CN219304536U - 一种适用于配电变压器的监控装置 - Google Patents

Abstract

一种适用于配电变压器的监控制装置，涉及一种变压器监控装置，装置中的3G/4G天线（1）连接3G网络或者4G网络的信号增强天线；重启按钮（2）为发生故障或者不正常时的重启恢复正常状态的设置按钮；WIFI天线（3）连接WIFI，为信号增强天线；SIM卡槽（4）为插入移动卡的插槽，该卡槽（4）连接移动网络；TF卡槽（5）为插入TF卡扩展系统存储空间的插槽；调试接口（6）为发生故障调试时接口调试电脑设置接口，调试电脑通过超级终端连接主机调试；机体内设置的模块分别设置有ARM架构嵌入式主板、无线测温模块、交流采样模块和电源模块。本实用新型配变终端装置针对配电变压器、10kV低压设备、无功补偿设备的运行监测和本地控制，实现台区精益化管理作用。

Description

一种适用于配电变压器的监控装置

技术领域

本实用新型涉及一种变压器监控装置，特别是涉及一种适用于配电变压器的监控装置。

背景技术

现有的配变终端装置用于监测配电变压器的运行工况，包括电压、电流、功率、频率、电量、停电事件等运行参数，以及具有无功补偿、配电变压器低压断路器的控制等。该产品目前普遍存在容量不适应各种工况，以及导致的运行稳定性差的问题，不能够很好地适宜于配电网络现代化匹配组成部分的质量要求。

因此，根据目前配电网络重要组成部分的终端配置要求，必须设计一种具有可靠性高、适应各种工况需要的配变终端装置，满足多种配电应用场所的需要，比如，安装于配电站室、箱变或杆变上的变压器二次侧，具备对配电变压器、10kV 低压设备、无功补偿设备的运行监测和本地控制功能，也可扩展对电动汽车充电桩、电采暖设备、分布式电源等负荷信息运行监测与本地控制调节功能，通过信息汇聚并上传至配电自动化主站等，实现多种具有较高实用价值的台区精益化管理终端装置产品，以提升配电变压器的监控管理水平。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于配电变压器的监控装置，本实用新型配变终端装置针对配电变压器、10kV 低压设备、无功补偿设备的运行监测和本地控制，设计出一种对电动汽车充电桩、电采暖设备、分布式电源等负荷信息运行监测与本地控制调节装置，通过信息汇聚并上传至配电自动化主站，实现台区精益化管理作用。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种适用于配电变压器的监控装置，所述装置包括有3G/4G天线、重启按钮、WIFI天线、SIM卡槽、TF卡槽、调试接口、USB上接口、USB下接口、左网口、右网口以及装置内设置的模块；结构中的3G/4G天线连接3G网络或者4G网络的信号增强天线；重启按钮为发生故障或者不正常时的重启恢复正常状态的设置按钮；WIFI天线连接WIFI；为信号增强天线；SIM卡槽为插入移动卡的插槽，该卡槽连接移动网络；TF卡槽为插入TF 卡扩展系统存储空间的插槽；调试接口为系统发生故障调试时接口调试电脑设置接口，调试电脑通过超级终端连接主机调试；USB上、下接口外接USB设备；左网口为网络接口，该接口连接其它网络设置或者其他传感器；右网口为网络接口，该接口连接调试电脑，调试电脑接连主机进行调试；机体内设置的电路模块分别设置有基于ARM架构的嵌入式主板、无线测温模块、交流采样模块和电源模块。

所述的一种适用于配电变压器的监控装置，所述基于ARM架构的嵌入式主板除自带的CPU存储设备外，另自带通信接口：4个串口、2个网口、1路Wifi和1路4G模块。

所述的一种适用于配电变压器的监控装置，所述无线测温模块通过无线方式连接无线温度传感器，无线温度传感器安装在电缆接头或者其他需要测温的装置上。

所述的一种适用于配电变压器的监控装置，所述交流采样模块外接额定单相电压220V额定电流5A的三相交流电。

所述的一种适用于配电变压器的监控装置，所述电源模块为外接的交流220V电压转换成直流12V电压的电源模块，额定电流3A；直流12V供电连接给嵌入式主板、无线测温模块和交流采样模块供电。

本实用新型的优点与效果是：

本实用新型用于监测配电变压器的运行工况，包括电压、电流、功率、频率、电量、停电事件等运行参数，以及具有无功补偿、配电变压器低压断路器的控制等。该产品除了严格遵循国家及电力部有关标准之外，还要具有可靠性高、容量大、运行稳定的要求，是实现配电网络现代化的重要组成部分，是电力自动化系统中具有较高的实用价值的终端产品。包括运行监测、低压用户停复电事件主动上报、配电终端与低压集中器交互、低压台区各节点及末端电压监测、测温等，具有多种功能实用性。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型的工作原理示意图；

图3为本实用新型控制装置构成示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本实用新型进行详细说明。

如图所示，本实用新型的部件构成包括有3G/4G天线1、重启按钮2、WIFI天线3、SIM卡槽4、TF卡槽5、调试接口6、USB上接口7、USB下接口8、左网口9、右网口10以及装置内设置的模块。

本实用新型中的3G/4G天线1连接3G网络或者4G网络的信号增强天线。重启按钮2为当发生系统故障或者系统不正常的时候通过按下该按钮可以重启系统，恢复正常状态。WIFI天线3连接WIFI网络的信号增强天线。SIM卡槽4为插入移动卡的插槽，通过该卡连接移动网络。TF卡槽5插入TF卡的插槽，插入TF 卡后可以扩展系统存储空间。调试接口6用于当系统发生故障需要调试的时候，可以通过该接口调试电脑，调试电脑可以通过超级终端连接主机，进行调试。USB上接口7为USB接口，可以外接USB设备。USB下接口8为USB接口，可以外接USB设备。左网口9为网络接口，通过该接口可以连接其他系统或者其他传感器。右网口10为网络接口，通过该接口可以连接调试电脑，调试电脑接连主机进行调试。设置的模块分别是基于ARM架构的嵌入式主板、无线测温模块、交流采样模块和电源模块。

基于ARM架构的嵌入式主板除自带的CPU，存储设备外，另自带各种通信接口：4个串口、2个网口、1路Wifi和1路4G模块；嵌入式主板按照分布式、模块化、强内聚松耦合的原则，划分为多个功能模块。不同的功能模块之间的数据交换采用统一的实时数据接口和历史数据接口相互联系。实时数据库是核心，从交流采样模块和无线测温模块采集到的数据均存储在其中。各种报警、事件均是由实时数据库报警模块发出，显示到人机界面模块上。各种参数的设置均通过参数配置模块写入配置数据库，再写入实时数据库中。

无线测温模块具备通过无线方式连接无线温度传感器的功能，无线温度传感器安装在电缆接头或者其他需要测温的装置上，无线测温模块读取所有的无线温度传感器上的信息，汇总后通过总线连接到主板上，与监控通信将所有的温度信息上连接至监控装置。

交流采样模块外接额定单相电压220V，额定电流5A的三相交流电，采样模块经过内部计算后可通过通信方式将计算结果上送给监控装置。可计算的信息包括：相电压、线电压、线电流、单相有功功率、总有功功率、单相无功功率、总无功功率、频率、功率因数等信息。

电源模块是将外接的交流220V电压转换成直流12V电压的电源模块，额定电流3A。直流12V供电给嵌入式主板、无线测温模块和交流采样模块供电。配变终端监控装置作用是采集无线测温模块、交流采样模块的信息，并根据现场情况，或采取以太网，或采取4G，或采取Wifi方式，将信息上送到监控主站。并可通过预留的其他接口与其他系统通信，采集或者发送信息，以达到具有扩展的功能。

上述机体内设置的ARM架构主板、无线测温模块、交流采样模块和电源模块，可以选用市场上同等类通用功能的电路或模块。

本实用新型的嵌入式主板通过板卡上自带的485串口，使用专用三芯通信线缆与交流采样模块的通信接口连接；嵌入式主板通过板卡上自带的485串口，使用专用三芯通信线缆与无线测温模块的通信接口连接。嵌入式主板的电源端口、交流采样模块的电源端口和无线测温模块的电源端口与电源模块的输出端口使用两芯电源线连接。同时，主板还剩余2个串口可以外接其他传感器，以对设备进行扩充升级。

嵌入式主板与交流采样模块和无线测温模块通信，均使用标准的MODBUS通信规约进行通信，采集电量信息和温度信息。

当系统台区（含所变、箱变和杆变）运行监测：实现台区交采（电压、电流、功率、电量等电参量）、台区馈线开关（智能塑壳断路器或剩余电流保护断路器）监测、无功补偿装置监测、三相不平衡装置监测。

典型低压用户停复电事件主动上报，利用超级电容供电，支持终端及台区设备的停电事件实时上报，并能够通过与低压集中器就地集成，实现将事件上报到配电自动化主站系统。实现停电后快速定位用户范围，支撑低压故障的快速抢修和低压供电可靠性分析。

配变终端与低压集中器交互，配变终端下行通信通过RS-485 通道与集中器的RS-485 上传通道进行通信，利用集中器RS-485 上传功能，实现抄读的各类用户用电信息，包括的电量、电压、电流、功率等信息。低压台区各节点及末端电压监测，实现台区各回路的线损、窃电精益化管理。采用无线通信，实现小时级瞬时量数据采集，实现对末端电压的监测，提高供电质量。测温，对周围的电缆接头等设备进行无线测温，测温传感器距离终端最远可以达到200米，一台终端设备可以连接多个测温传感器。温度超出设定上限后可在后台发出报警信息。其中配变监测终端实现对台区配变低压侧总的三相电压、电流的实时采集。基本配变监测包括三相电压、电流有效值；电压偏差、频率偏差；三相电压/电流不平衡率；电压合格率统计；分相及三相有功、无功功率；台区变负载率。开关量采集终端扩展无源开关量采集接口，用于采集变压器挡位信息、低压总断路器位置状态、柜门开合状态等信号，识别分辨率不大于2ms。配电台区设备监测包括电容器监测终端，通过本地RS485 接口与智能电容器进行通信，实现智能电容器容量、投切状态、共补/分补电压等信息监测。用电信息检测终端通过RS485、以太网等通信方式与集中器进行数据交互，实现配电台区失电信息、用户侧电压数据信息等用电信息的采集。同时，终端通过无线通信方式与低压用户终端设备实现对配电台区供电电压、用电负荷、低压开关位置信息等用电信息采集。环境状态及变压器状态监测终端，通过配置温度、湿度传感器实现对户外配电箱、配电站、和箱式变电站的温度、湿度环境信息的监测，可配合风机控制器等设备自动调节；终端对浸式变压器的油温、油浸式变压器的瓦斯保护状态、有载调压/调容变压器的档位状态、干式变压器的绕组温度、干式变压器的风机状态等变压器状态信息进行监测。数据记录及远传包括配电台区失电、故障等事件发生时，终端可实时自动记录、上传和追忆；终端实时记录采集的模拟量数据，并主动上送配电自动化主站。主动上送的模拟量数据可设置。当地记录数据包括变压器低压侧三相电压、三相电流；三相有功功率，三相正、反向无功功率，有功电量，正、反向无功电量；三相电压、电流不平衡度；变压器有功功率损耗，无功功率损耗；数据统终端统计按日统计并记录，统计时间1年，统计数据支持配电自动化系统远方调用，终端统计数据包括常规统计数据：总、尖、峰、平、谷的有功电量和正、反向无功电量；配电台区线损、变损；平均负荷率；日重过载次数及时段；日运行时间；极值统计包括三相电压最大、最小值，三相电流最大、最小值及出现时间；功率因数最大、最小值及出现时间；三相电压、电流畸变率最大值，电压、电流不平衡度最大值及出现时间；电压监测统计以1min 作为一个统计单元，取1min内电压预处理值的平均值，记录保存按月、按日累计各相别电压合格率；记录保存按月、按日累计各相别电压偏差超上限和超下限累计时间；计量15 分钟平均电压。对时终端支持主站对时功能，守时精度误差不大于0.5s/天。无线管理与维护终端，通过微功率无线通讯方式与现场设备进行实时通信。用户也可以通过微功率无线通讯，在局域网内对终端进行管理。

Claims (5)

1.一种适用于配电变压器的监控装置，所述装置包括有3G/4G天线、重启按钮、WIFI天线、SIM卡槽、TF卡槽、调试接口、USB上接口、USB下接口、左网口、右网口以及装置内设置的电路模块；USB上、下接口外接USB设备；左网口为网络接口，该接口连接其它网络设置或者其他传感器；右网口为网络接口，该接口连接调试电脑，调试电脑接连主机进行调试；其特征在于，机体内设置的模块分别设置有ARM架构嵌入式主板、无线测温模块、交流采样模块和电源模块；

ARM架构的嵌入式主板自带的CPU存储设备，另自带各种通信接口：4个485串口、2个网口、1路Wifi和1路4G模块；

ARM架构的嵌入式主板通过板卡上自带的485串口，使用三芯通信线缆与交流采样模块的通信接口连接；ARM架构的嵌入式主板通过板卡上自带的485串口，使用三芯通信线缆与无线测温模块的通信接口连接，ARM架构的嵌入式主板的电源端口、交流采样模块的电源端口和无线测温模块的电源端口与电源模块的输出端口使用两芯电源线连接；同时，主板还剩余2个串口可以外接其他传感器，以对设备进行扩充升级；

所述ARM架构的嵌入式主板与交流采样模块和无线测温模块通信，均使用MODBUS通信规约进行通信，采集电量信息和温度信息。

2.根据权利要求1所述的一种适用于配电变压器的监控装置，其特征在于，所述ARM架构嵌入式主板自带CPU存储设备，另带通信接口为4个串口、2个网口、1路Wifi和1路4G模块。

3.根据权利要求1所述的一种适用于配电变压器的监控装置，其特征在于，所述无线测温模块通过无线方式连接无线温度传感器，无线温度传感器安装在电缆接头或者其他需要测温的装置上。

4.根据权利要求1所述的一种适用于配电变压器的监控装置，其特征在于，所述交流采样模块外接额定单相电压220V额定电流5A的三相交流电。

5.根据权利要求1所述的一种适用于配电变压器的监控装置，其特征在于，所述电源模块为外接的交流220V电压转换成直流12V电压的电源模块，额定电流3A；直流12V供电连接给嵌入式主板、无线测温模块和交流采样模块供电。

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