CN210296879U - 一种环网柜状态监测集成装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于电力监测设备技术领域，公开了一种环网柜状态监测集成装置，装置本体的外壳内部通过螺栓固定有控制器，外壳外侧嵌装有显示屏，外壳内部设置有与输入电路电连接的电压互感器和电流互感器，外壳内壁通过螺栓固定有温湿度传感器，外壳内部设置有与电缆头连接的接触式温度传感器；控制器电连接有两路LED警示灯，控制器通过一路RS485接口与外部智能设备连接，通过另一路RS485接口与无线终端连接。本实用新型具有状态信息监测功能，通过对环网柜关键状态参数进行监测、记录，并进行智能分析，以达到预警环网柜的运行故障、提前干预以消除事故的发生，运行可靠，经济效益显著。

Description

一种环网柜状态监测集成装置
技术领域
本实用新型属于电力监测设备技术领域，尤其涉及一种环网柜状态监测集成装置。
背景技术
目前，业内最接近的现有技术是：
智能电网是未来电力的发展方向，对于电力设备制造商来说，如何在发、输、变、配、用电整个环节实现管控一体化、互动化才是未来发展的焦点。提供从发电到用电整个价值链中的自动化、IT和可控制的电力设备来满足智能电网的需求，无疑是未来电力市场的核心所在。首先，随着电网智能化的发展，一二次设备融合需求明显，一次设备智能化，内嵌测量、计量、继保、检测、控制等功能。其次，随着计算机技术的日趋成熟，微机保护开发门槛降低，低价竞争日益激烈，只有控制好成本才能立足市场。开关柜小型化给保护安装空间带来不少困扰。再次，将保护嵌入到一次设备中，减少用户布线。
目前市场上用于对环网柜状态监测的装置都是分开的监测装置，分别为温湿度控制、微机综合保护、开关状态监测、电流电压测量，集成度不高，若要在开关柜二次室装需要开4个孔，走线复杂。而且目前市场上的测温、电流电压表不具备大屏显示及数据分析功能。
综上所述，现有技术存在的缺陷是：
(1)目前市场上都是分开的监测装置，集成度不高，若要在开关柜二次室装需要开4个孔，走线复杂。
(2)目前市场上的测温、电流电压表不具备大屏显示及数据分析功能。
(3)电缆头温升均由电流过大而引起，而现有装置测量电缆头温度一套装置、测量电流一套装置，数据不具有对应关系。
解决上述技术问题的难度：
(1)环境适应性差。环网柜有些会安装东北以及西北部温度的变化较大，可能达到-40℃～75℃。因此，要选择对应的高质量工业标准元器件，保证装置在恶劣环境下正常运行。
(2)元器件性能不高。例如如果高速采样的A/D芯片性能不稳定，就会严重影响A/D采样的正确性，自然无法正确采集电压电流。
(3)装置集成度高，体积小，各个元器件散热问题处理，若处理不好容易造成死机现象。
解决上述技术问题的意义：
通过对电缆头温度变化的监测，预警开关柜体的温升，预防设备过热导致的电力事故发生。通过抗凝露加热单元调节设备运行环境湿度，延迟了设备本体及二次元件的使用寿命。在线的电流电压以及零序电流检测，及时诊断接地、高压、低压等故障并发出告警信号。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种环网柜状态监测集成装置。
本实用新型是这样实现的，一种环网柜状态监测集成装置设置有：
装置本体；
所述装置本体的外壳内部通过螺栓固定有STM32F103VET6控制器，外壳外侧嵌装有显示屏，外壳内部设置有与输入电路电连接的电压互感器TR31140C和电流互感器TR2155-2C，外壳内壁通过螺栓固定有温湿度传感器，外壳内部设置有与电缆头连接的接触式温度传感器，控制器与显示屏、电压互感器、电流互感器、温湿度传感器、接触式温度传感器电连接；
所述控制器电连接有两路LED警示灯，控制器通过一路RS485接口与外部智能设备连接，通过另一路RS485接口与无线终端连接。
进一步，所述装置本体的外壳侧面嵌装有6路开入量采集接口，开入量采集接口与控制器电连接，用以光电隔离式采集开关状态信息。
综上所述，本实用新型的优点及积极效果为：
1、通过对电缆头温度变化的监测，预警开关柜体的温升，预防设备过热导致的电力事故发生。
2、通过抗凝露加热单元调节设备运行环境湿度，延迟了设备本体及二次元件的使用寿命。
3、本装置皆在集成度高，功能全，安装只需开一个孔，降低了成本，为规范的开关柜面板开孔提供了最佳的方案。
4、在线的电流电压以及零序电流检测，及时诊断接地、高压、低压等故障并发出告警信号。
本实用新型具有状态信息监测功能，通过对环网柜关键状态参数进行监测、记录，并进行智能分析，以达到预警环网柜的运行故障、提前干预以消除事故的发生，运行可靠，经济效益显著。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的环网柜状态监测集成装置结构示意图；
图中：1、开入量；2、三相电缆头测温传感器；3、环境温度湿度传感器；4、装置本体；5、加热器；6、故障指示灯；7、事故音箱装置；8、电压互感器；9、电流互感器；10、后台数据汇总装置。
图2是本实用新型实施例提供的环网柜状态监测集成装置结构原理图。
图3是本实用新型实施例提供的环网柜状态监测集成装置工作原理图。
图4是本实用新型实施例提供的外接设备与装置本体连接关系表。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种环网柜状态监测集成装置，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。
如图1所示，本实用新型实施例提供的电力系统的环网柜状态监测集成装置包括：开入量1、三相电缆头测温传感器2、环境温度湿度传感器3、装置本体4、加热器5、故障指示灯6、事故音箱装置7、电压互感器8、电流互感器9、后台数据汇总装置10。
装置本体4的壳体为铝合金与钣金，由前壳合后壳组成，前壳与后壳通过连接螺柱使用螺丝连接固定；装置本体4后上下带卡槽，通过专用卡扣上的螺丝固定装置与环网柜连接；
本使用新型在使用时，6路开关装置位置信息通过电缆与装置连接，通过装置本体4内部隔离光耦的开关闭合情况反应环网柜开入量状态信息；3路电压采样通过保护装置电缆直接连接到柜内的电压互感器；4路电流采样通过保护装置电缆直接连接到柜内的电流互感器；RS485接口通过电缆直接连接到柜内电源系统和后台系统；6路开关量输入通过保护装置自带的信号开入电缆直接连接断路器机构的各开关量；3路开关量开出通过保护装置自带的信号开出电缆直接连接柜内事故音响系统、加热系统。
各个外接设备与装置本体4通过电缆线与通信线连接关系如图4所示。
环网柜状态监测集成装置内嵌测量、计量、继保、检测、控制等功能，作为智能环网柜的状态监测核心装置，具有显示友好、良好的功能扩充性能。为环网柜的监测和运维提供了集中的管理手段，将极大的提高环网柜的易维护性，对环网柜可能的故障进行提前预警，使之得到及时的排除和处理。故也将极大的降低环网柜事故的发生率。
环网柜主体采用98×98×100mm(长、宽、深)的外壳。显示屏采用320×240的彩色液晶。环网柜主体通过CT/PT采集三相电流、三相电压量及零序电流数据。通过温湿度传感器采集柜内温湿度数据，通过PT100接触式传感器采集电缆头温度。
环网柜主体具有6路开入量采集接口，用以光电隔离式采集开关状态信息。
环网柜主体有两路LED，来实现告警与故障信息。
环网柜主体具有2路标准的RS485通讯接口，通过MODBUS规约，一路用以扩展集成其他类型的传感器及其他智能设备，另一路用于与DTU通讯。
环网柜状态监测集成装置还具备下挂本地无线通信设备的能力。当装置装配与低压台区改造站时，数据的上传需要从检测装置的RS485端通过有线连接后台，这样费时费力。通过一台RS485转LoRa470无线模块发射数据，再在后台接一套470无线转RS485模块接受数据，这样轻松的实现检测数据的无线通信功能。
采用模拟电路+ARM 32位的CortexTM-M3 CPU+UCOSII操作系统.
装置采用高速数据采集系统和并行处理的MCU系统。
采用ARM 32位的CortexTM-M3单片机，高性能的硬件体系保证了装置对所有采样回路进行并行实时计算，并保持了总线不出芯片的优点，有利于状态监测装置的高可靠性。
电流采集通过CT互感器(天瑞电流互感器TR2155-2C)采集，电压采集通过PT(天瑞电压互感器TR31140C)采集。
本实用新型在使用时，当湿度传感器检测到被检测环境湿度太大(大于等于设定的湿度上限值)，有可能结露时，微处理器自动启动通风机增加通风(或加热器增加环境温度)，以破坏凝露形成的条件，从而达到保护设备的目的，当被检测环境湿度小于等于设定的湿度下限值时，通风机(或加热器)停止工作。
装置可实现限时短路保护逻辑，在短路保护投入时，当任一一相电流I大于整定定值(Izd2)时，经整定延(0-99S可设)时后保护动作。动作时输出告警和故障信号，并弹出SOE记录。电网在正常运行以及发生相间短路时，三相电流之和为零，即系统中无零序电流。只有当系统发生单相接地短路时，才会出现零序电流。正是利用这个原理当零序电流大于零序电流定值时(Izd)，经零序电流告警延时(T)输出告警和故障信号，并弹出SOE记录。
装置的零序电流采集可以选择由专用零序电流互感器接入或者由装置内部计算。由于非直接接地系统中零序电流一般比较小，要求装置检测零序电流的精度相对比较高，因此一般建议采用专用零序电流互感器接入采集方式。
以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种环网柜状态监测集成装置，其特征在于，所述环网柜状态监测集成装置设置有：
装置本体；
所述装置本体的外壳内部通过螺栓固定有控制器，外壳外侧嵌装有显示屏，外壳内部设置有与输入电路电连接的电压互感器和电流互感器，外壳内壁通过螺栓固定有温湿度传感器，外壳内部设置有与电缆头连接的接触式温度传感器，控制器与显示屏、电压互感器、电流互感器、温湿度传感器、接触式温度传感器电连接；
所述控制器电连接有两路LED警示灯，控制器通过一路RS485接口与外部智能设备连接，通过另一路RS485接口与无线终端连接。
2.如权利要求1所述的环网柜状态监测集成装置，其特征在于，所述装置本体的外壳侧面嵌装有多路开入量采集接口，开入量采集接口与控制器电连接。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112055063A (zh) * 2020-08-26 2020-12-08 福建碧霞环保科技有限公司 一种基于人工智能的电力工况物联监控装置及使用方法

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