CN209690761U - 机井水电双控控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水电双控技术领域，是一种机井水电双控控制系统，其包括跌落式熔断器、避雷器、机井双控控制箱、高压取电电路、水泵启停开关、抽水泵和流量计，跌落式熔断器一端连接至三相高压线路，跌落式熔断器的另一端与避雷器连接，高压取电电路包括PT取电模块、高压真空断路器、三相PT、三相CT和三相降压变压器，机井双控控制箱包括电源转换及防雷保护器、电能计量信号稳压模块、高压断路器分合闸驱动板、电能计量芯片、处理器和通信单元，三相降压变压器、水泵启停开关和抽水泵依序电连接，流量计通过通信单元与处理器连接等。本实用新型彻底解决了盗用水电、泵站水电故障对水电双控系统影响，明晰了电路的责权，提升了水电双控的责任高度。

Description

机井水电双控控制系统

技术领域

本实用新型涉及水电双控技术领域，是一种机井水电双控控制系统。

背景技术

目前,水电双控一体化控制箱是一表多户的智能机井收费控制系统，其在农业灌溉中是必不可少的电力设备，其包括刀闸开关、电表、刷卡收费系统、交流接触器和漏电保护开关，只有用户将刷卡收费系统允许使用的IC卡在其刷卡收费系统刷卡，电费预支付后，合闸后，供电的同时，电机启动，进行浇地，不预先支付电费，即便合闸，其也自动拉闸，不能提供供电，且电机也不能启动，当预支付的电费使用完后，其又自动拉闸，其能按照卡内信息对各用户进行管理，有效避免用电纠纷。

现有的水电双控一体化控制箱缺点：供电电路与测控电路装置在一个平面箱体内，在机井就地安装时必须把原有低压二次电气控制电路与一体化控制箱串联，易造成强弱电事故/故障相互影响，增加使用维护工作量。电源线串联施工中，根据控制柜位置不同，需要施工新增加不同长度的电缆；一体化控制柜安装也要选取合适位置（不能过低，要防止井旁水侵；不能过高，方便刷卡），安装辅材及支架的备料不易统一。因强弱电混合，新旧搭配，造成电器寿命不一致，后续要时刻准备维护，使用单位就泵站运行后投入的服务成本会增加。

发明内容

本实用新型提供了一种机井水电双控控制系统，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的水电双控一体化控制箱存在的窃电现象不易察觉以及强弱电事故频繁发生，增加使用维护工作量及维护成本的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种机井水电双控控制系统，包括跌落式熔断器、避雷器、机井双控控制箱、高压取电电路、水泵启停开关、抽水泵和流量计，跌落式熔断器一端连接至三相高压线路，跌落式熔断器的另一端与避雷器连接；

高压取电电路包括PT取电模块、高压真空断路器、三相PT、三相CT和三相降压变压器，PT取电模块连接至三相高压线路的任一相，高压真空断路器的输入端分别与PT取电模块和跌落式熔断器连接，高压真空断路器的输出端经过三相PT、三相CT与三相降压变压器连接，高压真空断路器、三相PT和三相CT分别与机井双控控制箱连接，机井双控控制箱与PT取电模块连接，以获取供电电源；

所述机井双控控制箱包括电源转换及防雷保护器、电能计量信号稳压模块、高压断路器分合闸驱动板、电能计量芯片、处理器和通信单元，电能计量信号稳压模块与电能计量芯片连接，电源转换及防雷保护器、高压断路器分合闸驱动板、电能计量芯片和通信单元均与处理器连接；

三相降压变压器、水泵启停开关和抽水泵依序电连接，流量计通过通信单元与处理器连接。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述机井双控控制箱还可包括多路I/O输入输出端口、多路模拟量输入端口，多路I/O输入输出端口与处理器双向连接，多路模拟量输入端口与处理器的对应输入接口连接。

上述还可包括三相降压变压器出线开关，所示三相降压变压器出线开关连接于三相降压变压器与水泵启停开关之间的线路上。

上述机井双控控制箱还可包括存储器、显示屏和RFID射频卡读写模块，存储器和RFID射频卡读写模块与处理器双向连接，处理器的对应输出接口与显示屏连接。

上述通信模块可包括全网通GPRS通信模块、LORA无线模块和RS485有线通信接口，全网通GPRS通信模块、LORA无线模块和RS485有线通信接口均与处理器连接。

上述存储器可为NAND-FLASH存储器，显示屏可为4.3寸的TFT宽温液晶显示屏。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过把机井双控控制箱安装到变压器高压侧，通过PT取电模块连接至三相高压线路任一相上取电，机井双控控制箱与PT取电模块连接，获取外接供电电源，电能计量信号稳压模块的输入端分别与三相PT和三相CT连接，三相PT输出的三相二次电压信号和三相CT输出的三相二次电流信号分别输入至电能计量信号稳压模块中，此处的电能计量信号稳压模块用于实现电能计量信号防雷保护、隔离和信号调理的作用；高压断路器分合闸驱动板与高压真空断路器连接，获取110V控制直流电压，得到高压断路器的正常分合闸所需电源，抽水泵通过水泵启停开关连接三相降压变压器，获取确保抽水泵正常工作三相电。本实用新型通过将机井双控控制箱与原有低压二次电气控制电路取电电路相互隔离，彻底解决了盗用水电（水电失控）、泵站水电故障对水电双控系统影响，明晰了电路的责权，同时提升了水电双控的责任高度。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图。

附图2为本实用新型的高压取电电路示意图。

附图3为本实用新型的机井双控控制箱的电控框图。

附图中的编码分别为：FU为跌落式熔断器、FA为避雷器，K1为高压真空断路器，K2为三相降压变压器出线开关，K3为水泵启停开关，S为三相降压变压器，M为抽水泵，FT为流量计。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1、2、3所示，该机井水电双控控制系统包括跌落式熔断器FU、避雷器FA、机井双控控制箱、高压取电电路、水泵启停开关K3、抽水泵M和流量计FT，跌落式熔断器FU一端连接至三相高压线路，跌落式熔断器FU的另一端与避雷器FA连接；

高压取电电路包括PT取电模块、高压真空断路器K1、三相PT、三相CT和三相降压变压器S，PT取电模块连接至三相高压线路的任一相，高压真空断路器K1的输入端分别与PT取电模块和跌落式熔断器FU连接，高压真空断路器K1的输出端经过三相PT、三相CT与三相降压变压器S连接，高压真空断路器K1、三相PT和三相CT分别与机井双控控制箱连接，机井双控控制箱与PT取电模块连接，以获取供电电源；

所述机井双控控制箱包括电源转换及防雷保护器、电能计量信号稳压模块、高压断路器分合闸驱动板、电能计量芯片、处理器和通信单元，电能计量信号稳压模块与电能计量芯片连接，电源转换及防雷保护器、高压断路器分合闸驱动板、电能计量芯片和通信单元均与处理器连接；

三相降压变压器S、水泵启停开关K3和抽水泵M依序电连接，流量计FT通过通信单元与处理器连接。

本实用新型的高压取电电路的工作过程是：通过PT取电模块连接至三相高压线路任一相上取电，机井双控控制箱与PT取电模块连接，获取外接供电电源，电能计量信号稳压模块的输入端分别与三相PT和三相CT连接，三相PT输出的三相二次电压信号和三相CT输出的三相二次电流信号分别输入至电能计量信号稳压模块中，此处的电能计量信号稳压模块用于实现电能计量信号防雷保护、隔离和信号调理的作用；高压断路器分合闸驱动板与高压真空断路器K1连接，获取110V控制直流电压，得到高压真空断路器K1的正常分合闸所需电源，抽水泵M通过水泵启停开关K3连接三相降压变压器S，获取确保抽水泵M正常工作的三相电。

上述的跌落式熔断器FU起到高压跌落保险的作用，用于高压取电的安全保护。上述的高压真空断路器K1可为12kV的真空断路器。上述在机井双控控制箱内部设置电源转换及防雷保护器，用于将高压电转换为低压电，转换后的电压可为220V、24V或12V的电源，实现向机井双控控制箱内的不同元器件提供不同的电压需求。上述处理器为现有公知技术，可采用嵌入式ARM应用处理器。

机井双控控制箱可采用19寸标准工业机箱，可采用抽屉式插装结构进行固定安装在高压线路端。实际工作时，电能计量芯片实时采集负荷用电情况，处理器记录抽水泵开启运行状态，当抽水泵停泵超过24小时（1至100小时时间区间内可设定），三相降压变压器S处于冷备节能状态，三相降压变压器S损耗为零；再次启动抽水泵M时，用户只需刷IC卡延时10秒即可实现三相降压变压器S自动上电。

上述的流量计FT可为内置有无线通信卡的无线超声波流量计，通过无线通信方式将采集的经过抽水泵M抽取的水流量发送至处理器，该无线超声波流量计同时实现了水流量的计量和数据的无线传输。

根据需要，本实用新型的处理器还可以将获取的用电数据和用水数据通过通信模块发送至远端控制中心，便于维护人员远程查看。

可根据实际需要，对上述机井水电双控控制系统作进一步优化或/和改进：

如附图3所示，机井双控控制箱还包括多路I/O输入输出端口、多路模拟量输入端口，多路I/O输入输出端口与处理器双向连接，多路模拟量输入端口与处理器的对应输入接口连接。

如附图1、2所示，还包括三相降压变压器出线开关K2，所示三相降压变压器出线开关K2连接于三相降压变压器S与水泵启停开关K3之间的线路上。

如附图3所示，机井双控控制箱还包括存储器、显示屏和RFID射频卡读写模块，存储器和RFID射频卡读写模块与处理器双向连接，处理器的对应输出接口与显示屏连接。

如附图3所示，通信模块包括全网通GPRS通信模块、LORA无线模块和RS485有线通信接口，全网通GPRS通信模块、LORA无线模块和RS485有线通信接口均与处理器连接。

如附图3所示，存储器为NAND-FLASH存储器，显示屏为4.3寸的TFT宽温液晶显示屏。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (9)

1.一种机井水电双控控制系统，其特征在于包括跌落式熔断器、避雷器、机井双控控制箱、高压取电电路、水泵启停开关、抽水泵和流量计，跌落式熔断器一端连接至三相高压线路，跌落式熔断器的另一端与避雷器连接；

高压取电电路包括PT取电模块、高压真空断路器、三相PT、三相CT和三相降压变压器，PT取电模块连接至三相高压线路的任一相，高压真空断路器的输入端分别与PT取电模块和跌落式熔断器连接，高压真空断路器的输出端经过三相PT、三相CT与三相降压变压器连接，高压真空断路器、三相PT和三相CT分别与机井双控控制箱连接，机井双控控制箱与PT取电模块连接，以获取供电电源；

所述机井双控控制箱包括电源转换及防雷保护器、电能计量信号稳压模块、高压断路器分合闸驱动板、电能计量芯片、处理器和通信单元，电能计量信号稳压模块与电能计量芯片连接，电源转换及防雷保护器、高压断路器分合闸驱动板、电能计量芯片和通信单元均与处理器连接；

三相降压变压器、水泵启停开关和抽水泵依序电连接，流量计通过通信单元与处理器连接。

2.根据权利要求1所述的机井水电双控控制系统，其特征在于机井双控控制箱还包括多路I/O输入输出端口、多路模拟量输入端口，多路I/O输入输出端口与处理器双向连接，多路模拟量输入端口与处理器的对应输入接口连接。

3.根据权利要求1或2所述的机井水电双控控制系统，其特征在于还包括三相降压变压器出线开关，所示三相降压变压器出线开关连接于三相降压变压器与水泵启停开关之间的线路上。

4.根据权利要求1或2所述的机井水电双控控制系统，其特征在于机井双控控制箱还包括存储器、显示屏和RFID射频卡读写模块，存储器和RFID射频卡读写模块与处理器双向连接，处理器的对应输出接口与显示屏连接。

5.根据权利要求3所述的机井水电双控控制系统，其特征在于机井双控控制箱还包括存储器、显示屏和RFID射频卡读写模块，存储器和RFID射频卡读写模块与处理器双向连接，处理器的对应输出接口与显示屏连接。

6.根据权利要求1或2所述的机井水电双控控制系统，其特征在于通信模块包括全网通GPRS通信模块、LORA无线模块和RS485有线通信接口，全网通GPRS通信模块、LORA无线模块和RS485有线通信接口均与处理器连接。

7.根据权利要求3所述的机井水电双控控制系统，其特征在于通信模块包括全网通GPRS通信模块、LORA无线模块和RS485有线通信接口，全网通GPRS通信模块、LORA无线模块和RS485有线通信接口均与处理器连接。

8.根据权利要求4所述的机井水电双控控制系统，其特征在于存储器为NAND-FLASH存储器，显示屏为4.3寸的TFT宽温液晶显示屏。

9.根据权利要求5所述的机井水电双控控制系统，其特征在于存储器为NAND-FLASH存储器，显示屏为4.3寸的TFT宽温液晶显示屏。