CN211089142U - 一种相控投切电容器组中继模块及其相控投切装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种相控投切电容器组中继模块及其相控投切装置，包括盒体以及盒体内固定的电路载板；其中所述电路载板上设有主芯片，主芯片通过通信电路连接有至少四个光纤接口，所述主芯片还连接有至少两个电气接口，电气接口和光纤接口均固定在电路载板边缘；所述盒体侧面设有对应电气接口和光纤接口的接入孔；所述盒体外底部侧面延伸出固定边，固定边上设有固定孔；本实用新型中继模块通过多模光纤接口能够与上位机进行远距离通信，基于门电路结构能够实现上位机发送的多种遥控信息接收继而向下级保护单元输出相应的指令信息；具有良好的兼容性和可靠性。

Description

一种相控投切电容器组中继模块及其相控投切装置

技术领域

本实用新型涉及电路控制技术领域，具体而言，为一种相控投切电容器组中继模块及其相控投切装置。

背景技术

随着科技和经济的发展，各种电器及设备对配电系统运行的可靠性、连续性及其智能化有了更高的要求。目前，在常见的二进线柜一联络柜供电系统的电路开关投切中，一般采用继电器和人工投切组合的自投不自复模式。然而，在低压配电房中，进线柜和联络柜之间有一定的距离，每次靠人工手动分、合闸所需时间为2～3分钟左右，在此段时间内用户处于停电状态，从而影响了低压配电系统运行的可靠性、连续性，给用户的正常用电带来干扰和麻烦。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种相控投切电容器组中继模块。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种相控投切电容器组中继模块，包括盒体以及盒体内固定的电路载板；其中所述电路载板上设有主芯片，主芯片通过通信电路连接有至少四个光纤接口，所述主芯片还连接有至少两个电气接口，电气接口和光纤接口均固定在电路载板边缘；所述盒体侧面设有对应电气接口和光纤接口的接入孔；所述盒体外底部侧面延伸出固定边，固定边上设有固定孔。

优选的，上述的相控投切电容器组中继模块中，所述四个光纤接口中包括一组去上级的输入和输出光纤接口以及一组去下级的输入和输出光纤接口。

优选的，上述的相控投切电容器组中继模块中，主芯片包括两组信号收发引脚；主芯片与所述去上级的输入和输出光纤接口之间的通信电路包括：主芯片的其中一组信号接收引脚通过门电路器件连接去上级的输入光纤接口，该组信号发送引脚通过三极管和门电路器件连接去上级的输出光纤接口。

优选的，上述的相控投切电容器组中继模块中，主芯片与所述去下级的输入和输出光纤接口之间的通信电路包括：主芯片的另一组信号接收引脚通过门电路器件连接去下级的输入光纤接口，该组信号发送引脚通过三极管和门电路器件连接去下级的输出光纤接口；去下级的输入光纤接口与去下级的输出光纤接口之间也设有至少一个三极管。

优选的，上述的相控投切电容器组中继模块中，所述门电路器件均为74HC08 门电路器件。

优选的，上述的相控投切电容器组中继模块中，两个电气接口中，其中一个电气接口包括两路总开关状态引脚、两路就地/远程控制引脚、两路调试设置引脚以及两路备用引脚；主芯片与该电气接口之间通过IO电路连接。

优选的，上述的相控投切电容器组中继模块中，两个电气接口中，另一个电气接口包括一路火线引脚、一路零线引脚、一路保护引脚以及一路悬空引脚。

优选的，上述的相控投切电容器组中继模块中，所述IO电路为光耦隔离电路。

优选的，上述的相控投切电容器组中继模块中，所述主芯片为ARM系列芯片的STM32F103RE芯片。

本实用新型还提供一种包括相控投切电容器组中继模块的相控投切装置。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型中继模块通过多模光纤接口能够与上位机进行远距离通信，基于门电路结构能够实现上位机发送的多种遥控信息接收继而向下级保护单元输出相应的指令信息；具有良好的兼容性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型一实施例提供的相控投切电容器组中继模块的盒体结构示意图；

图2为本实用新型中继模块的逻辑框图；

图3为图2所示CPU的引脚定义标识图；

图4为本实用新型通信电路原理图；

图5为本实用新型IO电路原理图；

图6为本实用新型应用在相控投切装置中的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1-2所示，一种相控投切电容器组中继模块，包括盒体1以及盒体1 内固定的电路载板2；其中所述电路载板2上设有主芯片CPU，主芯片CPU通过通信电路连接有至少四个光纤接口(GR1、GT1、GR2、GT2)，所述主芯片CPU 还连接有至少两个电气接口(X4，X1)，电气接口(X4，X1)和光纤接口GR1、 GT1、GR2、GT2)均固定在电路载板2边缘；所述盒体1侧面设有对应电气接口接入孔3和对应光纤接口的接入孔4；所述盒体1外底部侧面延伸出固定边5，固定边5上设有固定孔6用于中继模块在相控投切装置中的安装固定。

本实用新型用于设置在上级控制室的上位机(交换机)和下级的保护单元之间，接收上位机的遥控信息，输出控制信号至下级。

优选的，上述的相控投切电容器组中继模块中，所述四个光纤接口(GR1、 GT1、GR2、GT2)中包括一组去上级的输入和输出光纤接口(GR2、GT2)以及一组去下级的输入和输出光纤接口(GR1、GT1)。

在一个具体实施例中，主芯片为ARM系列芯片的STM32F103RE芯片，如图 3所示；电路将调理好的信息资源，配置接入CPU的相关引脚，在上位机的遥控和下级保护单元的配合中，完成中继单元的功能。

如图4中4a所示，所述主芯片包括两组信号收发引脚(RXD1、TXD1和RXD2、 TXD2)；主芯片与所述去上级的输入和输出光纤接口(GR2、GT2)之间的通信电路包括：主芯片的其中一组信号接收引脚RXD2通过门电路器件U4A连接去上级的输入光纤接口GR2，该组信号发送引脚TXD2通过三极管N5和门电路器件 U4B连接去上级的输出光纤接口GT2。门电路器件均为74HC08二输入与门，为了提高电磁兼容性，采用HFBR-2412T输入光纤接口、HFBR-1414TZ输出光纤接口实现光纤隔离信号传输。

本实施例中，如图4中4b所示主芯片与所述去下级的输入和输出光纤接口 (GR1、GT1)之间的通信电路包括：主芯片的另一组信号接收引脚RXD1通过门电路器件U4D连接去下级的输入光纤接口GR1，该组信号发送引脚TXD1通过三极管N4和门电路器件U4C连接去下级的输出光纤接口GT1；去下级的输入光纤接口GR1与去下级的输出光纤接口GT1之间也设有至少一个三极管N3；门电路器件均为74HC08二输入与门，为了提高电磁兼容性，采用HFBR-2412T输入光纤接口、HFBR-1414TZ输出光纤接口实现光纤隔离信号传输。

优选的，两个电气接口中，结合图2、5；其中一个电气接口X4包括两路总开关状态引脚、两路就地/远程控制引脚、两路调试设置引脚以及两路备用引脚；主芯片与该电气接口X4之间通过IO电路连接；本实施例中是根据保护单元的功能需求，包括三路数字输入电路，分别为总开关状态节点输入、远方/ 就地状态节点输入、设置及初始值恢复节点输入功能电路，每一路均通过相同原理的IO电路连接到主芯片；如图5所示的为一路IO电路连接电气接口X4 其中一路功能电路的示意图，为了提高电磁兼容性，IO电路为主要包括光敏G5与三极管P817的光耦隔离电路，对应设置在电气接口X4的总开关状态、远方/ 就地状态以及调试设置至主芯片IO输入引脚(N1G+、N1G-、N2G+、N2G-、N3G+、 N3G-)。

优选的，上述的相控投切电容器组中继模块中，两个电气接口中，另一个电气接口X1包括一路火线引脚AC220V_L、一路零线引脚AC220V_N、一路保护引脚PE以及一路悬空引脚；外部接口使用独立的电源，避免干扰进入CPU。

本实用新型主要提供一种体积小，结构简单、布局合理，电磁兼容能力强的中继模块硬件结构，通过多模光纤接口能够实现与上位机的远距离通信，通信距离不小于1km；通过可靠的电路隔离，能够在变电站等复杂、恶劣的电磁干扰环境下可靠地工作。

工作时，如图6所示，控制室交换机通过光纤转换器对应连接本实用新型中继模块GR2、GT2光纤接口，中继模块GR1、GT1光纤接口接入下级相控保护单元1#～8#(图6所示只有1#～3#保护单元，但各相控保护单元的控制原理相同)：本实用新型中给出一个具体应用场景说明：

(1)接收上位机的遥控合闸信息，将遥控合闸信息分发给1#～8#相控保护单元，由保护单元输出合闸指令控制相控开关合闸；

(2)接收上位机的遥控分闸信息，将遥控合闸信息分发给1#～8#相控保护单元，由保护单元输出分闸指令控制相控开关分闸；

(3)接收上位机的遥控故障复归信息，复归上位机指定的相控保护单元故障信息，并将信息分发给1#～8#相控保护单元，由相应的保护单元复归故障；

(4)检测总开关状态和远方/就地状态，并根据总开状态变位，执行相关的保护逻辑。

本实用新型还提供一种包括上述相控投切电容器组中继模块的相控投切装置，中继模块通过光纤接口(GR1、GT1、GR2、GT2)连接相控保护单元(1#、 2#、3#)和控制室的上位机(即交换机)，如图6所示，其工作原理可参考本实用新型上述说明，此处不在赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种相控投切电容器组中继模块，其特征在于，包括盒体以及盒体内固定的电路载板；其中所述电路载板上设有主芯片，主芯片通过通信电路连接有至少四个光纤接口，所述主芯片还连接有至少两个电气接口，电气接口和光纤接口均固定在电路载板边缘；所述盒体侧面设有对应电气接口和光纤接口的接入孔；所述盒体外底部侧面延伸出固定边，固定边上设有固定孔。

2.根据权利要求1所述的相控投切电容器组中继模块，其特征在于，所述四个光纤接口中包括一组去上级的输入和输出光纤接口以及一组去下级的输入和输出光纤接口。

3.根据权利要求2所述的相控投切电容器组中继模块，其特征在于，主芯片包括两组信号收发引脚；主芯片与所述去上级的输入和输出光纤接口之间的通信电路包括：主芯片的其中一组信号接收引脚通过门电路器件连接去上级的输入光纤接口，该组信号发送引脚通过三极管和门电路器件连接去上级的输出光纤接口。

4.根据权利要求3所述的相控投切电容器组中继模块，其特征在于，主芯片与所述去下级的输入和输出光纤接口之间的通信电路包括：主芯片的另一组信号接收引脚通过门电路器件连接去下级的输入光纤接口，该组信号发送引脚通过三极管和门电路器件连接去下级的输出光纤接口；去下级的输入光纤接口与去下级的输出光纤接口之间也设有至少一个三极管。

5.根据权利要求4所述的相控投切电容器组中继模块，其特征在于，所述门电路器件均为74HC08门电路器件。

6.根据权利要求1所述的相控投切电容器组中继模块，其特征在于，两个电气接口中，其中一个电气接口包括两路总开关状态引脚、两路就地/远程控制引脚、两路调试设置引脚以及两路备用引脚；主芯片与该电气接口之间通过IO电路连接。

7.根据权利要求6所述的相控投切电容器组中继模块，其特征在于，两个电气接口中，另一个电气接口包括一路火线引脚、一路零线引脚、一路保护引脚以及一路悬空引脚。

8.根据权利要求6所述的相控投切电容器组中继模块，其特征在于，所述IO电路为光耦隔离电路。

9.根据权利要求1-8任一项所述的相控投切电容器组中继模块，其特征在于，所述主芯片为ARM系列芯片的STM32F103RE芯片。

10.一种相控投切装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的相控投切电容器组中继模块，中继模块通过光纤接口连接相控保护单元和控制室的上位机。

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