CN211089133U - 配电网故障预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种配电网故障预警装置，包括有断路器，断路器与配电站输出的三相母线电连接，断路器输出的三相母线作为负载的输入端，电流互感器组的输入端分别与三相母线电连接，电流互感器组的输出端作为电流检测模块的输入端，电流检测模块的输出端与微控制器的采样端电连接，备用开关组的输入端分别与配电站的三相输出母线电连接，备用开关组的输出端分别用户断路器的三相输出端电连接，通讯模块与微控制电连接，继电器组的一端与微控制器的控制端电连接；该装置可以检测配电站送电后输电线路的上电情况，若有一路出现故障，则备用开关立即动作，保证送点正常，同时可以及时通知运维人员前去检修。

Description

配电网故障预警装置

技术领域

本实用新型涉及配电安全技术领域，具体涉及一种配电网故障预警装置。

背景技术

配电网是电网中起电能分配作用的网络，直接连接着发输电系统和用户，是电能到达客户的"最后一公里"。配电网停电工作是当前保障配电网安全可靠运行的关键技术管理手段。

目前配电站都是由控制中心通过控制断路器实现分时段和分区域停电，整个电力调控过程实现自动化，但断路器一般都是放置在室外，长时间使用，或导致断路器的灵敏度下降，进而导致重合闸失败，导致配电网络的按计划停电运行受阻，因此，为了提高配电网络的健壮性，需要设置备用开关装置用于电力运行中断路器故障的应急处理。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决断路器故障导致的按计划送电失效的问题，提出了一种配电网故障预警装置，该装置可以检测配电站送电后输电线路的上电情况，若有一路出现故障，则备用开关立即动作，保证送点正常，同时可以及时通知运维人员前去检修。

为实现上述技术目的，本实用新型提供的一种技术方案是，一种配电网故障预警装置，包括有断路器、电流互感器组、电流检测模块、微控制器、通讯模块、继电器组以及备用开关组，所述断路器与配电站输出的三相母线电连接，断路器输出的三相母线作为负载的输入端，所述电流互感器组的输入端分别与三相母线电连接，所述电流互感器组的输出端作为电流检测模块的输入端，所述电流检测模块的输出端与微控制器的采样端电连接，所述备用开关组的输入端分别与配电站的三相输出母线电连接，所述备用开关组的输出端分别用户断路器的三相输出端电连接，所述通讯模块与微控制电连接用于将故障信息传送至远程终端，所述继电器组的一端与微控制器的控制端电连接，所述继电器的另一端接地，所述继电器组用于分别控制断路器和备用开关组的开断。

本方案中，当配电网到规定时间需要送电上网时，控制断路器合闸，如果断路器没有故障，则上网成功，电流互感器检测配合电路检测模块采集各相母线的电能情况，当三相母线都有电流流通，表示断路器无故障，送电正常；当电路检测模块检测到有一路无电流流通，微控制器采集故障信息，并将故障信息输送给远程终端，同时，微控制器控制故障断路器两端连接的备用开关，进行合闸操作，保证输电正常。

作为优选，所述电流互感器组包括第一电流互感器组、第二电流互感器组以及第三电流互感器组，所述第一电流互感器的输入端与第一相母线电连接，所述第一电流互感器的输出端与电流检测模块的第一输入端电连接，所述第二电流互感器的输入端与第二相母线电连接，所述第二电流互感器的输出端与电流检测模块的第二输入端电连接；所述第三电流互感器的输入端与第三相母线电连接，所述第三电流互感器的输出端与电流检测模块的第三输入端电连接。

作为优选，所述电流检测模块的第一输出端与微控制器的第一检测端电连接，所述电流检测模块的第二输出端与微控制器的第二检测端电连接，所述电流检测模块的第三输出端与微控制器的第三检测端电连接。

作为优选，所述备用开关组包括第一备用开关、第二备用开关以及第三备用开关，所述第一备用开关的输入端与断路器的第一相输入母线电连接，所述第一备用开关的输出端与断路器的第一相输出母线电连接；所述第二备用开关的输入端与断路器的第二相输入母线电连接，所述第二备用开关的输出端与断路器的第二相输出母线电连接；所述第三备用开关的输入端与断路器的第三相输入母线电连接，所述第三备用开关的输出端与断路器的第三相输出母线电连接。

作为优选，所述继电器组包括有热继电器K1和定时继电器K2，热继电器K1和定时继电器K2的正极端分别与微控制器的控制端电连接，所述热继电器K1和定时继电器K2负极端与微控制器的接地端连接，所述热继电器K1包括有四个动触头，所述四个动触头分别为：动触头J1-1、动触头J1-2、动触头J1-3以及动触头J1-4，所述定时继电器K2包括有动触头J2-1以及动触头J2-2，所述动触头J1-1与电源负极电连接，所述动触头J1-2与电源正极端电连接，所述动触头J1-3与动触头J2-1电连接，所述动触头J2-1与第一备用开关的第一端电连接，所述动触头J1-4与动触头J2-2电连接，所述动触头J2-2与第一备用开关的第二端电连接。

本方案中，当第一备用开关未被触发时，动触头J2-1和动触头J2-2是断开的，当第一备用开被触发时，动触头J2-1和动触头J2-2是闭合的，此时第一备用开关开始动作，实现输电操作。

作为优选，所述第一备用开关、第二备用开关以及第三备用开关的结构相同，所述第一备用开关包括有联动板、电机以及闸刀，所述电机的输入正极端与动触头J2-2的第二端电连接，所述电机的输入负极端与动触头J2-1的第二端电连接，所述联动板与电机传动连接，所述闸刀与联动板铰接，所述闸刀的一端与断路器的第一相输入母线电连接，所述闸刀的第二端与断路器的第一相输出母线电连接。

本方案中，初始状态下，动触头J1-1和动触头J1-4连通，动触头J1-2与动触头J1-3连通，当第一备用开关未被触发时，动触头J2-1和动触头J2-2是断开的，电机不动作，闸刀开闸；当第一备用开被触发时，动触头J1-1和动触头J1-3连通，动触头J1-2与动触头J1-4连通，动触头J2-1和动触头J2-2是闭合的，电机正转，闸刀合闸，故障线路导通；当故障排除后，需要闸刀开闸，此时，热继电器断电，动触头J1-1和动触头J1-4连通，动触头J1-2与动触头J1-3连通，电机反转，闸刀开闸，开闸完成后，时间继电器K2断电，动触头J2-1和动触头J2-2断开，故障解除。

作为优选，所述的联动板包括有上臂、U型架、托板和绝缘凸块，所述U型架与上臂固定连接，所述上臂与电机的传动轴传动连接，托板上设置有允许U型架上下移动的通孔，所述绝缘凸块设置有 U型架的底端，所述绝缘凸块与重合闸的闸刀铰接。

本方案中，由于闸刀带有母线电压，与闸刀铰接的凸块采用绝缘材质制成，避免了对重合闸驱动装置内的元器件造成损坏。

作为优选，所述微控制器为AT89C51型号单片机。本方案中，AT89C51型号单片机性能稳定，拓展性能好。

本实用新型的有益效果：该装置可以检测配电站送电后输电线路的上电情况，若有一路出现故障，则备用开关立即动作，保证送电正常，同时可以及时通知运维人员前去检修，能够显著提高输电线路的故障预警和处理能力。

附图说明

图1为本实用新型的一种配电网故障预警装置的结构示意图。

图2为本实用新型的一种配电网故障预警装置的备用开关装置结构图。

图中标记说明：1-配电站、2-断路器、3-负载、4-电流互感器组、5-电流检测模块、6-微控制器、7-继电器组、21-第一备用开关、22-第二备用开关、23-第三备用开关、61-电源、62-通讯模块、211-电机、212-传动轴、213-上臂、214-托板、215-U型架、216-绝缘凸块、217-闸刀。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本实用新型的一种最佳实施例，仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种配电网故障预警装置，由断路器2、电流互感器组4、电流检测模块5、微控制器6、通讯模块62、继电器组7以及备用开关组组成，采用AT89C51型号单片机性能稳定、拓展性能好，将其作为微处理器；断路器2与配电站1输出的三相母线电连接，断路器2输出的三相母线作为负载3的输入端，电流互感器组4的输入端分别与三相母线电连接，电流互感器组4的输出端作为电流检测模块5的输入端，电流互感器组4由第一电流互感器组4、第二电流互感器组4以及第三电流互感器组4组成，第一电流互感器的输入端与第一相母线电连接，第一电流互感器的输出端与电流检测模块5的第一输入端电连接，第二电流互感器的输入端与第二相母线电连接，第二电流互感器的输出端与电流检测模块5的第二输入端电连接；第三电流互感器的输入端与第三相母线电连接，第三电流互感器的输出端与电流检测模块5的第三输入端电连接，电流检测模块5的第一输出端与微控制器6的第一检测端电连接，电流检测模块5的第二输出端与微控制器6的第二检测端电连接，电流检测模块5的第三输出端与微控制器6的第三检测端电连接；备用开关组的输入端分别与配电站1的三相输出母线电连接，备用开关组的输出端分别用户断路器2的三相输出端电连接，通讯模块62（GPRS通讯模块62）与微控制电连接用于将故障信息传送至远程终端，继电器组7的一端与微控制器6的控制端电连接，继电器的另一端接地，继电器组7用于分别控制断路器2和备用开关组的开断。

本实施例中，当配电网到规定时间需要送电上网时，控制断路器2合闸，如果断路器2没有故障，则上网成功，电流互感器检测配合电路检测模块采集各相母线的电能情况，当三相母线都有电流流通，表示断路器2无故障，送电正常；当电路检测模块检测到有一路无电流流通，微控制器6采集故障信息，并将故障信息输送给远程终端，同时，微控制器6控制故障断路器2两端连接的备用开关，进行合闸操作，保证输电正常。

备用开关组包括第一备用开关21、第二备用开关22以及第三备用开关23，第一备用开关21的输入端与断路器2的第一相输入母线电连接，第一备用开关21的输出端与断路器2的第一相输出母线电连接；第二备用开关22的输入端与断路器2的第二相输入母线电连接，第二备用开关22的输出端与断路器2的第二相输出母线电连接；第三备用开关23的输入端与断路器2的第三相输入母线电连接，第三备用开关23的输出端与断路器2的第三相输出母线电连接。

继电器组7一共拥有四组热继电器和定时继电器组7成的继电器组7，分别控制第一备用开关21、第二备用开关22、第三备用开关23以及断路器2的动作，如图2所示，是第一组继电器组控制第一备用开关21的结构图，其中第一备用开关21、第二备用开关22以及第三备用开关23的结构相同，第一继电器组7由热继电器K1和定时继电器K2组成，热继电器K1和定时继电器K2的正极端分别与微控制器6的控制端电连接，热继电器K1和定时继电器K2负极端与微控制器6的接地端连接，热继电器K1包括有四个动触头，四个动触头分别为：动触头J1-1、动触头J1-2、动触头J1-3以及动触头J1-4，定时继电器K2包括有动触头J2-1以及动触头J2-2，动触头J1-1与电源61负极电连接，动触头J1-2与电源61正极端电连接，动触头J1-3与动触头J2-1电连接，动触头J2-1与第一备用开关21的第一端电连接，动触头J1-4与动触头J2-2电连接，动触头J2-2与第一备用开关21的第二端电连接。

第一备用开关21包括有联动板、电机211以及闸刀217，电机211的输入正极端与动触头J2-2的第二端电连接，电机211的输入负极端与动触头J2-1的第二端电连接，联动板与电机211传动连接，闸刀217与联动板铰接，闸刀217的一端与断路器2的第一相输入母线电连接，闸刀217的第二端与断路器2的第一相输出母线电连接；联动板由上臂213、U型架215、托板214和绝缘凸块216组成，U型架215与上臂213固定连接，上臂213与电机211的传动轴212传动连接，托板214上设置有允许U型架215上下移动的通孔，绝缘凸块216设置有 U型架215的底端，绝缘凸块216与重合闸的闸刀217铰接。

本实施例中，由于闸刀217带有母线电压，与闸刀217铰接的凸块采用绝缘材质制成，避免了对重合闸驱动装置内的元器件造成损坏；初始状态下，动触头J1-1和动触头J1-4连通，动触头J1-2与动触头J1-3连通，当第一备用开关21未被触发时，动触头J2-1和动触头J2-2是断开的，电机211不动作，闸刀217开闸；当第一备用开被触发时，动触头J1-1和动触头J1-3连通，动触头J1-2与动触头J1-4连通，动触头J2-1和动触头J2-2是闭合的，电机211正转，闸刀217合闸，故障线路导通；当故障排除后，需要闸刀217开闸，此时，热继电器断电，动触头J1-1和动触头J1-4连通，动触头J1-2与动触头J1-3连通，电机211反转，闸刀217开闸，开闸完成后，时间继电器K2断电，动触头J2-1和动触头J2-2断开，故障解除。

以上所述之具体实施方式为本实用新型一种配电网故障预警装置的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种配电网故障预警装置，其特征在于：包括有断路器、电流互感器组、电流检测模块、微控制器、通讯模块、继电器组以及备用开关组，所述断路器与配电站输出的三相母线电连接，断路器输出的三相母线作为负载的输入端，所述电流互感器组的输入端分别与三相母线电连接，所述电流互感器组的输出端作为电流检测模块的输入端，所述电流检测模块的输出端与微控制器的采样端电连接，所述备用开关组的输入端分别与配电站的三相输出母线电连接，所述备用开关组的输出端分别用户断路器的三相输出端电连接，所述通讯模块与微控制电连接用于将故障信息传送至远程终端，所述继电器组的一端与微控制器的控制端电连接，所述继电器的另一端接地，所述继电器组用于分别控制断路器和备用开关组的开断。

2.根据权利要求1所述的一种配电网故障预警装置，其特征在于：所述电流互感器组包括第一电流互感器组、第二电流互感器组以及第三电流互感器组，所述第一电流互感器的输入端与第一相母线电连接，所述第一电流互感器的输出端与电流检测模块的第一输入端电连接，所述第二电流互感器的输入端与第二相母线电连接，所述第二电流互感器的输出端与电流检测模块的第二输入端电连接；所述第三电流互感器的输入端与第三相母线电连接，所述第三电流互感器的输出端与电流检测模块的第三输入端电连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种配电网故障预警装置，其特征在于：所述电流检测模块的第一输出端与微控制器的第一检测端电连接，所述电流检测模块的第二输出端与微控制器的第二检测端电连接，所述电流检测模块的第三输出端与微控制器的第三检测端电连接。

4.根据权利要求1所述的一种配电网故障预警装置，其特征在于：所述备用开关组包括第一备用开关、第二备用开关以及第三备用开关，所述第一备用开关的输入端与断路器的第一相输入母线电连接，所述第一备用开关的输出端与断路器的第一相输出母线电连接；所述第二备用开关的输入端与断路器的第二相输入母线电连接，所述第二备用开关的输出端与断路器的第二相输出母线电连接；所述第三备用开关的输入端与断路器的第三相输入母线电连接，所述第三备用开关的输出端与断路器的第三相输出母线电连接。

5.根据权利要求4所述的一种配电网故障预警装置，其特征在于：所述继电器组包括有热继电器K1和定时继电器K2，热继电器K1和定时继电器K2的正极端分别与微控制器的控制端电连接，所述热继电器K1和定时继电器K2负极端与微控制器的接地端连接，所述热继电器K1包括有四个动触头，所述四个动触头分别为：动触头J1-1、动触头J1-2、动触头J1-3以及动触头J1-4，所述定时继电器K2包括有动触头J2-1以及动触头J2-2，所述动触头J1-1与电源负极电连接，所述动触头J1-2与电源正极端电连接，所述动触头J1-3与动触头J2-1电连接，所述动触头J2-1与第一备用开关的第一端电连接，所述动触头J1-4与动触头J2-2电连接，所述动触头J2-2与第一备用开关的第二端电连接。

6.根据权利要求5所述的一种配电网故障预警装置，其特征在于：所述第一备用开关、第二备用开关以及第三备用开关的结构相同，所述第一备用开关包括有联动板、电机以及闸刀，所述电机的输入正极端与动触头J2-2的第二端电连接，所述电机的输入负极端与动触头J2-1的第二端电连接，所述联动板与电机传动连接，所述闸刀与联动板铰接，所述闸刀的一端与断路器的第一相输入母线电连接，所述闸刀的第二端与断路器的第一相输出母线电连接。

7.根据权利要求6所述的一种配电网故障预警装置，其特征在于：所述的联动板包括有上臂、U型架、托板和绝缘凸块，所述U型架与上臂固定连接，所述上臂与电机的传动轴传动连接，托板上设置有允许U型架上下移动的通孔，所述绝缘凸块设置有 U型架的底端，所述绝缘凸块与重合闸的闸刀铰接。

8.根据权利要求4所述的一种配电网故障预警装置，其特征在于：所述微控制器为AT89C51型号单片机。

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