CN218300920U - 一种变电站组合电器断路器罐体电伴热带控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电伴热带控制系统技术领域，具体涉及一种变电站组合电器断路器罐体电伴热带控制系统，包括上位机监控总站、监控子站、红外温度采集模块和断路器间隔，所述红外温度采集模块包括锂电池单元、温度采集CPU单元、A/D转换单元、红外温度传感器、一号无线通讯单元和拨码开关单元，所述锂电池单元用于为温度采集CPU单元供电，所述红外温度传感器与A/D转换单元连接，所述A/D转换单元、一号无线通讯单元和拨码开关单元分别与温度采集CPU单元连接，主控制器CPU单元通过输入/输出单元对控制继电器发出启动信号，控制继电器接通断路器间隔中的电伴热带控制回路，从而启动电伴热带加热回路，实现电伴热带对断路器罐体的加热功能。

Description

一种变电站组合电器断路器罐体电伴热带控制系统

技术领域

本实用新型属于电伴热带控制系统技术领域，具体涉及一种变电站组合电器断路器罐体电伴热带控制系统。

背景技术

气体绝缘组合电器设备具有绝缘性能好、占地面积小、维护方便及运行可靠等优点，新建变电站大量安装组合电器设备。为了保障组合电器中断路器的可靠运行，通常根据安装地点气候的不同，在断路器罐体外部包裹一层电伴热带作为加热装置，电伴热带可以保证断路器罐体内绝缘气体在极寒环境温度下不发生液化现象，从而保障了断路器的可靠运行。

目前，组合电器设备所配套的电伴热带控制系统均为各设备厂家配套安装，采用单一温控器对电伴热带进行启停控制。此种设计虽然成本低廉，但是各设备厂家控制方式不同，不满足系统冗余设计，运行可靠性不足，而且相关信号无法上传至监控后台，对变电站的统一监控造成了不利影响。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题提供了一种变电站组合电器断路器罐体电伴热带控制系统。

为达到上述目的本实用新型采用了以下技术方案：

一种变电站组合电器断路器罐体电伴热带控制系统，包括上位机监控总站、监控子站、红外温度采集模块和断路器间隔，

所述红外温度采集模块包括锂电池单元、温度采集CPU单元、A/D转换单元、红外温度传感器、一号无线通讯单元和拨码开关单元，所述锂电池单元用于为温度采集CPU单元供电，所述红外温度传感器与A/D转换单元连接，红外温度传感器采集温度模拟量参数通过A/D转换单元转换为数字量，所述A/D转换单元、一号无线通讯单元和拨码开关单元分别与温度采集CPU单元连接，A/D转换单元将温度数字量传输至温度采集CPU单元，温度采集CPU单元通过一号无线通讯单元将温度参数通过无线网络传输到监控子站，所述拨码开关单元用于设置红外温度采集模块的地址；

所述断路器间隔包括三个与ABC三相一一对应的断路器罐体，在每个断路器罐体上均设置有一组电伴热带，三个电伴热带共同连接至同一套电伴热带加热回路上，所述电伴热带加热回路与电伴热带控制回路连接，用于控制三个电伴热带同时进行加热的启动或停止，所述电伴热带控制回路与控制继电器的节点连接；

所述监控子站包括电源一单元、电源自动切换单元、电源二单元、显示单元、存储单元、光纤通讯单元、按键单元、手动/自动切换单元、空气开关、就地/远方切换单元、主控制器CPU单元、电流监测单元、电压监测单元、二号无线通讯单元、环境温湿度单元、报警单元、运行指示灯单元和输入/输出单元，电源一单元和电源二单元分别与电源自动切换单元连接，电源自动切换单元与主控制器CPU单元连接，显示单元、存储单元、光纤通讯单元、电流监测单元、电压监测单元、二号无线通讯单元、环境温湿度单元和输入/输出单元分别与主控制器CPU单元连接，显示单元对主控制器CPU单元中的相关数据进行显示，存储单元对主控制器CPU单元中的相关数据进行存储，主控制器CPU单元通过光纤通讯单元与上位机监控总站进行通讯，电流监测单元还与所控制断路器间隔中的电伴热带加热回路连接，对所控制断路器间隔中电伴热带加热回路的电流进行测量并将数据传输至主控制器CPU单元，所述电压监测单元还与所控制断路器间隔中的电伴热带加热回路连接，对所控制断路器间隔中电伴热带加热回路的电压进行测量并将数据传输至主控制器CPU单元，所述二号无线通讯单元与红外温度采集模块中的一号无线通讯单元进行局域网无线通讯，将红外温度采集模块的温度数据传输至监控子站主控制器CPU单元中，环境温湿度单元采集环境温湿度并将数据传输至主控制器CPU单元中，所述输入/输出单元用于实现主控制器CPU单元输入/输出量的转换；按键单元、手动/自动切换单元、空气开关、就地/远方切换单元、报警单元和运行指示灯单元分别与输入/输出单元连接，所述按键单元用于对电伴热带的启动/停止温度进行设置，手动/自动切换单元用于使系统在手动模式和自动模式之间进行切换，空气开关安装在电伴热带加热回路中，并与输入/输出单元连接，便于主控制器CPU单元采集空气开关的通断信号，从而判断是否发生跳闸，所述就地/远方切换单元用于使系统在就地控制与远方控制之间切换，所述报警单元采用声光报警器，当发现电流、电压、温度和空气开关跳闸信号数据异常时发出报警信号，所述运行指示灯单元指示当前监控子站运行状态；

在所述断路器间隔中的每个断路器罐体的一侧均安装有红外温度采集模块，用于采集断路器罐体的温度，所述断路器间隔中控制继电器的线圈与监控子站中的输入/输出单元连接，所述监控子站中的主控制器CPU单元通过光纤通讯单元与上位机监控总站连接。

进一步，每个所述控制继电器均与两个不同监控子站中的输入/输出单元连接，同样，除首端和尾端的监控子站外，每个监控子站均连接两个不同的控制继电器，实现了系统的冗余，提高了系统的稳定性。

再进一步，每个红外温度采集模块均通过一号无线通讯单元与两个监控子站中的二号无线通讯单元连接，以将红外温度采集模块所采集的温度数据发送至不同的监控子站。

更进一步，在每个所述断路器罐体的旁边均安装有两个红外温度采集模块，以保证断路器罐体温度探测的准确性和可靠性。

更进一步，所述红外温度采集模块还包括太阳能电池板单元和电源管理单元，所述太阳能电池板单元、锂电池单元分别与电源管理单元连接，电源管理单元与温度采集CPU单元连接，太阳能电池板单元通过电源管理单元给锂电池单元充电的同时为温度采集CPU单元供电，当太阳能电池板单元供电不足时，锂电池单元通过电源管理单元给温度采集CPU单元供电。

更进一步，所述监控子站还包括蓄电池单元，所述蓄电池单元与主控制器CPU单元连接，所述蓄电池单元通过电源一单元或电源二单元进行，所述蓄电池单元用于在电源一单元和电源二单元均断电的情况下对主控制器CPU单元供电。

与现有技术相比本实用新型具有以下优点：

本实用新型可以通过上位机监控总站和监控子站电伴热带的启动/停止温度进行设置，当监控子站检测到断路器间隔中断路器罐体温度低于启动温度时，主控制器CPU单元通过输入/输出单元对控制继电器发出启动信号，控制继电器接通断路器间隔中的电伴热带控制回路，从而启动电伴热带加热回路，实现电伴热带对断路器罐体的加热功能；当监控子站检测到断路器间隔中的断路器罐体温度高于停止温度时，主控制器CPU单元通过输入/输出单元对控制继电器发出停止信号，控制继电器断开断路器间隔中的电伴热带控制回路，从而断开电伴热带加热回路，停止电伴热带对断路器罐体的加热功能；

监控子站通过光纤通讯单元将电流、电压、温度等数据上传至上位机监控总站，上位机监控总站可以实现对所有断路器间隔中断路器罐体温度、电伴热带运行工况和环境温湿度等数据的集中监控；

本实用新型通过两个红外温度采集模块对同一个断路器罐体进行温度测量，同时通过两个监控子站对同一个断路器间隔进行监控，实现了系统的冗余，提高了系统的稳定性；

本实用新型采用红外温度传感器对断路器罐体进行非接触式测量，其安装时不与断路器高压设备接触，减少了感应电，而且安装位置灵活。

附图说明

图1为本实用新型红外温度采集模块的模块示意图；

图2为本实用新型断路器间隔的模块示意图；

图3为本实用新型监控子站的模块示意图；

图4为本实用新型的模块示意图；

图中，太阳能电池板单元—1、电源管理单元—2、锂电池单元—3、温度采集CPU单元—4、A/D转换单元—5、红外温度传感器—6、一号无线通讯单元—7、拨码开关单元—8、电源一单元—9、电源自动切换单元—10、电源二单元—11、蓄电池单元—12、显示单元—13、存储单元—14、光纤通讯单元—15、按键单元—16、手动/自动切换单元—17、空气开关—18、就地/远方切换单元—19、主控制器CPU单元—20、电流监测单元—21、电压监测单元—22、二号无线通讯单元—23、环境温湿度单元—24、报警单元—25、运行指示灯单元—26、断路器罐体—27、电伴热带—28、输入/输出单元—29、电伴热带加热回路—30、电伴热带控制回路—31、控制继电器—32。

具体实施方式

为了进一步阐述本实用新型的技术方案，下面通过实施例对本实用新型进行进一步说明。

如图1至图4所示，一种变电站组合电器断路器罐体电伴热带控制系统，包括上位机监控总站、监控子站、红外温度采集模块和断路器间隔，

所述红外温度采集模块包括太阳能电池板单元1、电源管理单元2、锂电池单元3、温度采集CPU单元4、A/D转换单元5、红外温度传感器6、一号无线通讯单元7和拨码开关单元8，所述太阳能电池板单元1、锂电池单元3分别与电源管理单元2连接，电源管理单元2与温度采集CPU单元4连接，太阳能电池板单元1通过电源管理单元2给锂电池单元3充电的同时为温度采集CPU单元4供电，当太阳能电池板单元1供电不足时，锂电池单元3通过电源管理单元2给温度采集CPU单元4供电，所述红外温度传感器6与A/D转换单元5连接，红外温度传感器6采集温度模拟量参数通过A/D转换单元5转换为数字量，所述A/D转换单元5、一号无线通讯单元7和拨码开关单元8分别与温度采集CPU单元4连接，A/D转换单元5将温度数字量传输至温度采集CPU单元4，温度采集CPU单元4通过一号无线通讯单元7将温度参数通过无线网络传输到监控子站，所述拨码开关单元8用于设置红外温度采集模块的地址；

所述断路器间隔包括三个与ABC三相一一对应的断路器罐体27，在每个断路器罐体27上均设置有一组电伴热带28，三个电伴热带28共同连接至同一套电伴热带加热回路30上，所述电伴热带加热回路30与电伴热带控制回路31连接，用于控制三个电伴热带28同时进行加热的启动或停止，所述电伴热带控制回路31与控制继电器32的节点连接；

所述监控子站包括电源一单元9、电源自动切换单元10、电源二单元11、蓄电池单元12、显示单元13、存储单元14、光纤通讯单元15、按键单元16、手动/自动切换单元17、空气开关18、就地/远方切换单元19、主控制器CPU单元20、电流监测单元21、电压监测单元22、二号无线通讯单元23、环境温湿度单元24、报警单元25、运行指示灯单元26和输入/输出单元29，电源一单元9和电源二单元11分别与电源自动切换单元10连接，电源自动切换单元10和蓄电池单元12分别与主控制器CPU单元20连接，所述电源一单元9和电源二单元11通过电源自动切换单元10对主控制器CPU单元20供电，同时为蓄电池单元12充电，当电源一单元9和电源二单元11均断电时，可以通过蓄电池单元12为主控制器CPU单元20供电，显示单元13、存储单元14、光纤通讯单元15、电流监测单元21、电压监测单元22、二号无线通讯单元23、环境温湿度单元24和输入/输出单元29分别与主控制器CPU单元20连接，显示单元13对主控制器CPU单元20中的相关数据进行显示，存储单元14对主控制器CPU单元20中的相关数据进行存储，主控制器CPU单元20通过光纤通讯单元15与上位机监控总站进行通讯，电流监测单元21还与所控制断路器间隔中的电伴热带加热回路30连接，对所控制断路器间隔中电伴热带加热回路30的电流进行测量并将数据传输至主控制器CPU单元20，所述电压监测单元22还与所控制断路器间隔中的电伴热带加热回路30连接，对所控制断路器间隔中电伴热带加热回路30的电压进行测量并将数据传输至主控制器CPU单元20，所述二号无线通讯单元23与红外温度采集模块中的一号无线通讯单元7进行局域网无线通讯，将红外温度采集模块的温度数据传输至监控子站主控制器CPU单元20中，环境温湿度单元24采集环境温湿度并将数据传输至主控制器CPU单元20中，所述输入/输出单元29用于实现主控制器CPU单元20输入/输出量的转换；按键单元16、手动/自动切换单元17、空气开关18、就地/远方切换单元19、报警单元25和运行指示灯单元26分别与输入/输出单元29连接，所述按键单元16用于对电伴热带28的启动/停止温度进行设置，手动/自动切换单元17用于使系统在手动模式和自动模式之间进行切换，空气开关18安装在电伴热带加热回路30中，并与输入/输出单元29连接，便于主控制器CPU单元20采集空气开关18的通断信号，从而判断是否发生跳闸，所述就地/远方切换单元19用于使系统在就地控制与远方控制之间切换，就地/远方切换单元19在就地位置时，监控子站不受上位机监控总站的控制，上位机监控总站只采集监控子站的信息，工作人员可以通过按键单元16对监控子站进行操控，就地/远方切换单元19在远方位置时，监控子站通过上位机监控总站所发命令进行操作，就地操作无效，所述报警单元25采用声光报警器，当发现电流、电压、温度和空气开关跳闸信号数据异常时发出报警信号，所述运行指示灯单元26指示当前监控子站运行状态，包括正常、异常、加热启动/停止、通讯失败和告警信息；

在每个所述断路器罐体27的旁边均安装有两个红外温度采集模块，以保证断路器罐体27温度探测的准确性和可靠性，每个红外温度采集模块均通过一号无线通讯单元7与两个监控子站中的二号无线通讯单元23连接，以将红外温度采集模块所采集的温度数据发送至不同的监控子站，所述断路器间隔中控制继电器32的线圈与监控子站中的输入/输出单元29连接，每个所述控制继电器32均与两个不同监控子站中的输入/输出单元29连接，同样，除首端和尾端的监控子站外，每个监控子站均连接两个不同的控制继电器32，所述监控子站中的主控制器CPU单元20通过光纤通讯单元15与上位机监控总站连接。

以上显示和描述了本实用新型的主要特征和优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种变电站组合电器断路器罐体电伴热带控制系统，其特征在于：包括上位机监控总站、监控子站、红外温度采集模块和断路器间隔，

所述红外温度采集模块包括锂电池单元(3)、温度采集CPU单元(4)、A/D转换单元(5)、红外温度传感器(6)、一号无线通讯单元(7)和拨码开关单元(8)，所述锂电池单元(3)用于为温度采集CPU单元(4)供电，所述红外温度传感器(6)与A/D转换单元(5)连接，红外温度传感器(6)采集温度模拟量参数通过A/D转换单元(5)转换为数字量，所述A/D转换单元(5)、一号无线通讯单元(7)和拨码开关单元(8)分别与温度采集CPU单元(4)连接，A/D转换单元(5)将温度数字量传输至温度采集CPU单元(4)，温度采集CPU单元(4)通过一号无线通讯单元(7)将温度参数通过无线网络传输到监控子站，所述拨码开关单元(8)用于设置红外温度采集模块的地址；

所述断路器间隔包括三个与ABC三相一一对应的断路器罐体(27)，在每个断路器罐体(27)上均设置有一组电伴热带(28)，三个电伴热带(28)共同连接至同一套电伴热带加热回路(30)上，所述电伴热带加热回路(30)与电伴热带控制回路(31)连接，用于控制三个电伴热带(28)同时进行加热的启动或停止，所述电伴热带控制回路(31)与控制继电器(32)的节点连接；

所述监控子站包括电源一单元(9)、电源自动切换单元(10)、电源二单元(11)、显示单元(13)、存储单元(14)、光纤通讯单元(15)、按键单元(16)、手动/自动切换单元(17)、空气开关(18)、就地/远方切换单元(19)、主控制器CPU单元(20)、电流监测单元(21)、电压监测单元(22)、二号无线通讯单元(23)、环境温湿度单元(24)、报警单元(25)、运行指示灯单元(26)和输入/输出单元(29)，电源一单元(9)和电源二单元(11)分别与电源自动切换单元(10)连接，电源自动切换单元(10)与主控制器CPU单元(20)连接，显示单元(13)、存储单元(14)、光纤通讯单元(15)、电流监测单元(21)、电压监测单元(22)、二号无线通讯单元(23)、环境温湿度单元(24)和输入/输出单元(29)分别与主控制器CPU单元(20)连接，显示单元(13)对主控制器CPU单元(20)中的相关数据进行显示，存储单元(14)对主控制器CPU单元(20)中的相关数据进行存储，主控制器CPU单元(20)通过光纤通讯单元(15)与上位机监控总站进行通讯，电流监测单元(21)还与所控制断路器间隔中的电伴热带加热回路(30)连接，对所控制断路器间隔中电伴热带加热回路(30)的电流进行测量并将数据传输至主控制器CPU单元(20)，所述电压监测单元(22)还与所控制断路器间隔中的电伴热带加热回路(30)连接，对所控制断路器间隔中电伴热带加热回路(30)的电压进行测量并将数据传输至主控制器CPU单元(20)，所述二号无线通讯单元(23)与红外温度采集模块中的一号无线通讯单元(7)进行局域网无线通讯，将红外温度采集模块的温度数据传输至监控子站主控制器CPU单元(20)中，环境温湿度单元(24)采集环境温湿度并将数据传输至主控制器CPU单元(20)中，所述输入/输出单元(29)用于实现主控制器CPU单元(20)输入/输出量的转换；按键单元(16)、手动/自动切换单元(17)、空气开关(18)、就地/远方切换单元(19)、报警单元(25)和运行指示灯单元(26)分别与输入/输出单元(29)连接，所述按键单元(16)用于对电伴热带(28)的启动/停止温度进行设置，手动/自动切换单元(17)用于使系统在手动模式和自动模式之间进行切换，空气开关(18)安装在电伴热带加热回路(30)中，并与输入/输出单元(29)连接，便于主控制器CPU单元(20)采集空气开关(18)的通断信号，从而判断是否发生跳闸，所述就地/远方切换单元(19)用于使系统在就地控制与远方控制之间切换，在所述报警单元(25)采用声光报警器，当发现电流、电压、温度和空气开关跳闸信号数据异常时发出报警信号，所述运行指示灯单元(26)指示当前监控子站运行状态；

在所述断路器间隔中的每个断路器罐体(27)的一侧均安装有红外温度采集模块，用于采集断路器罐体(27)的温度，所述断路器间隔中控制继电器(32)的线圈与监控子站中的输入/输出单元(29)连接，所述监控子站中的主控制器CPU单元(20)通过光纤通讯单元(15)与上位机监控总站连接。

2.根据权利要求1所述的一种变电站组合电器断路器罐体电伴热带控制系统，其特征在于：每个所述控制继电器(32)均与两个不同监控子站中的输入/输出单元(29)连接，同样，除首端和尾端的监控子站外，每个监控子站均连接两个不同的控制继电器(32)。

3.根据权利要求1所述的一种变电站组合电器断路器罐体电伴热带控制系统，其特征在于：每个红外温度采集模块均通过一号无线通讯单元(7)与两个监控子站中的二号无线通讯单元(23)连接，以将红外温度采集模块所采集的温度数据发送至不同的监控子站。

4.根据权利要求1所述的一种变电站组合电器断路器罐体电伴热带控制系统，其特征在于：在每个所述断路器罐体(27)的旁边均安装有两个红外温度采集模块，以保证断路器罐体(27)温度探测的准确性和可靠性。

5.根据权利要求1所述的一种变电站组合电器断路器罐体电伴热带控制系统，其特征在于：所述红外温度采集模块还包括太阳能电池板单元(1)和电源管理单元(2)，所述太阳能电池板单元(1)、锂电池单元(3)分别与电源管理单元(2)连接，电源管理单元(2)与温度采集CPU单元(4)连接。

6.根据权利要求1所述的一种变电站组合电器断路器罐体电伴热带控制系统，其特征在于：所述监控子站还包括蓄电池单元(12)，所述蓄电池单元(12)与主控制器CPU单元(20)连接，所述蓄电池单元(12)通过电源一单元(9)或电源二单元(11)进行，所述蓄电池单元(12)用于在电源一单元(9)和电源二单元(11)均断电的情况下对主控制器CPU单元(20)供电。

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