CN217642870U - 一种配电网故障监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种配电网故障监测装置，包括一次侧母线、取电CT、外壳、底板、主电路板和副电路板，所述取电CT为具有宽输入范围的电流互感器，所述取电CT套设于一次侧母线上；所述主电路板上焊接有第一接线端子、第二接线端子、第三接线端子和超级电容，所述第一接线端子、第二接线端子和第三接线端子分别电性连接有整流与充电模块，所述整流与充电模块的输出端并联后电性连接于超级电容；所述一次侧母线的A相、B相、C相电缆上的取电CT分别电性连接于第一接线端子、第二接线端子和第三接线端子。本实用新型设置有取电CT和超级电容，从而能够从一次侧母线上汲取电能，避免了使用电池供电，降低了维护成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及配电网监测与保护技术领域，尤其涉及一种配电网故障监测装置。
背景技术
电力行业发展迅猛，配电网监测与保护技术地位也水涨船高。首先,如果在其运行过程中发生故障,监测与保护技术可以快速切除故障，防止故障影响扩大化，维修人员可以根据保护系统的执行动作判断故障原因和类型；其次,监测与保护装置可以在电力系统发生故障时记录相关数据,通过数据分析与对比,可以快速比对得出故障类型及时预警。最后,监测与保护装置能够实时监测配电网的每一个环节,这样在电力系统出现问题时能够作出相应的反应，也能够降低配电网中出现的问题、故障的概率。
经检索，中国专利申请号为202021015922.7的专利，公开了一种用于配电网的故障监测装置，包括主体外壳、电压仪和电阻箱，所述主体外壳的两侧均设置有防摔绝缘结构，所述主体外壳内部的顶端固定连接有内置电池，所述操作板的一侧设置有调节器，所述固定座内部的两侧均固定连接有固定扣。上述专利中的一种用于配电网的故障监测装置存在以下不足：装置的供电使用内置电池供电，而电池的储电量有限且寿命有限，在配电网技术如此发达的时代，需要使用配电监测装置的节点众多，如果使用的装备只能依靠电池供电，当电池电能耗尽或达到使用寿命时，配电网的后期维护成本将会急剧升高。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种配电网故障监测装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种配电网故障监测装置，包括一次侧母线、取电CT、外壳、底板、主电路板和副电路板，所述取电CT为具有宽输入范围的电流互感器，所述取电CT套设于一次侧母线上；
所述主电路板上焊接有第一接线端子、第二接线端子、第三接线端子和超级电容，所述第一接线端子、第二接线端子和第三接线端子分别电性连接有整流与充电模块，所述整流与充电模块有三个，所述整流与充电模块的输出端并联后电性连接于超级电容；
所述一次侧母线的A相、B相、C相电缆上的取电CT分别电性连接于第一接线端子、第二接线端子和第三接线端子。
作为本实用新型再进一步的方案：所述主电路板上焊接有插针，所述主电路板上通过螺钉固定有尼龙柱，所述副电路板通过螺钉固定于尼龙柱的顶端，所述副电路板的两端焊接于插针的顶端，所述副电路板的上方还焊接有拨码开关和指示灯。
作为本实用新型再进一步的方案：所述外壳为壳体结构，所述外壳的内部一体成型有安装柱，所述外壳的顶部上方一体成型有矩形孔和指示灯安装孔，所述外壳的下侧面上一体成型有接线端子孔，所述外壳的外侧还一体成型有安装孔。
作为本实用新型再进一步的方案：所述底板通过螺钉固定于外壳的底部，所述主电路板固定于底板与安装柱之间；所述拨码开关安装于矩形孔内，所述指示灯安装于指示灯安装孔内。
作为本实用新型再进一步的方案：所述主电路板上还设置有程控增益模块、存储模块、通信模块、跳闸出口模块、电压变换模块和主控芯片，所述主电路板上还焊接有第四接线端子、第五接线端子、第六接线端子。
作为本实用新型再进一步的方案：所述主电路板上的程控增益模块电性连接于整流与充电模块，所述整流与充电模块电性连接于电压变换模块的输入端，所述程控增益模块、存储模块、通信模块、跳闸出口模块均电性连接于主控芯片。
作为本实用新型再进一步的方案：所述程控增益模块、存储模块、通信模块、跳闸出口模块和主控芯片均电性连接于电压变换模块的输出端。
作为本实用新型再进一步的方案：所述第四接线端子电性连接于跳闸出口模块，所述第五接线端子电性连接于电压变换模块和通信模块,所述第六接线端子电性连接于通信模块。
本实用新型的有益效果为：
1.装置设置有取电CT和超级电容，从而能够从一次侧母线上汲取电能，避免了使用电池供电，降低了维护成本。
2.通过设置拨码开关，能够灵活地对装置进行参数设定，从而使得装置具有更宽的使用范围。
3.通过设置通信接口，使得装置能够及时将故障信息上传至上位机，并且能够将故障数据进行保存，进而使得管理人员和维修人员能够获得故障电流曲线，从而方便故障的快速确定。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种配电网故障监测装置的总体安装示意图；
图2为本实用新型提出的一种配电网故障监测装置的爆炸示意图；
图3为本实用新型提出的一种配电网故障监测装置的外壳结构示意图；
图4为本实用新型提出的一种配电网故障监测装置的主电路板结构示意图；
图5为本实用新型提出的一种配电网故障监测装置的副电路板结构示意图。
图中：1-一次侧母线、2-取电CT、3-外壳、4-安装柱、5-矩形孔、6-指示灯安装孔、7-接线端子孔、8-安装孔、9-底板、10-主电路板、11-第一接线端子、12-第二接线端子、13-第三接线端子、14-第四接线端子、15-第五接线端子、16-第六接线端子、17-超级电容、18-副电路板、19-拨码开关、20-指示灯、21-插针、22-尼龙柱。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
一种配电网故障监测装置，如图1-5所示，包括一次侧母线1、取电CT2、外壳3、底板9、主电路板10和副电路板18；
为了使得装置能够从配电网的一次侧母线汲取电能；取电CT2为具有宽输入范围的电流互感器，取电CT2套设于一次侧母线1上；主电路板10上焊接有第一接线端子11、第二接线端子12、第三接线端子13和超级电容17，一次侧母线1的A相、B相、C相电缆上的取电CT2分别电性连接于第一接线端子11、第二接线端子12和第三接线端子13；
为了将汲取到的电能储存起来供装置使用；所述超级电容17的数量不限，在实际使用时，可根据装置的实际功耗和跳闸所需能量计算；第一接线端子11、第二接线端子12和第三接线端子13分别电性连接有整流与充电模块，整流与充电模块有三个，整流与充电模块的输出端并联后电性连接于超级电容17；
通过设置三个输出端并联的整流与充电模块，可以实现在一次侧母线1的任一相电缆上有足够电流时就能给超级电容17进行充电，从而满足装置的用电需求。
为了便于装置的参数调定；所述主电路板10上焊接有插针21，所述主电路板10上通过螺钉固定有尼龙柱22，所述副电路板18通过螺钉固定于尼龙柱22的顶端，所述副电路板18的两端焊接于插针21的顶端，所述副电路板18的上方还焊接有拨码开关19和指示灯20。
通过设置拨码开关19，可以通过不同组合方式调节装置的保护参数，进而使得装置具有较宽的适用范围；
通过设置设置指示灯20，能够在电路产生故障时使得指示灯20按一定节奏闪烁，工作人员可以根据指示灯20的闪烁节奏判断对应的故障类型。
所述外壳3为壳体结构，所述外壳3的内部一体成型有安装柱4，所述外壳3的顶部上方一体成型有矩形孔5和指示灯安装孔6，所述外壳3的下侧面上一体成型有接线端子孔7，所述外壳3的外侧还一体成型有安装孔8。
所述底板9通过螺钉固定于外壳3的底部，所述主电路板10固定于底板9与安装柱4之间；所述拨码开关19安装于矩形孔5内，所述指示灯20安装于指示灯安装孔6内。
为了实现故障监测功能，所述主电路板10上还设置有程控增益模块、存储模块、通信模块、跳闸出口模块、电压变换模块和主控芯片，所述主电路板10上还焊接有第四接线端子14、第五接线端子15、第六接线端子16。
所述主电路板10上的程控增益模块能够根据取电CT2获得的电压大小自动调节运算放大电路中反馈电阻的大小，进而实现量程的自动调节功能；
所述程控增益模块电性连接于整流与充电模块，所述整流与充电模块电性连接于电压变换模块的输入端，所述程控增益模块、存储模块、通信模块、跳闸出口模块均电性连接于主控芯片。
所述程控增益模块、存储模块、通信模块、跳闸出口模块和主控芯片均电性连接于电压变换模块的输出端。
所述电压变换模块能够将超级电容17中的电压转换成各个模块的工作电压，从而实现对各个模块的供电。
所述第四接线端子14电性连接于跳闸出口模块，通过设置跳闸出口模块，能够使得装置在监测到故障后输出电能给断路器，使得断路器跳闸，避免配电网发生更大故障。
所述第五接线端子15电性连接于电压变换模块的地线和通信模块的隔离地线，所述第六接线端子16电性连接于通信模块的信号线。
工作原理：装置在使用时，将取电CT2套设在一次侧母线1上，将装置安装在配电柜中，将第四接线端子14电性连接于断路器的控制端子上，将第五接线端子15的地线电性连接于配电柜的地线上，将第五接线端子15的隔离地线电性连接于上位机通讯接口的地线上，将第六接线端子16电性连接于上位机通讯接口的信号线上。
当一次侧母线1上有电流流过时，由于电流具有磁效应，会在一次侧母线1的周围产生一个变化的磁场，由电磁感应定律，取电CT2在这个交变的磁场中获得电能，取电CT2获得的电能经过整流与充电模块变换为直流电充进超级电容17中储存，超级电容17中的电能经过电压变换模块转变为适宜各个模块工作的电压供装置运行使用。
由法拉第电磁感应定律可知，取电CT2获得的电压大小与当前一次侧母线1中流过的电流大小成正比，通过测量取电CT2两端的电压变化曲线，就能获得一次侧母线1中的电流变化曲线，而电网中的各种故障都会引起电流的变化，且不同故障对应的电流变化曲线不同；主控芯片通过采集取电CT2的电压变化情况拟合出一次侧母线1中的电流变化曲线，并将其与各种故障发生时的电流变化曲线比对，从而判断是否出现故障及故障的类型。
在出现故障时，第四接线端子14会输出一个控制电压，使得断路器快速切断电路，并依据判断的故障类型使得指示灯20按对应节奏闪烁，同时将故障电流曲线保存在存储芯片中，并通过第六接线端子16将故障信息发送给上位机；由于断路器投切，一次侧母线1中再无电流通过，在上述工作完成后，待超级电容17中储存能量耗尽后，装置会自动停止工作，待电网恢复供电后重新开始工作。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种配电网故障监测装置，包括一次侧母线(1)、取电CT(2)、外壳(3)、底板(9)、主电路板(10)和副电路板(18)，其特征在于，所述取电CT(2)为具有宽输入范围的电流互感器，所述取电CT(2)套设于一次侧母线(1)上；
所述主电路板(10)上焊接有第一接线端子(11)、第二接线端子(12)、第三接线端子(13)和超级电容(17)，所述第一接线端子(11)、第二接线端子(12)和第三接线端子(13)分别电性连接有整流与充电模块，所述整流与充电模块有三个，所述整流与充电模块的输出端并联后电性连接于超级电容(17)；
所述一次侧母线(1)的A相、B相、C相电缆上的取电CT(2)分别电性连接于第一接线端子(11)、第二接线端子(12)和第三接线端子(13)。
2.根据权利要求1所述的一种配电网故障监测装置，其特征在于，所述主电路板(10)上焊接有插针(21)，所述主电路板(10)上通过螺钉固定有尼龙柱(22)，所述副电路板(18)通过螺钉固定于尼龙柱(22)的顶端，所述副电路板(18)的两端焊接于插针(21)的顶端，所述副电路板(18)的上方还焊接有拨码开关(19)和指示灯(20)。
3.根据权利要求2所述的一种配电网故障监测装置，其特征在于，所述外壳(3)为壳体结构，所述外壳(3)的内部一体成型有安装柱(4)，所述外壳(3)的顶部上方一体成型有矩形孔(5)和指示灯安装孔(6)，所述外壳(3)的下侧面上一体成型有接线端子孔(7)，所述外壳(3)的外侧还一体成型有安装孔(8)。
4.根据权利要求3所述的一种配电网故障监测装置，其特征在于，所述底板(9)通过螺钉固定于外壳(3)的底部，所述主电路板(10)固定于底板(9)与安装柱(4)之间；所述拨码开关(19)安装于矩形孔(5)内，所述指示灯(20)安装于指示灯安装孔(6)内。
5.根据权利要求4所述的一种配电网故障监测装置，其特征在于，所述主电路板(10)上还设置有程控增益模块、存储模块、通信模块、跳闸出口模块、电压变换模块和主控芯片，所述主电路板(10)上还焊接有第四接线端子(14)、第五接线端子(15)、第六接线端子(16)。
6.根据权利要求5所述的一种配电网故障监测装置，其特征在于，所述主电路板(10)上的程控增益模块电性连接于整流与充电模块，所述整流与充电模块电性连接于电压变换模块的输入端，所述程控增益模块、存储模块、通信模块、跳闸出口模块均电性连接于主控芯片。
7.根据权利要求6所述的一种配电网故障监测装置，其特征在于，所述程控增益模块、存储模块、通信模块、跳闸出口模块和主控芯片均电性连接于电压变换模块的输出端。
8.根据权利要求7所述的一种配电网故障监测装置，其特征在于，所述第四接线端子(14)电性连接于跳闸出口模块，所述第五接线端子(15)电性连接于电压变换模块和通信模块,所述第六接线端子(16)电性连接于通信模块。
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| CN202221216843.1U CN217642870U (zh) | 2022-05-18 | 2022-05-18 | 一种配电网故障监测装置 |
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| CN (1) | CN217642870U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116106721A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-05-12 | 云南电网有限责任公司昭通供电局 | 一种基于数字孪生的电力电子电路运行监控系统 |
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2022
- 2022-05-18 CN CN202221216843.1U patent/CN217642870U/zh active Active
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| CN116106721A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-05-12 | 云南电网有限责任公司昭通供电局 | 一种基于数字孪生的电力电子电路运行监控系统 |
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