压转换装置，其特征在于：

还包括连接模块，

所述连接模块包括短接切换连接端子(4)、断开切换连接端子(5)和切换按钮，所述切换按钮和控制器电气连接，

所述短接切换连接端子(4)包括第一输入端(41)、第二输入端(42)、第一输出端(43)、第二输出端(44)、第一短接继电器(45)、第二短接继电器(46)，

所述第一短接继电器(45)的常闭触点并接在第一输入、出端(41、43)之间，所述第二短接继电器(46)的常闭触点并接在第二输入、出端(42、44)之间，所述第一、二短接继电器(45、46)的常开触点串联后并接在第一、二输入端(41、42)之间，所述第一、二短接继电器(45、46)的线圈绕组和控制器(1)电气连接，

所述断开切换连接端子(5)包括输入端(51)、输出端(52)、断开继电器(53)，所述断开继电器(53)的常闭触点并接在输入端(51)和输出端(52)之间，断开继电器(53)的线圈绕组和控制器(1)电气连接。

9.根据权利要求8所述的一种高压计量负控终端双电源自动投切变压转换装置，其特征在于：

所述短接切换连接端子(4)至少设有五个，其中三个串联在电流互感器和负控终端(9)的电流接线端子之间，剩余的两个串联在负控终端(9)输出端的常闭触点和断路器操作回路的分合闸控制端子之间，

所述断开切换连接端子(5)至少设有两个，断开切换连接端子(5)串接在负控终端(9)输出端子的常开触点和断路器操作回路的分合闸控制端子之间。