CN210838996U - 配电网终端的供电装置及配电网终端 - Google Patents

配电网终端的供电装置及配电网终端 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种配电网终端的供电装置及配电网终端。该装置包括输入电路、变压器、输出电路、滤波电路、控制电路、数据采集电路、储能电源以及无线通信组件;输入电路与滤波电路连接;滤波电路与变压器连接,变压器与输出电路连接;数据采集电路与输入电路、输出电路、储能电源以及控制电路连接;控制电路与无线通信组件连接。通过数据采集电路采集输入电路的输入、经过变压器变压以及滤波电路滤波之后输出电路的输出以及储能电源的状态参数,并发送至控制电路,然后控制电路通过无线通信组件将这些数据上传到主站,使得主站能够及时的对配电网终端的电源进行故障监测,避免了进行人工现场排查故障的步骤,提高了维护效率。

Description

配电网终端的供电装置及配电网终端
技术领域
本申请涉及电力供电技术领域,特别是涉及一种配电网终端的供电装置及配电网终端。
背景技术
配电网终端设备在当前电力建设和配网建设当中有着广泛的使用,是电力配网实现全面监测和控制的主要技术手段,配电网终端设备需要在市电断电的之后立即无缝的投切到线路中,但是配电网终端设备的工作环境都相对比较恶劣,配电网终端设备的电源故障率较大,一旦配电网终端设备的电源发生故障,配电网终端设备将无法正常使用。
传统的配电网终端设备的电源在出现故障之后,往往是需要人工对配电网终端设备进行现场排查,当排查到有故障设备之后,再来对配电网终端设备的电源进行维护管理,维护效率低。
实用新型内容
基于此,有必要针对维护效率低的问题,提供一种提高维护效率的配电网终端的供电装置及配电网终端。
一种配电网终端的供电装置,该装置包括:输入电路、变压器、输出电路、滤波电路、控制电路、数据采集电路、储能电源以及无线通信组件;输入电路与滤波电路连接;滤波电路与变压器连接,变压器与输出电路连接;输出电路连接储能电源;数据采集电路与输入电路、输出电路、储能电源以及控制电路连接;控制电路与无线通信组件连接。
上述装置,通过数据采集电路采集输入电路的输入、经过变压器变压以及滤波电路滤波之后输出电路的输出以及储能电源的状态参数,并发送至控制电路,然后控制电路通过无线通信组件将这些数据上传到主站,使得主站能够及时的对配电网终端的电源进行故障监测,避免了进行人工现场排查故障的步骤,提高了维护效率。
在其中一个实施例中,供电装置还包括显示电路,显示电路与控制电路连接。通过设置显示电路,能够在显示界面上显示出储能电源的状态数据,方便运维人员直观的了解储能电源的工作状态。
在其中一个实施例中,供电装置还包括告警装置,告警装置与控制电路连接。通过设置告警装置,可以接收控制电路发送的控制信号,进行告警提示。
在其中一个实施例中,告警装置包括蜂鸣器以及报警闪烁灯,蜂鸣器以及报警闪烁灯均与控制电路连接。通过蜂鸣器能够进行声音报警,通过报警闪烁灯能够进行光信号报警,采用多种信号类型的报警方式,防止运维人员无法及时了解到恶劣环境中的配电网终端设备发出的报警信号。
在其中一个实施例中,供电装置还包括按键功能转换装置,按键功能转换装置与控制电路连接。
在其中一个实施例中,数据采集电路包括电压互感器、电流互感器、温度传感器以及湿度传感器;电压互感器、电流互感器、温度传感器以及湿度传感器均连接输入电路、输出电路、储能电源以及控制电路。
通过设置电压互感器、电流互感器、温度传感器以及湿度传感器,能够采集各种不同类型的数据信息,方便主站能够准确的对供电装置的状态进行监测。
在其中一个实施例中,该供电装置还包括供电组件,供电组件与数据采集电路、控制电路以及无线通信组件连接。通过设置供电组件对控制电路、无线通信组件以及数据采集电路进行供电,能够保证在断电的情况下,也能为供电装置提供工作电源,保障供电装置的稳定运行。
在其中一个实施例中,无线通信组件包括4G无线通信器,4G无线通信器与控制电路连接。通过设置4G无线通信器,能够提高数据传输效率,且能够保证传输过程中信号的稳定性。
在其中一个实施例中,供电组件包括铅酸蓄电池,铅酸蓄电池与数据采集电路、控制电路以及无线通信组件连接。
一种配电网终端,该配电网终端包括配电网终端设备以及上述的供电装置,配电网终端设备与供电装置连接。
附图说明
图1为一实施例中配电网终端的供电装置结构框图;
图2为一实施例中配电网终端的内部电路原理框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在一个实施例中,如图1所示,提供了一种配电网终端的供电装置,该装置包括输入电路、变压器、输出电路、滤波电路、控制电路、数据采集电路、储能电源以及无线通信组件;输入电路与滤波电路连接;滤波电路与变压器连接,变压器与输出电路连接;输出电路连接储能电源;数据采集电路与输入电路、输出电路、储能电源以及控制电路连接;控制电路与无线通信组件连接。
其中,输入电路用于接入输入电压(例如220V市电),滤波电路则用于对输入电压进行滤波处理,滤波电路包括有滤波电容等元器件组成,是现有的常规技术,在此不做赘述,变压器则用于对输入电压进行降压,并输出至输出电路,输出电路通过与储能电源连接(储能电源可以是储能电池或者超级储能电容或者铅酸蓄电池等等),将输出电压输送至储能电源来对储能电源进行充电,储能电源与配电网终端设备连接,通过储能电源的放电来为配电网终端设备提供电源。可以理解,当输入电路接入有市电时,此时能够通过市电对储能电源进行充电,储能电源在充电的过程中还会为配电网终端设备供电,而当市电出现断电的情况下,此时只能通过储能电源中存储的电能来为配电网终端设备进行供电。进一步的,在一个实施例中,输出电路在连接储能电源之外,还可以直接连接配电网终端设备的其它负载,来为配电网终端设备的其它负载进行供电。需要说明的是,配电网终端设备可以是DTU(Data Transfer unit,数据传输单元)或者FTU(Feeder Terminal Unit,配电开关监控终端)或者远传型故障指示器等等。
数据采集电路中可以采用多种不同类型的传感器来对输入电路、输出电路以及储能电源进行数据采集,其中的数据包括有供电装置的输入电流电压、供电装置的输出电流电压、储能电源的状态、储能电源的充放电状态、储能电源的充放电温度等。例如通过电压互感器和电流互感器等采集输入电路的输入电流电压、输出电路的输出电流电压以及储能电源的充放电状态数据,通过湿度传感器等采集储能电源的湿度等等,然后将采集到的这些数据进行转换,例如转换为电信号或数字信号等发送给控制电路。
控制电路中可以采用MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)或者处理芯片等等作为控制核心,并烧录相应的控制软件程序,实现控制管理功能(例如微控制单元可以根据数据采集电路采集的数据,判断储能电源的状态,来相应的控制告警装置进行报警等等)。控制电路接收数据采集电路采集的数据之后,再将该数据发送至无线通信组件,无线通信组件可以是现有的4G通信模块或者2G通信模块或者WIFI无线通信模块等等,无线通信组件具有无线通讯功能,可以与远程的主站(例如可以是远程电网监测平台)进行无线通信,将控制电路发送的数据进行打包,通过无线公网基站将打包之后的数据上传给远程的主站,使得主站能够对无线通信组件发送的打包后的数据进行分析,以此来实现对配电网终端设备的供电装置进行监测。
上述装置,通过数据采集电路采集输入电路的输入、经过变压器变压以及滤波电路滤波之后输出电路的输出以及储能电源的状态参数,并发送至控制电路,然后控制电路通过无线通信组件将这些数据上传到主站,使得主站能够及时的对配电网终端的电源进行故障监测,避免了进行人工现场排查故障的步骤,提高了维护效率。
在一个实施例中,该供电装置还包括显示电路,显示电路与控制电路连接。其中,显示电路是包含显示屏的集成电路,显示屏可以是OLED显示屏(OrganicLight-EmittingDiode,有机电激光显示)等等,控制电路可以发送储能电源的充放电电流、充放电电压、充放电温度以及湿度等参数信息至显示屏,然后通过显示屏的显示界面来进行显示。通过设置显示电路,能够在显示界面上显示出储能电源的状态数据,方便运维人员直观的了解储能电源的工作状态。
在一个实施例中,供电装置还包括告警装置,告警装置与控制电路连接。通过设置告警装置,可以接收控制电路发送的控制信号,进行告警提示。进一步的,在一个实施例中,告警装置包括蜂鸣器以及报警闪烁灯,蜂鸣器以及报警闪烁灯均与控制电路连接。通过蜂鸣器能够进行声音报警,通过报警闪烁灯能够进行光信号报警,采用多种信号类型的报警方式,防止运维人员无法及时了解到恶劣环境中的配电网终端设备发出的报警信号。
在一个实施例中,数据采集电路包括电压互感器、电流互感器、温度传感器以及湿度传感器;电压互感器、电流互感器、温度传感器以及湿度传感器均连接输入电路、输出电路、储能电源以及控制电路。其中,电压互感器用于采集电压数据,电流互感器用于采集电流数据,温度传感器可以采集温度数据,湿度传感器可以采集湿度数据,例如通过电压互感器采集输入电路的输入电压、输出电路的输出电压以及储能电源的充放电电压,温度传感器可以采集储能电源的充放电温度等等。通过设置电压互感器、电流互感器、温度传感器以及湿度传感器,能够采集各种不同类型的数据信息,方便主站能够准确的对供电装置的状态进行监测。
在一个实施例中,该供电装置还包括供电组件,供电组件与数据采集电路、控制电路以及无线通信组件连接。通过设置供电组件对控制电路、无线通信组件以及数据采集电路进行供电,能够保证在断电的情况下,也能为供电装置提供工作电源,保障供电装置的稳定运行。进一步的,供电组件包括铅酸蓄电池,铅酸蓄电池与数据采集电路、控制电路以及无线通信组件连接,供电组件600以铅酸蓄电池或者锂电池作为核心电源,以提供电能给控制电路、无线通信组件以及数据采集电路。
在一个实施例中,无线通信组件包括4G无线通信器,4G无线通信器与控制电路连接。通过设置4G无线通信器,能够提高数据传输效率,且能够保证传输过程中信号的稳定性。
在一个实施例中,供电装置还包括按键功能转换装置,按键功能转换装置与控制电路连接。
在一个实施例中,如图2所示,提供了配电网终端供电装置的内部电路,包括有从左至右依次连接的输入EMC(electromagnetic compatibility,电磁兼容性),高压整流滤波(可作为供电装置的滤波电路),PWM控制(Pulse width modulation,脉冲宽度调制),功率变换(可作为供电装置的变压器),输出整流滤波以及输出检测保护。其中,输入EMC用于检测电磁干扰大小以及抗电磁干扰能力,可以采用现有技术中的相应器件进行检测,高压整流滤波用于对输入的市电进行滤波,可以采用现有技术中的滤波电路等,PWM控制可以采用脉冲宽度调制器来调制输入电压的脉冲宽度,从而稳定输入电压,功率变换可以采用变压器等相关变压设备,通过功率变换之后得到大小适当的输出电压,输出整流滤波则用于再次进行滤波处理,输出检测保护可以是保护开关等器件组成,例如当输出的电压或电流过大时,输出检测保护自动断开,输出检测保护将最终的输出电压输送至配电网终端设备的相关负载,使得输入的市电最终为配电网终端设备的相关负载进行供电,例如通过输出端口Vo+以及输出端口Vo-与配电网终端设备的相关负载中的正极输入端以及负极输入端连接。
在图2中还包括有辅助电源(可以作为供电装置中的供电组件),辅助电源连接高压整流滤波和监测与控制电路,例如辅助电源可以是储能电容,当有市电从输入端口ACL、输入端口CAN以及输入端口PE(接地端)输入时,此时辅助电源可以为监测与控制电路提供电源,当没有市电输入时,辅助电源还可以通过PWM控制将存储的电能输送给配电网终端设备。
在图2中还包括有按键功能转换,连接监测与控制电路,用于运维人员通过按键键盘输入相应的按键指令给监测与控制电路。监测与控制电路连接有OLED显示(OrganicLight-Emitting Diode,有机电激光显示),可以显示监测与控制电路发送过来的数据信息,例如电池的充放电温度以及电池湿度等等。
在图2中,监测与控制电路还连接有电池活化管理、电池充电管理、电池放电管理、电池内阻温度监测、输出检测保护、电池输入输出检测保护等。电池活化管理连接有电池(即上述的储能电源),用于在电池长时间闲置时,通过输出大电流等对电池进行活化。电池放电管理连接有电池(即上述的储能电源),可以是相应的管理芯片,例如芯片MP2636等,电池内阻温度监测连接有电池(即上述的储能电源),可以是温度传感器,通过采集电池内阻温度并发送至监测与控制电路。电池充电管理连接电池输入输出检测保护,电池充电管理也可以是相应的管理芯片,例如芯片SNC201等。电池输入输出检测保护可以连接电池(即上述的储能电源),包括有B+端口以及B-端口,B+端口可以与储能电源的正极输入端连接,B-端口可以与储能电源的负极输入端连接,电池输入输出检测保护是现有的常规技术,在此不再赘述。
在一个实施例中,提供了一种配电网终端,该配电网终端包括配电网终端设备以及上述的供电装置,配电网终端设备与供电装置连接。其中,配电网终端设备即上文提到的包括DTU(Data Transfer unit,数据传输单元)或者FTU(Feeder Terminal Unit,配电开关监控终端)或者远传型故障指示器等等。
供电装置与配电网终端设备为两个分别独立的器件,通过使用供电装置来为配电网终端设备供电具有较强的兼容性,适合多种场合的使用,方便对现有的配电网终端设备进行改造,而且供电装置的维护效率更高,进一步能够提高配电网终端设备的在线率,也增加了配电网终端设备的使用寿命。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种配电网终端的供电装置,其特征在于,所述的装置包括:输入电路、变压器、输出电路、滤波电路、控制电路、数据采集电路、储能电源以及无线通信组件;
所述输入电路与所述滤波电路连接;所述滤波电路与所述变压器连接,所述变压器与所述输出电路连接;所述输出电路连接所述储能电源;所述数据采集电路与所述输入电路、所述输出电路、所述储能电源以及所述控制电路连接;所述控制电路与所述无线通信组件连接。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述的装置还包括显示电路,所述显示电路与所述控制电路连接。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述的装置还包括告警装置,所述告警装置与所述控制电路连接。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述告警装置包括蜂鸣器以及报警闪烁灯,所述蜂鸣器以及所述报警闪烁灯均与所述控制电路连接。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述的装置还包括按键功能转换装置,所述按键功能转换装置与所述控制电路连接。
6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述数据采集电路包括电压互感器、电流互感器、温度传感器以及湿度传感器;所述电压互感器、电流互感器、温度传感器以及湿度传感器均连接所述输入电路、所述输出电路、所述储能电源以及所述控制电路。
7.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述的装置还包括供电组件,所述供电组件与所述数据采集电路、所述控制电路以及所述无线通信组件连接。
8.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述无线通信组件包括4G无线通信器,所述4G无线通信器与所述控制电路连接。
9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述供电组件包括铅酸蓄电池,所述铅酸蓄电池与所述数据采集电路、所述控制电路以及所述无线通信组件连接。
10.一种配电网终端,其特征在于,所述的配电网终端包括配电网终端设备以及上述权利要求1-9任意一项所述的供电装置,所述配电网终端设备与所述供电装置连接。
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