專利名稱：智能遠程監(jiān)控箱式變電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于配電網(wǎng)絡(luò)的箱式變電站，具體的說，涉及一種智能遠程監(jiān)控 箱式變電站。
背景技術(shù)：
通常，在配電系統(tǒng)中采用的箱式變電站，為傳統(tǒng)式設(shè)計制作的箱式變電站，該箱式 變電站在實際運行中，雖然方便了專業(yè)用電戶(路燈專用變壓器、居民小區(qū)專用變壓器、電 力排灌專用變壓器、施工現(xiàn)場臨時用電場所等)用電，然而，因其用電場所的特殊性，在用 電控制維修管理方面都存在一定的缺陷。隨著自動化控制箱式變電站技術(shù)的進一步研究，將加速箱式變電站自動化控制的 進程；目前，電力系統(tǒng)的自動化控制箱式變電站技術(shù)僅僅剛開始起步，但由于執(zhí)行機構(gòu)及數(shù) 據(jù)通道投入資金需求量大，故一直未能全面得到普及應(yīng)用；對于智能遠程監(jiān)控箱式變電站，由于末端設(shè)備本身造價較低，則更是相應(yīng)要求配 套設(shè)備有能適應(yīng)的造價，即要求我們必須考慮到設(shè)計技術(shù)經(jīng)濟性；而對于實現(xiàn)智能遠程監(jiān)控箱式變電站來說，對電力系統(tǒng)意義重大，尤其是當前國 內(nèi)用電高峰時段，電力供應(yīng)不足的情況下，更是需要細化用電管理，能夠?qū)δ┒擞脩糁苯臃?配負荷并能遙測、遙控，以便于負荷調(diào)控到供電末端；智能遠程監(jiān)控箱式變電站技術(shù)，將對配電設(shè)備安全運行起到極大的改善作用，目 前在運行的箱式變電站及其配電設(shè)備，由于不能實時監(jiān)控，基本上是出了故障，由用戶通知 檢修；供電質(zhì)量低，設(shè)備損壞率高；如能全面推廣并適應(yīng)智能遠程監(jiān)控箱式變電站的改造 需要，將能對智能遠程監(jiān)控箱式變電站的技術(shù)進步起到至關(guān)重要的作用。為解決以上存在的問題，人們一直在尋找一種更趨于理想的技術(shù)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種經(jīng)濟實用、使用方便、運行 高效、適于國情發(fā)展的智能遠程監(jiān)控箱式變電站。本發(fā)明的目的是通過下面的技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種智能遠程監(jiān)控箱式變電站，包括6-10KV高壓斷路器、配電變壓器、低壓主開 關(guān)控制柜、低壓無功補償柜、低壓分路開關(guān)控制柜、計量裝置、測溫裝置、防盜裝置、遠程自 動控制終端、以及連接有雙向通信模塊的供電所計算機、電管員手機和移動通信基站；所述遠程自動控制終端包括單片機電路、電參數(shù)檢測電路、諧波檢測分析單元電 路、發(fā)射接收通信模塊、輸出控制信號電路、開關(guān)狀態(tài)檢測電路和數(shù)據(jù)通信接口電路；所述 單片機電路分別與所述電參數(shù)檢測電路、所述諧波檢測分析單元電路、所述開關(guān)狀態(tài)檢測 電路連接以讀取各種電力參數(shù)；所述單片機電路與所述輸出控制信號電路連接以完成控制 信號的輸出；所述單片機電路與所述數(shù)據(jù)通信接口電路連接以完成與外圍設(shè)備的通信；所 述單片機電路與所述發(fā)射接收通信模塊連接以完成發(fā)射和接受信息；
所述輸出控制信號電路、所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路分別連接所述6-10KV高壓斷路 器，用于通過所述遠程自動控制終端實現(xiàn)對所述6-10KV高壓斷路器的通斷控制及檢測所 述6-10KV高壓斷路器的開關(guān)狀態(tài)；所述輸出控制信號電路、所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路分別連接所述低壓主開關(guān)控制 柜，用于通過所述遠程自動控制終端實現(xiàn)對所述低壓主開關(guān)控制柜的通斷控制及檢測所述 低壓主開關(guān)控制柜的開關(guān)狀態(tài)；所述輸出控制信號電路、所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路分別連接所述低壓分路開關(guān)控制 柜的各分路斷路器，用于通過所述遠程自動控制終端實現(xiàn)對所述低壓分路開關(guān)控制柜各分 路斷路器的通斷控制及檢測所述低壓分路開關(guān)控制柜各分路斷路器的開關(guān)狀態(tài)；所述計量裝置的輸入端連接所述低壓主開關(guān)控制柜一次連接線進線端，其輸出端 連接所述電參數(shù)檢測電路，用于通過所述遠程自動控制終端實現(xiàn)對所述低壓主開關(guān)控制柜 的電壓信號、電流信號、三相不平衡電流信號采集；所述諧波檢測分析單元電路包括有諧波檢測分析集成芯片和諧波信號采集電路; 所述配電變壓器的出線端連接所述諧波信號采集電路，用于通過所述遠程自動控制終端實 現(xiàn)對所述配電變壓器的諧波信號檢測分析；所述測溫裝置為數(shù)字溫度傳感器，其輸入端連接所述配電變壓器，其輸出端與所 述單片機電路連接，用于通過所述單片機電路實現(xiàn)對所述配電變壓器的溫度信號的采集和 完成對所述配電變壓器的溫度異常報警；所述防盜裝置為永磁干簧管繼電器，其輸入端連接所述計量裝置箱門，其輸出端 與所述單片機電路連接，用于通過所述單片機電路實現(xiàn)對所述計量裝置的開箱報警；所述移動通信基站為所述供電所計算機、所述電管員手機和所述發(fā)射接收通信模 塊之間提供移動網(wǎng)路服務(wù)?；谏鲜?，所述6-10KV高壓斷路器為高壓永磁真空斷路器或設(shè)置有電操動機構(gòu) 的高壓電動開關(guān)?；谏鲜?，所述配電變壓器為6-10KV/400V的變壓器?；谏鲜觯龅蛪褐鏖_關(guān)控制柜為一種設(shè)置有電動操作機構(gòu)的斷路器或磁保持 接觸器或交流接觸器的低壓主開關(guān)控制柜?；谏鲜觯龅蛪悍致烽_關(guān)控制柜為一種設(shè)置有多路帶電動操作機構(gòu)的自動斷 路器或交流接觸器的低壓分路開關(guān)控制柜?；谏鲜?，所述計量裝置為一種設(shè)置有0. 2級電流互感器和三相四線電子式有/ 無功電能表的計量裝置。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步性，具體的說，該智 能遠程監(jiān)控箱式變電站能夠較為經(jīng)濟、理想的實現(xiàn)遠程自動化控制，其設(shè)計技術(shù)具有經(jīng)濟 性價比高的特點，對于發(fā)展中國家實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化控制，將會起到積極的促進作用；該智能遠程監(jiān)控箱式變電站利用計算機技術(shù)、單片機檢測、控制技術(shù)與無線移動 通信技術(shù)，從而開發(fā)的一種用于自動化控制箱式變電站。其遠程控制保護、實時狀態(tài)和數(shù)據(jù) 檢測功能的數(shù)字化、智能化的效果，與移動通訊網(wǎng)絡(luò)、計算機軟件及電管員手機結(jié)合，可構(gòu) 成智能遠程監(jiān)控箱式變電站的自動保護、遙測、遙控、遙信，并由此形成電力系統(tǒng)的配電安 全運行集中監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)末端用戶負荷監(jiān)控，并能通過遙測、遙控、遙信實現(xiàn)用電自動化管理。


圖1是本發(fā)明的工作原理示意圖；圖2是本發(fā)明所述數(shù)據(jù)通信接口電路的示意圖；圖3是本發(fā)明所述電參數(shù)檢測電路的示意圖；圖4是本發(fā)明所述單片機電路的示意圖；圖5是本發(fā)明所述發(fā)射接收通信模塊的示意圖；圖6是本發(fā)明所述輸出控制信號電路的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步的詳細描述如圖1所示，一種智能遠程監(jiān)控箱式變電站，包括6-10KV高壓斷路器、配電變壓 器、低壓主開關(guān)控制柜、低壓無功補償柜、低壓分路開關(guān)控制柜、計量裝置、測溫裝置、防盜 裝置、遠程自動控制終端、以及連接有雙向通信模塊的供電所計算機、電管員手機和移動通
信基站；所述6-10KV高壓斷路器一端連接于6-10KV高壓電源，另一端連接于所述配電變 壓器的高壓側(cè)；所述配電變壓器的低壓側(cè)連接于所述低壓主開關(guān)控制柜；所述低壓主開關(guān) 控制柜的另一端同時連接于所述低壓無功補償柜、所述低壓分路開關(guān)控制柜、所述計量裝 置，并以此構(gòu)成箱式變電站的主回路。所述遠程自動化控制終端、所述測溫裝置、所述防盜裝置、以及連接有計算機雙向 通信模塊的供電所計算機、所述電管員手機和所述移動通信基站，構(gòu)成遠程自動化控制與
管理系統(tǒng)。所述遠程自動控制終端包括單片機電路、電參數(shù)檢測電路、諧波檢測分析單元電 路、發(fā)射接收通信模塊、輸出控制信號電路、開關(guān)狀態(tài)檢測電路和數(shù)據(jù)通信接口電路；所述 單片機電路分別與所述電參數(shù)檢測電路、所述諧波檢測分析單元電路、所述開關(guān)狀態(tài)檢測 電路連接以讀取各種電力參數(shù)；所述單片機電路與所述輸出控制信號電路連接以完成控制 信號的輸出；所述單片機電路與所述數(shù)據(jù)通信接口電路連接以完成與外圍設(shè)備的通信；所 述單片機電路與所述發(fā)射接收通信模塊連接以完成發(fā)射和接受信息；所述6-10KV高壓斷路器為高壓永磁真空斷路器或設(shè)置有電操動機構(gòu)的高壓電動 開關(guān)；所述輸出控制信號電路、所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路分別連接所述6-10KV高壓斷路器的 永磁分合閘，用于通過所述遠程自動控制終端實現(xiàn)對所述6-10KV高壓斷路器的通斷控制 及檢測所述6-10KV高壓斷路器的開關(guān)狀態(tài)；所述低壓主開關(guān)控制柜為一種設(shè)置有電動操作機構(gòu)的斷路器或磁保持接觸器或 交流接觸器的低壓主開關(guān)控制柜；所述輸出控制信號電路、所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路分別連 接所述低壓主開關(guān)控制柜的斷路器或磁保持接觸器或交流接觸器，用于通過所述遠程自動 控制終端實現(xiàn)對所述低壓主開關(guān)控制柜的通斷控制及檢測所述低壓主開關(guān)控制柜的開關(guān) 狀態(tài)；所述低壓分路開關(guān)控制柜為一種設(shè)置有多路帶電動操作機構(gòu)的自動斷路器或交流接觸器的低壓分路開關(guān)控制柜；所述輸出控制信號電路、所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路分別連 接所述低壓分路開關(guān)控制柜的各分路斷路器或交流接觸器，用于通過所述遠程自動控制終 端實現(xiàn)對所述低壓分路開關(guān)控制柜各分路斷路器的通斷控制及檢測所述低壓分路開關(guān)控 制柜各分路斷路器或交流接觸器的開關(guān)狀態(tài)； 所述計量裝置為一種設(shè)置有0. 2級電流互感器和三相四線電子式有/無功電能表 的計量裝置；所述計量裝置的輸入端連接所述低壓主開關(guān)控制柜一次連接線進線端，其輸 出端連接所述電參數(shù)檢測電路，用于通過所述遠程自動控制終端實現(xiàn)對所述低壓主開關(guān)控 制柜的電壓信號、電流信號、三相不平衡電流信號采集；所述諧波檢測分析單元電路包括有諧波檢測分析集成芯片和諧波信號采集電路; 所述配電變壓器的出線端連接所述諧波信號采集電路，用于通過所述遠程自動控制終端實 現(xiàn)對所述配電變壓器的諧波信號檢測分析；所述配電變壓器為6-10KV/400V的變壓器；所述測溫裝置為數(shù)字溫度傳感器，其 輸入端安裝于所述配電變壓器的油箱，其輸出端與所述單片機電路連接，用于通過所述單 片機電路實現(xiàn)對所述配電變壓器的油箱溫度信號的采集和完成對所述配電變壓器的溫度 異常報警；所述防盜裝置為永磁干簧管繼電器，其輸入端連接所述計量裝置箱門，其輸出端 與所述單片機電路連接，用于通過所述單片機電路實現(xiàn)對所述計量裝置的開箱報警；所述移動通信基站為所述供電所計算機、所述電管員手機和所述發(fā)射接收通信模 塊之間提供移動網(wǎng)路服務(wù)。對于遠程遙控、遙測過程，是所述發(fā)射接收通信模塊實時接收來自供電所計算機 或電管員手機發(fā)來的控制短信指令，如抄表、控制斷電、控制送電等，當由所述發(fā)射接收通 信模塊收到短信后，由所述單片機電路經(jīng)過分析認定，并做出相應(yīng)動作，如現(xiàn)場實時數(shù)據(jù) 送回、或啟?，F(xiàn)場高低壓斷路器或交流接觸器等。所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路的輸入端連接于開關(guān)設(shè)備的輔助接點，另一端連接于 單片機電路以讀取接點開關(guān)狀態(tài)；所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路可檢測6-10KV高壓斷路器和 400V/220V斷路器或交流接觸器等開關(guān)設(shè)備的通斷狀態(tài)，并由單片機電路控制處理。如圖2所示，所述數(shù)據(jù)通信接口電路是一個兩單元通過兩個485通訊單元聯(lián)接以 進行數(shù)據(jù)傳送；所述數(shù)據(jù)通信接口電路是一種RS-485串行數(shù)據(jù)通信電路，通過所述數(shù)據(jù)通 信接口電路實現(xiàn)遠程在線監(jiān)測、遠程抄表以及用電自動化管理。如圖3所示，所述電參數(shù)檢測電路是一個電參數(shù)測量集成芯片，由電參數(shù)測量集 成芯片將采集到的電壓、電流測量信號分別接入單片機，由單片機控制計算出有功電能等 電參數(shù)并輸出到遠傳單元；電能脈沖通過光偶隔離輸出。如圖4所示，所述單片機電路是以單片機為技術(shù)核心的電路系統(tǒng)，其與電參數(shù)檢 測電路連接，控制電參數(shù)的計算；其與諧波檢測分析單元電路連接，用于諧波檢測分析；其 與發(fā)射接收通信模塊聯(lián)接，控制發(fā)射模塊的工作，用以完成電參數(shù)和異常報警以及故障現(xiàn) 象及故障排除方法的傳送；其與輸出控制信號電路聯(lián)接，用以完成輸出控制信號端口是否 對開關(guān)設(shè)備進行接通分斷處理指令等；同時，其與數(shù)據(jù)通信接口電路即遠傳單元連接，進行 數(shù)據(jù)傳輸，把電參數(shù)送入遠傳單元。如圖5所示，所述發(fā)射接收通信模塊是一個通信發(fā)射接收模塊芯片，其與單片機系統(tǒng)雙向通信，把報警信號或電力參數(shù)以短信方式發(fā)出，并用于接收工作短信，其工作過程 由單片機系統(tǒng)控制。如圖6所示，所述輸出控制信號電路一端連接于輸出控制為兩路的繼電器接點， 另一端連接于單片機系統(tǒng)電路，根據(jù)短信或其它設(shè)置控制其吸合狀態(tài)用于控制6-10KV高 壓斷路器和400V/220V斷路器或交流接觸器等開關(guān)設(shè)備；所述輸出控制信號電路是由單片 機根據(jù)短信或其它設(shè)置控制其是否報警或?qū)﹂_關(guān)設(shè)備進行通斷處理。如圖1所示，當箱式變電站投入運行后，在所述單片機電路的控制下，所述電參數(shù) 檢測電路實時、不斷的對各項電力參數(shù)進行檢測，并不斷讀取檢測數(shù)據(jù)，進行判斷處理；根 據(jù)具體情況，由所述單片機電路生成相應(yīng)中文短信，通過所述發(fā)射接收通信模塊將所述中 文短信發(fā)至供電所計算機或電管員手機；對于開關(guān)量的檢測，由所述開關(guān)信號檢測電路直 接檢測；排除異常情況后，方可由電管員手機或供電所計算機啟動送電。對于非正常的狀態(tài)運行，系統(tǒng)也可做簡單保護或上傳故障現(xiàn)象及故障排除方法， 比如變壓器過溫。可由單片機自動生成中文短信上傳為“故障現(xiàn)象變壓器過溫。排除 方法觀察變壓器油位是否缺油；觀察電流表是否超負荷。予以增加變壓器油至油位線，或 調(diào)整關(guān)斷部分負荷”。又如三相負荷不平衡?？捎蓡纹瑱C自動生成中文短信上傳為“故障 現(xiàn)象三相負荷極度不平衡。排除方法觀察三相電流表的指示數(shù)據(jù)或依據(jù)每根相線的用 電量，進行負荷調(diào)整，使之三相負荷趨于平衡”等等。所述雙向通信模塊是一種用于連接計算機的、把報警或斷路開關(guān)通斷指令或需要 的電力參數(shù)以短信方式發(fā)出并接收的通信模塊；所述供電所計算機是普通計算機，即終端 計算機；所述電管員手機是配電系統(tǒng)電工管理人員用于工作的普通手機；所述移動通信基 站能夠為所述電管員手機提供移動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。該智能遠程監(jiān)控箱式變電站的設(shè)計，能夠較為經(jīng)濟、理想的實現(xiàn)箱式變電站的自 動化控制，可擴展應(yīng)用為，使每一臺配電變壓器都成為無人值守變電站，其對于發(fā)展中國家 實現(xiàn)箱式變電站自動化控制將會起到積極的促進作用。
權(quán)利要求
一種智能遠程監(jiān)控箱式變電站，包括6 10KV高壓斷路器、配電變壓器、低壓主開關(guān)控制柜、低壓無功補償柜、低壓分路開關(guān)控制柜，其特征在于該箱式變電站還包括計量裝置、測溫裝置、防盜裝置、遠程自動控制終端、以及連接有雙向通信模塊的供電所計算機、電管員手機和移動通信基站；所述遠程自動控制終端包括單片機電路、電參數(shù)檢測電路、諧波檢測分析單元電路、發(fā)射接收通信模塊、輸出控制信號電路、開關(guān)狀態(tài)檢測電路和數(shù)據(jù)通信接口電路；所述單片機電路分別與所述電參數(shù)檢測電路、所述諧波檢測分析單元電路、所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路連接以讀取各種電力參數(shù)；所述單片機電路與所述輸出控制信號電路連接以完成控制信號的輸出；所述單片機電路與所述數(shù)據(jù)通信接口電路連接以完成與外圍設(shè)備的通信；所述單片機電路與所述發(fā)射接收通信模塊連接以完成發(fā)射和接受信息；所述輸出控制信號電路、所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路分別連接所述6 10KV高壓斷路器，用于通過所述遠程自動控制終端實現(xiàn)對所述6 10KV高壓斷路器的通斷控制及檢測所述6 10KV高壓斷路器的開關(guān)狀態(tài)；所述輸出控制信號電路、所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路分別連接所述低壓主開關(guān)控制柜，用于通過所述遠程自動控制終端實現(xiàn)對所述低壓主開關(guān)控制柜的通斷控制及檢測所述低壓主開關(guān)控制柜的開關(guān)狀態(tài)；所述輸出控制信號電路、所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路分別連接所述低壓分路開關(guān)控制柜的各分路斷路器，用于通過所述遠程自動控制終端實現(xiàn)對所述低壓分路開關(guān)控制柜各分路斷路器的通斷控制及檢測所述低壓分路開關(guān)控制柜各分路斷路器的開關(guān)狀態(tài)；所述計量裝置的輸入端連接所述低壓主開關(guān)控制柜一次連接線進線端，其輸出端連接所述電參數(shù)檢測電路，用于通過所述遠程自動控制終端實現(xiàn)對所述低壓主開關(guān)控制柜的電壓信號、電流信號、三相不平衡電流信號采集；所述諧波檢測分析單元電路包括有諧波檢測分析集成芯片和諧波信號采集電路；所述配電變壓器的出線端連接所述諧波信號采集電路，用于通過所述遠程自動控制終端實現(xiàn)對所述配電變壓器的諧波信號檢測分析；所述測溫裝置為數(shù)字溫度傳感器，其輸入端連接所述配電變壓器，其輸出端與所述單片機電路連接，用于通過所述單片機電路實現(xiàn)對所述配電變壓器的溫度信號的采集和完成對所述配電變壓器的溫度異常報警；所述防盜裝置為永磁干簧管繼電器，其輸入端連接所述計量裝置箱門，其輸出端與所述單片機電路連接，用于通過所述單片機電路實現(xiàn)對所述計量裝置的開箱報警；所述移動通信基站為所述供電所計算機、所述電管員手機和所述發(fā)射接收通信模塊之間提供移動網(wǎng)路服務(wù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能遠程監(jiān)控箱式變電站，其特征在于所述6-10KV高 壓斷路器為高壓永磁真空斷路器或設(shè)置有電操動機構(gòu)的高壓電動開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能遠程監(jiān)控箱式變電站，其特征在于所述配電變壓 器為6-10KV/400V的變壓器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能遠程監(jiān)控箱式變電站，其特征在于所述低壓主開 關(guān)控制柜為一種設(shè)置有電動操作機構(gòu)的斷路器或磁保持接觸器或交流接觸器的低壓主開 關(guān)控制柜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能遠程監(jiān)控箱式變電站，其特征在于所述低壓分路 開關(guān)控制柜為一種設(shè)置有多路帶電動操作機構(gòu)的自動斷路器或交流接觸器的低壓分路開 關(guān)控制柜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能遠程監(jiān)控箱式變電站，其特征在于所述計量裝置 為一種設(shè)置有0. 2級電流互感器和三相四線電子式有/無功電能表的計量裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種智能遠程監(jiān)控箱式變電站，它包括6-10kV高壓斷路器、配電變壓器、低壓主開關(guān)控制柜、低壓無功補償柜、低壓分路開關(guān)控制柜、計量裝置、測溫裝置、防盜裝置、遠程自動控制終端、以及連接有雙向通信模塊的供電所計算機、電管員手機和移動通信基站；所述遠程自動控制終端包括單片機電路、電參數(shù)檢測電路、諧波檢測分析單元電路、發(fā)射接收通信模塊、輸出控制信號電路、開關(guān)狀態(tài)檢測電路和數(shù)據(jù)通信接口電路；所述單片機電路分別與電參數(shù)檢測電路、諧波檢測分析單元電路、開關(guān)狀態(tài)檢測電路、輸出控制信號電路、數(shù)據(jù)通信接口電路、發(fā)射接收通信模塊連接。該箱式變電站具有經(jīng)濟實用、使用方便、運行高效、適于國情發(fā)展的優(yōu)點。
文檔編號H02J13/00GK101908780SQ20101024959
公開日2010年12月8日 申請日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月10日
發(fā)明者錢柏賢 申請人:河南博源成套電氣有限公司