CN215897385U - 一种配网开关设备用一二次融合测控保护终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种配网开关设备用一二次融合测控保护终端，包括金属外壳以及设置在金属外壳内的通讯模块、数字量输入输出模块、电源及主控模块、交流量输入模块以及图形化显示模块，液晶显示屏、平面管与图形化显示模块连接，金属外壳背面设置有可拆卸后板，可拆卸后板上均匀设置有若干航空插件；通讯模块包括主控电路以及与主控电路电性连接的两个通讯电路，其中，其中一个通讯电路连接有LoRa模组和5G模组。本实用新型提供的配网开关设备用一二次融合测控保护终端，在不改变传统配网开关设备主体结构的基础上利用物联网实现本地测控保护、区域和广域范围内可靠通信，具有功能集成度强、融合程度高且接线快速方便的特点。

Description

一种配网开关设备用一二次融合测控保护终端

技术领域

本实用新型涉及配网开关设备测控保护产品技术领域，特别是涉及一种配网开关设备用一二次融合测控保护终端。

背景技术

随着我国智能配电网应用的不断深入，用户对配网开关设备的智能化、融合化、集成化要求越来越来紧迫，而测控保护终端设备作为配网开关设备的核心元器件之一，其智能化、集成化、融合化程度以及制造和运维过程中的接线便捷性，成为广大成套开关设备厂家最为关注的研究内容。传统的测控保护产品一般只具有对单台设备进行自我测量和保护功能，实现区域性交互需要通过硬接线和局域互联网，以及增加物联网网关配合物联网卡的方式进行现场大量接线、施工、调试才能完成，而且随着用户对电力可靠性的要求的依赖越来越强，用户要求配网开关设备除了配置测控保护产品外，还要求增加导体测温装置、局部放电在线监测装置、物联网网关装置等各种实现单一功能、单一指标的辅助监测装置产品，这就造成了配网开关设备的一二次融合程度低、二次接线复杂、故障隐患点高的问题。

另外，传统配网开关设备采用测控保护装置电量采集一般会在配网开关设备内配置电磁式电流互感器或电压互感器，这种互感器体积大、容量大，是传统继电器式继电保护沿用的配置模式，在当前数字式继电保护装置广泛应用的背景下，对大容量的要求降低，这样对配网开关设备设计配置互感器时提出了新的需求，从制造商角度更希望采用体积小、数字化的元器件。

因此，如何提供一种功能集成度强、融合程度高且接线快速方便的配网开关设备用终端，且在不改变传统配网开关设备主体结构的基础上利用物联网实现本地测控保护、区域和广域范围内可靠通信，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种配网开关设备用一二次融合测控保护终端，在不改变传统配网开关设备主体结构的基础上利用物联网实现本地测控保护、区域和广域范围内可靠通信，具有功能集成度强、融合程度高且接线快速方便的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种配网开关设备用一二次融合测控保护终端，包括金属外壳以及设置在金属外壳内的通讯模块、数字量输入输出模块、电源及主控模块、交流量输入模块以及图形化显示模块，所述金属外壳正面设置有液晶显示屏和平面管，所述液晶显示屏、平面管与所述图形化显示模块连接，所述金属外壳背面设置有可拆卸后板，所述通讯模块、数字量输入输出模块、电源及主控模块、交流量输入模块的一端固定在所述可拆卸后板上，另一端与所述图形化显示模块连接；所述通讯模块、数字量输入输出模块、交流量输入模块、图形化显示模块分别与所述电源及主控模块电性连接；

所述可拆卸后板上均匀设置有若干航空插件，若干所述航空插件分别与通讯模块、数字量输入输出模块、电源及主控模块、交流量输入模块一一对应连接；外部配网开关设备中的电子式CT或PT通过对应的航空插件电连接入交流量输入模块，断路器开关量和线圈、接地开关开关量、手车开关量、弹簧储能开关量信号通过对应的航空插件电连接入数字量输入输出模块，局放传感器、导体温度传感器通过对应的航空插件电连接入通讯模块；

所述通讯模块包括主控电路以及与主控电路电性连接的两个通讯电路，其中，一个通讯电路通过航空插件与局放传感器、导体温度传感器连接，另一个通讯电路通过航空插件连接有LoRa模组和5G模组，所述LoRa模组用于相邻终端之间的近距离通信，所述5G模组用于终端与配网开关设备远程运维服务平台的远程通信。

进一步的，所述平面管用不同颜色和符号来显示配网开关设备的内手车位置、断路器分合闸状态、接地开关分合状态。

进一步的，所述通讯模块还包括备用电源电路，所述备用电源电路与所述主控电路连接，所述备用电源电路连接备用锂电池。

进一步的，所述通讯模块还包括摄像头控制电路，所述摄像头控制电路连接两路摄像头。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的配网开关设备用一二次融合测控保护终端，通过集成应用电子式电压或电流互感器、局放传感器、导体温度传感器、摄像头等监测装置，利用航空插件、双主控单元、双电源设计、自适应启动等创新设计融合到传统测控保护产品中，在不改变传统配网开关设备结构的情况，可以实现配网设备保护与在线监测、感知、通讯一体化功能集成，和配网一次设备与二次设备的深度融合，尤其是通过航空插件的设置使得配网接线快速方便，可大幅提升配网设备制造施工效率和设备运行的可靠性和稳定性，且不增加过多的运行管理费用，性价比较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型配网开关设备用一二次融合测控保护终端的结构示意图；

图2为本实用新型配网开关设备用一二次融合测控保护终端的电气连接示意图；

图3为本实用新型配网开关设备用一二次融合测控保护终端的三层通讯实现方式示意图；

附图标记：1、金属外壳；2、通讯模块；3、数字量输入输出模块；4、电源及主控模块；5、交流量输入模块；6、图形化显示模块；7、可拆卸后板；8、航空插件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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。

本实用新型的目的是提供一种配网开关设备用一二次融合测控保护终端，在不改变传统配网开关设备主体结构的基础上利用物联网实现本地测控保护、区域和广域范围内可靠通信，具有功能集成度强、融合程度高且接线快速方便的特点。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，本实用新型提供的配网开关设备用一二次融合测控保护终端，包括金属外壳1以及设置在金属外壳1内的通讯模块2、数字量输入输出模块3、电源及主控模块4、交流量输入模块5以及图形化显示模块6，所述金属外壳1正面设置有液晶显示屏和平面管，所述液晶显示屏、平面管与所述图形化显示模块6连接，所述平面管用不同颜色和符号来显示配网开关设备的内手车(试验/工作)位置、断路器(分闸/合闸)状态、接地开关(分/合)状态。所述金属外壳1背面设置有可拆卸后板7，所述通讯模块2、数字量输入输出模块3、电源及主控模块4、交流量输入模块5的一端固定在所述可拆卸后板7上，另一端与所述图形化显示模块6连接；所述通讯模块2、数字量输入输出模块3、交流量输入模块5、图形化显示模块6分别与所述电源及主控模块4电性连接；

所述可拆卸后板7上均匀设置有若干航空插件8，若干所述航空插件8分别与通讯模块2、数字量输入输出模块3、电源及主控模块4、交流量输入模块5一一对应连接；外部配网开关设备中的电子式CT或PT通过对应的航空插件8电连接入交流量输入模块5，交流量输入模块5的电流回路采用电子式CT把不能开路的电流信号调理变换为电压信号是终端应用配网开关设备中的电流回路可开路；断路器开关量和线圈、接地开关开关量、手车开关量、弹簧储能开关量信号通过对应的航空插件8电连接入数字量输入输出模块3，局放传感器、导体温度传感器通过对应的航空插件8电连接入通讯模块2；若干所述航空插件8实现了终端现场免工具快速拔插应用；

所述通讯模块2包括主控电路以及与主控电路电性连接的两个通讯电路，其中，一个通讯电路通过航空插件8与局放传感器、导体温度传感器连接，另一个通讯电路通过航空插件8连接有LoRa模组和5G模组，所述LoRa模组用于相邻终端之间的近距离通信，所述5G模组用于终端与配网开关设备远程运维服务平台的远程通信。

所述通讯模块2还包括备用电源电路，所述备用电源电路与所述主控电路连接，所述备用电源电路连接备用锂电池。所述通讯模块2还包括摄像头控制电路，所述摄像头控制电路连接两路摄像头，2路摄像头用于配网设备内的关键信息确认。所述通讯模块2上设置有独立的主控电路，与两个互相独立的通讯电路以及上述电源及主控模块4上的串口通讯电路电连接，用于把与电源及主控模块内的以及与其电连接的数字量输入输出模块、交流量输入模块、局放传感器、导体温度传感器处理后的数据定时呼叫出来并通过上述两个独立的通讯电路与终端外部通信，减轻了终端电源及主控模块4的实时数据处理压力。所述通讯模块2的电源采用一用一备，一路来自于电源及主控模块，另一路来自与备用锂电池，在装置失电情况备用锂电池对通讯模块供电，确保终端采集信息上传的连续性。所述通讯模块2的电源电路设置有两个并列连接单向保护功率二极管，实现两路电源的快速切换。

如图3所示，所述配网开关设备用一二次融合测控保护终端的四个功能模块外部连接不同传感器，且通过组合实现三层功能：

第一层是本地配网开关设备末端的测量、显示、控制、保护功能：

所述交流量输入模块通过航空插件与电子电子式CT(或PT)连接；所述数字量输入输出模块通过航空插件与断路器、接地开关、手车连接，并与数字化量输入模块与电源及主控模块、图形化显示模块组合，通过一套程序驱动实现配网开关设备的电压、电流、频率、功率等电量的测量功能，和电压、三段式电流类型的保护功能、断路器手车位置、断路器状态、接地开关状态的显示；

所述通讯模块通过航空插件与导体温度采集传感器、局放采集传感器连接；上述通讯模块通过一套程序驱动实现配网开关设备的电接点温度、绝缘件局放量在线测量；

通过上述措施代替传统配网开管设备用传统状态显示、综合保护、在线温度、在线局放独立设置的重复接线、故障点多的问题。

第二层是局域范围内配网开关设备的无线通讯与保护功能：

所述通讯模块通过内置的LoRa模组实现与配电室区域内终端之间的近距离通信；上述通讯模块与电源及主控模块配合，通过一套程序驱动实现配电室区域内配网开关设备馈线终端与进线终端之间、两个进线终端之间以及两个进线终端与母联终端之间的连锁保护功能；代替通过硬接线在配网开关设备之间互相连接的传统做法；

第三层是在广域范围内配网开关设备的移动监控和管理功能：

所述通讯模块通过内置的5G模组主动定时上传设备数据实现广域范围内的通信；上述通讯模块与电源及主控模块配合，通过一套程序驱动实现配网开关设备接入工业互联网平台。

其中，所述电源及主控模块可以通过程序逻辑设计有运行电流I≥2000A或温度T变化量≥1K/H时触发启动终端通讯模块上第二通讯电路实现第三层移动监控和管理功能，且温度T变化量越越大终端上传云平台的通信频率越快，从而节约终端物联网流量使用成本；通过程序逻辑设计有局放量≥10PC时启动通讯模块上的摄像头控制电路驱动摄像头1连续监测配网设备内的绝缘件信息；通过程序逻辑设计有断路器手车试验位置开关量信号变化时启动通讯模块上的摄像头控制电路驱动摄像头2连续监测配网设备内的手车位置信息作为除机械触点信号外的第二位置确认信号。

本实用新型所述终端在应用时，可以替代传统的综合测控保护装置、在线温度传感器、局放传感器、智能操控装置、物联网网关，实现高压开关设备常用的保护和智能化组件要求；

相应的的，所述终端连接的电子式电流互感器二次侧数据的是0-4V的电压信号，通过航空插件进入终端进行测控保护使用，避免传统电流电路不能开路的问题；所述终端安装在高压开关柜上，首次通电后通过设置通信参数，与同一配电室内的终端相互通讯，不需要在高压开关柜内进行硬接线的连接进行信号交互。

综上，本实用新型提供的配网开关设备用一二次融合测控保护终端，通过集成应用电子式电压或电流互感器、局放传感器、导体温度传感器、摄像头等监测装置，利用航空插件、双主控单元、双电源设计、自适应启动等创新设计融合到传统测控保护产品中，在不改变传统配网开关设备结构的情况，可以实现配网设备保护与在线监测、感知、通讯一体化功能集成，和配网一次设备与二次设备的深度融合，尤其是通过航空插件的设置使得配网接线快速方便，可大幅提升配网设备制造施工效率和设备运行的可靠性和稳定性，且不增加过多的运行管理费用，性价比较高。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (4)

1.一种配网开关设备用一二次融合测控保护终端，其特征在于，包括：金属外壳(1)以及设置在金属外壳(1)内的通讯模块(2)、数字量输入输出模块(3)、电源及主控模块(4)、交流量输入模块(5)以及图形化显示模块(6)，所述金属外壳(1)正面设置有液晶显示屏和平面管，所述液晶显示屏、平面管与所述图形化显示模块(6)连接，所述金属外壳(1)背面设置有可拆卸后板(7)，所述通讯模块(2)、数字量输入输出模块(3)、电源及主控模块(4)、交流量输入模块(5)的一端固定在所述可拆卸后板(7)上，另一端与所述图形化显示模块(6)连接；所述通讯模块(2)、数字量输入输出模块(3)、交流量输入模块(5)、图形化显示模块(6)分别与所述电源及主控模块(4)电性连接；

所述可拆卸后板(7)上均匀设置有若干航空插件(8)，若干所述航空插件(8)分别与通讯模块(2)、数字量输入输出模块(3)、电源及主控模块(4)、交流量输入模块(5)一一对应连接；外部配网开关设备中的电子式CT或PT通过对应的航空插件(8)电连接入交流量输入模块(5)，断路器开关量和线圈、接地开关开关量、手车开关量、弹簧储能开关量信号通过对应的航空插件(8)电连接入数字量输入输出模块(3)，局放传感器、导体温度传感器通过对应的航空插件(8)电连接入通讯模块(2)；

所述通讯模块(2)包括主控电路以及与主控电路电性连接的两个通讯电路，其中，一个通讯电路通过航空插件(8)与局放传感器、导体温度传感器连接，另一个通讯电路通过航空插件(8)连接有LoRa模组和5G模组，所述LoRa模组用于相邻终端之间的近距离通信，所述5G模组用于终端与配网开关设备远程运维服务平台的远程通信。

2.根据权利要求1所述的配网开关设备用一二次融合测控保护终端，其特征在于，所述平面管用不同颜色和符号来显示配网开关设备的内手车位置、断路器分合闸状态、接地开关分合状态。

3.根据权利要求1所述的配网开关设备用一二次融合测控保护终端，其特征在于，所述通讯模块(2)还包括备用电源电路，所述备用电源电路与所述主控电路连接，所述备用电源电路连接备用锂电池。

4.根据权利要求1所述的配网开关设备用一二次融合测控保护终端，其特征在于，所述通讯模块(2)还包括摄像头控制电路，所述摄像头控制电路连接两路摄像头。

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